Начать продавать на Satu.kz
Корзина
37 отзывов
Солнечные станции "под ключ"Открыть
+7 (707) 750-91-57
+7 (776) 500-91-56
Корзина
i n n o v a t i v e . e n e r g y

Сравнение конструкций различных солнечных коллекторов

Сравнение конструкций различных солнечных коллекторов

Площадь солнечного коллектора.

Солнечный коллектор "Сокол" имеет площадь в 2 м². Сторона, обращенная к солнцу, покрыта специальным светопоглощающим слоем и имеет практически 95%-е поглощение тепла. Обратная (теневая сторона) имеет утепление 50мм минеральной ваты.

Подсчитаем потери тепла, происходящие на теневой стороне. Коэффициент теплопередачи минеральной ваты равен 0,035 Вт/м*°С. С учетом толщины и перепада температуры например в 45°C, получим потери равные 35 Вт. Примерно столько же будут излучать и торцы солнечного коллектора, трубы и пр. Из-за специального селективного покрытия и правильно подобранного расстояния между стеклом и абсорбером излучение тепла и конвекция воздуха будут минимальны. В итоге получаем теплопотери двухметрового солнечного коллектора 100-120 Вт.

Атмосфера не всегда бывает прозрачной, а коллектор не всегда идеально чистым. Поэтому для расчета будет брать поток солнечной энергии равный 800 Вт/м², вычитаем теплопотери и получаем величину 700 Вт/м². Для плоского коллектора площадью 2м² реальная тепловая мощность составляет 1300-1400Вт.

При наличии автоматики, плоские солнечные коллекторы начинают работать при температурах, превышающих всего на несколько градусов температуру нагреваемой жидкости. Это особо актуально для нагрева бассейнов и холодных теплоносителей (например, для тепловых насосов).

Следует иметь ввиду, что площадь абсорбера типового китайского вакуумного коллектора с 18 трубками диаметром 47 мм и длинной 1,8м составляет всего 0,047м*1,8м*18= 1,522 м². При лучшем их КПД 75%, основанном на реальных данных центров сертификации, при идеальных погодных условиях 1000 Вт/м² один солнечный коллектор с вакуумными трубками вырабатывает только1100Вт. Значений выше этих получить физически не возможно, энергия не берется из ни от куда. Атмосфера не всегда бывает прозрачной, а коллектор не всегда идеально чистым. Поэтому для расчета необходимо брать значение потока солнечной энергии равным 800 Вт/м². Для коллектора с вакуумными трубками площадью 1,52 м² реальная тепловая мощность составляет 900Вт.

Конструкция качественного плоского солнечного коллектора.

Плоский коллектор состоит из элемента, поглощающего солнечное излучение, прозрачного покрытия и термоизолирующего слоя.

Поглощающий элемент называется абсорбером; он связан с теплопроводящей системой.

Прозрачный элемент (стекло) обычно выполняется из закалённого стекла с пониженным содержанием металлов.

Чем больше падающей энергии передаётся теплоносителю, протекающему в коллекторе, тем выше его эффективность.

Для её повышения применяется специальные оптические покрытия, не излучающие тепло в инфракрасном спектре.

Стандартным решением повышения эффективности коллектора также стало применение абсорбера из листовой меди из-за её высокой теплопроводности.

Конструкция ваккумного солнечного коллектора

Стеклянные вакуумные трубки по конструкции являются термосами – одна трубка расположена в другой, между ними технический вакуум. В стеклянную трубку, вставляются медные термотрубки, соединенные со стеклянные трубками тонкими листами алюминия.

Термотрубка - это закрытая медная труба с небольшим содержанием "легкокипящей жидкости". В качестве "легкокипящей жидкости" используется обычная вода под низким давлением.

Под воздействием тепла жидкость испаряется при температуре около 30°С и забирает тепло вакуумной трубки. Пары поднимаются в верхнюю часть головки, где конденсируются и передают тепло теплоносителю основного контура с незамерзающей жидкостью. Конденсат стекает вниз, и все повторяется снова.

Но дальнейшем повышении температуры плотность пара будет расти, а плотность воды будет падать. В критической точке плотность станет одинаковой, и процесс конденсации и испарения прекратится, поступающая энергия передается только за счет стенки медного стержня, при её небольшой толщине, эффективность передачи будет мала.

Приемник солнечного коллектора медный с изоляцией из минеральной ваты толщиной обычно всего 4 см, закрыт листом жести.

Эффективность вакуумного солнечного коллектора складывается из потерь на отражение и поглощение двойного стекла и теплопотерь связанных с излучением тепла поглощающим слоем. Также неэффективность получается из-за того, что солнцем нагревается поверхность внутренней стеклянной колбы, от которой тепло передается через стекло (плохой теплопроводник) тонким алюминиевым пластинам на медную трубку.

Значительны теплопотери через изоляцию приемника коллектора, выполненную из минеральной ваты.

Благодаря цилиндрической форме трубок солнечные лучи падают на постоянную поверхность перпендикулярно к оси трубки, но при этом все остальные лучи, не перпендикулярные оси трубки, будут отражаться. Отражение по углу относительно плоскостей осей трубок (вдоль трубок) будет такое же как и у плоских солнечных коллекторов.

Отношение апертуры (рабочей поверхности) к общей площади солнечного коллектора у вакуумного водонагревателя в два раза меньше, чем у плоского солнечного коллектора.

Следует иметь ввиду, что площадь абсорбера типового китайского вакуумного коллектора с 18 трубками диаметром 47 мм и длинной 1,8м составляет всего 0,047м*1,8м*18= 1,522 м².

Реальный КПД солнечных коллекторов различных конструкций в зависимости от разницы температуры коллектора и окружающей среды.

При выборе солнечного коллектора любой конструкции необходимо учитывать их отличия, стоимость, реальный КПД, цели и климат использования.

Идеальных конструкций нет! Доверять проектирование следует профессионалам, имеющим большой опыт монтажа и эксплуатации систем с надёжными солнечными коллекторами.

Другие статьи