10.3. Исследование теплопрозводительности солнечных коллекторов

Температура на входе в солнечный коллектор Т1, С. Принимаем Т1 = 10.

Эффективный оптический КПД коллектора o.Паспортное значениеo = 0,78.

Коэффициент теплопотерь коллектора Kk, Вт/(м² _*^оС), K = 8,0

Выбираем площадь поверхности КСЭ, м²: А_К = 79,49

Параметр Рк зависит от среднемесячного коэффициента ясности атмосферы, Kj и от температуры теплоносителя T1 на входе в КСЭ, а также от температуры наружного воздуха, Tnv.

Рис. 6. Зависимость параметра Рк от среднемесячного коэффициента ясности атмосферы Kj.

Функция конструктивных параметров КСЭ: a, b определена по следующему выражению:

a = 10,710^-3; b = 29,310^-6.

Рис. 7. Зависимость функции конструктивных параметров от месяца.

Удельная среднемесячная дневная теплопроизводительность коллектора солнечной энергии, МДж/м² в месяц определяется формулой:

Рис. 8. Удельная среднемесячная дневная теплопроизводительность коллектора солнечной энергии.

Общая эффективная теплопроизводительность всего коллектора за рабочий период его работы, МДж:

Qqk =2,677·10⁵

Плотность потока солнечной радиации Ik поступающей на поверхность коллектора, Вт/м²:

Рис. 9. Плотность потока солнечной радиации в зависимости от месяца.

Тепловая мощность (кВт) плоского коллектора солнечной энергии:

Рис. 10. Тепловая мощность солнечного коллектора в зависимости от месяца.

Средняя тепловая мощность (кВт) плоского коллектора солнечной энергии:

Qko = 2,9.

Массовый расход теплоносителя Go, кг/с: Go = 0,085.

Температура на выходе из КСЭ можно определить по формуле T2, С:

Рис. 11. Температура на выходе из КСЭ в зависимости от месяца.

Все расчёты выполнены на персональном компьютере с использованием программы

“MathCAD”

Результаты расчетов сведены в таблицу12.

Таблица 12

Месяц	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
РК	57,368	54,615	39,512	15,652	-1,2	-10,833	-17,209	-11,489	0,952	22,258	40,909	53,16
ФК	0,483	0,503	0,623	0,840	1,013	1,119	1,193	1,127	0,99	0,776	0,611	0,511
qkК, МДж/м2	18,767	52,912	168,539	324,442	598,087	660,564	691,659	516,699	279,654	75,229	28,749	12,888
IkК, Вт/м2	59,565	140,831	270,260	327,618	423,962	412,078	416,332	351,188	268,306	106,018	65,679	41,425
QkК, кВт	-10,17	-4,813	6,455	15,734	26,668	28,857	30,519	25,208	16,381	2,186	-4,513	-9,705
Т2К, С	18,555	-3,515	28,124	54,179	84,879	91,024	95,692	80,78	55,995	16,136	-2,671	-17,249

Для того чтобы обеспечить подачу воды нагретой за счёт использования солнечной энергией как днём так и в ночное время (в тёмное время суток) необходимо использовать аккумулятор тепловой энергии, параметры которого рассчитываются ниже.