2.3.2 Визначення площі геліоколекторного поля

Необхідну площу геліоколекторів F_гк можна визначити за формулою:

. (2.15)

де η – ефективність геліосистеми.

Використовуючи досвід проектування подібних установок задамося η = 0,4

Для розрахункового місяця квітня:

м².

Результат розрахунку за формулою (2.14) за місяцями зображено на Рис. 2.6

Рисунок 2.6– Площа необхідного геліоколекторного поля за місяцями

Як видно з рисунку 2.6 доцільно забезпечувати споживачів гарячою водою не цілорічно, а лише в період з квітня по жовтень. Тим самим забезпечуючи мінімальні капітальні втрати на впровадження системи гарячого водопостачання. В зимові місяці та в міжсезоння догрів води забезпечується дублюючим джерелом енергії.

Кількість геліоколекторів заданого типу:

. (2.16)

(2.17)

2.3.3 Визначення температур поверхонь гк

Згідно до рекомендацій [5], можна прийняти:

1. Температуру поглинальної пластини в першому наближенні t_пл = 65°С, що на 5°С вище за потрібну температуру гарячої води.

2. Температура навколишнього середовища [4]

Т_а = Т_ср + 5. (2.18)

де Т_ср – середньодобова температура навколишнього середовища, К. (див. табл. 2.1)

Температуру теплоносія на вході приймаємо 45°С;

На виході 65°С;

Зовнішню температуру скла задамо:

. (2.19)

Температуру поверхні ізоляції:

. (2.20)

Середня температура теплоносія:

=55°С (2.21)

де Т_вх – температура теплоносія на вході в ГК, К

Т_вих – температура на виході, К

Результати розрахунку за формулами (2.18)-(2.21) за місяцями зведено до таблиці 2.13.

Таблиця 2.13

Температури поверхонь геліоколектора

Ta, K	272,5	273,9	278,8	287,4	294	297,6	299,3	298,6	293,4	286,4	280,5	275,9
Тск, K	282,5	283,9	288,8	297,4	304	307,6	309,3	308,6	303,4	296,4	290,5	285,9
Тіз, K	277,5	278,9	283,8	292,4	299	302,6	304,3	303,6	298,4	291,4	285,5	280,9
Ттн, K	328	328	328	328	328	328	328	328	328	328	328	328

2.3.4 Втрати теплоти через тильну теплоізоляцію

. (2.22)

де χ – коеф. враховуючий геометричні розміри геліоколектора

Променевий коефіцієнт тепловіддачі ізоляції:

(2.23)

де - ступінь чорноти поверхні ізольованої частини колектора.

для білої масляної фарби = 0,9

Конвективний коефіцієнт тепловіддачі ізоляції:

(2.24), (2.25)

де: – конвективний коефіцієнт тепловіддачі ізоляції при вільній конвекції

– конвективний коефіцієнт тепловіддачі ізоляції при вимушеній конвекції

W – середньомісячна швидкість повітря (з табл. 2.1)

У розрахунках приймається рівним більшому з та

Коефіцієнт тепловіддачі ізоляції обчислюється

, (2.26)

(2.27)

(2.28)

де q_із – приведений тепловий потік, Вт/м²

Q_із – повний тепловий потік, Вт

Результати розрахунку за формулами (2.22)-(2.28) за місяцями зведено до таблиці 2.14.

Таблиця 2.14

Втрати теплоти через ізоляцію

Міс.	1	2	3	4	5	6	7	8	9
,Вт/ (м2К)	4,249	4,314	4,548	4,978	5,325	5,522	5,616	5,577	5,293
,Вт/ (м2К)	6,971	6,912	6,697	6,282	5,922	5,705	5,597	5,642	5,956
,Вт/ (м2К)	20,426	21,329	19,819	19,207	17,340	15,421	15,095	15,421	16,387
,Вт/ (м2К)	20,426	21,329	19,819	19,207	17,340	15,421	15,095	15,421	16,387
Kіз,Вт/ (м2К)	0,974	0,975	0,974	0,974	0,971	0,969	0,968	0,969	0,970
qіз, Вт/м2	54,07	52,77	47,91	39,53	33,03	29,45	27,79	28,48	33,56
Qіз, Вт	1989,66	1941,83	1763,09	1454,55	1215,42	1083,62	1022,59	1048,08	1234,91

Таблиця 2.14

Втрати теплоти через ізоляцію(продовження)

Міс.	10	11	12
,Вт/ (м2К)	4,926	4,630	4,408
,Вт/ (м2К)	6,333	6,619	6,826
,Вт/ (м2К)	17,967	18,899	19,819
,Вт/ (м2К)	17,967	18,899	19,819
Kіз,Вт/ (м2К)	0,972	0,973	0,974
qіз, Вт/м2	40,42	46,20	50,72
Qіз, Вт	1487,62	1700,20	1866,66

Витрати теплоти через бічну поверхню можна обчислити аналогічно до пункту 2.3.4, але враховуючи що δ_із.бта λ_із.б такі ж як δ_із, λ_із для всього колектора; то К_із.б = К_із

Тепловий потік через бічну поверхню обчислюється:

(2.29)

(2.30)

де F_б – бічна площа всього геліоколекторного поля.

Результати розрахунку за формулами (2.29)-(2.30) за місяцями зведено до таблиці 2.15.

Таблиця 2.15

Втрати теплоти через бічну поверхню

Міс.	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Kб,Вт/ (м2К)	0,974	0,975	0,974	0,974	0,971	0,969	0,968	0,969	0,970	0,972	0,973	0,974
qб, Вт/м2	54,07	52,77	47,91	39,53	33,03	29,45	27,79	28,48	33,56	40,42	46,20	50,72
Qб, Вт	646,6	631,1	573,0	472,7	395,0	352,2	332,3	340,6	401,4	483,5	552,6	606,7