2.5 Характеристические линии кпд и области применения коллекторов

В зависимости от сферы применения и данной области температур к коллекторам ставятся различные требования. На Рис. 2.5 изображены характеристические линии наиболее часто встречающихся видов коллекторов при силе облучения в 800 Вт/м2. Показатели КПД коллекторов указывают на то, какая доля излучения может быть выделена теплоносителем в качестве тепловой мощности коллектора.

Рис. 2.6 Сравнение КПД и рабочая температура различных коллекторов при облучении в 800 Вт/м².

Различия показателей КПД обусловлены различным качеством теплоизоляции. Только при незначительной разности температур между поглотителем и внешней средой тепловые потери не имеют большого значения. При более существенной разнице температур, напротив, качество защиты от теплопотерь в значительной степени определяет полезную мощность.[7]

Для подогрева воды в бассейнах в летнее полугодие разница температур между поглотителем и внешней средой составляет около 15 К. В этой области температур главным преимуществом простых солнечных поглотителей (отсутствие стеклянного покрытия) являются небольшие оптические потери. В этом случае КПД более дорогих коллекторов со стеклянным покрытием едва превышал бы КПД простых поглотителей, хотя установка первых связана с более высокими финансовыми расходами.

Рабочая температура коллекторов для подогрева водопроводной воды составляет 20-60°С. Наиболее распространенные плоские коллекторы, с селективным покрытием поглотителя, имеют приемлемый для данной области температур КПД, который лишь незначительно уступает КПД вакуумных коллекторов. Простые солнечные поглотители, наоборот, в виду своих высоких потерь при таких температурах обладают недостаточной производительностью.

При отоплении помещения поглотитель должен нагреться до температуры 40-60°С, для того чтобы передать тепло теплораспределительной системе либо накопителю. Понижение температуры окружающей среды во время отопительного сезона приводит к

тому, что разницы температур между поглотителем и наружным воздухом становится больше, чем при подогреве воды, функционирующем преимущественно в летние месяцы.

Тем самым преимущества вакуумных коллекторов становятся здесь очевидным. Для производства технологического тепла, напр. для чистки бутылок на пивоваренных заводах, необходимы еще более высокие температуры. В этих областях предпочтение отдается вакуумным коллекторам, т.к. по сравнению с другими гелиоустановками они несут наименьшие потери тепла.

Глава 2.

3.Расчетная часть

3.1Описание стенда с плоским коллектором

Теплоноситель вода циркулируя через коллектор, нагревается и передает тепловую энергию в бак водонагревателя. Циркуляция воды происходит естественным образом из-за разности температур в коллекторе и баке аккумуляторе, который располагается выше. Бак должен располагаться не ближе чем 600 мм к солнечному коллектору. Солнечный водонагреватель состоит из бака холодной воды, короба со змеевиком, и труб. Короб стационарно устанавливается под углом 45 ℃. В качестве имитации солнечного потока лучей использованы 6 прожекторов мощностью по 150 Вт каждый, общей мощностью 900 Вт.

Рис. 2.7.Демонстрационная установка.