Приблизително изчисляване на слънчевия колектор

При използване на слънчеви колектори (SC) в система за захранване с топла вода е необходимо да се определи правилно тяхното количество или площ: работата зависи от това. Изчисляването на слънчевия колектор от всякакъв тип се основава на нуждите, които са известни предварително. По принцип доставчиците, които предлагат такова оборудване, са готови не само да установят, но и да изчислят необходимия брой НК, а също и да дадат някои консултации. Разбира се, можете да имате пълно доверие на монтажника и дори можете да разберете, преди да се обадите на колко колектори трябва да си снабдявате с топла вода въз основа на вашите условия.

Изчисляване на плосък слънчев колектор

Практиката показва, че на квадратен метър от повърхността, инсталирана перпендикулярно на ярка слънчева светлина, средно 900 вата топлинна енергия (с безоблачно небе). Ще изчислим НК въз основа на модел от 1 м². Предната страна е матова, черна (има почти 100% абсорбция на топлинна енергия). Гърбът е изолиран с 10 cm слой от експандиран полистирол.
Необходимо е да се изчислят топлинните загуби, които настъпват на гърба, на сянката. Коефициентът на топлоизолация на експандиран полистирол е 0,05 W / m × степен. Познавайки дебелината и приемайки, че температурната разлика на противоположните страни на материала е в рамките на 50 градуса, изчислете топлинните загуби:

0,05 / 0,1 × 50 = 25 W.

Същите приблизителни загуби се очакват от краищата и тръбите, т.е. общата сума е 50 вата.
Без облаци небето е рядко, освен това трябва да се вземе предвид ефектът на кал върху колектора. Затова намалете количеството топлинна енергия на 1 м², до 800 вата. Водата, използвана като топлоносител в плосък СК, има топлинен капацитет от 4200 J / kg × градус или 1.16 W / kg х °. Това означава, че за да се повиши температурата на един литър вода с една степен, тя ще отнеме 1.16 W енергия.
Като се вземат предвид тези изчисления, ние получаваме следната стойност за нашия модел слънчев колектор: 1 m² площ:

800 / 1.16 = 689.65.

Ние се закръгля за удобство до 700 / kg × deg. Този израз показва количеството вода, която може да се нагрее в колектора (1 м² модел) за един час. В същото време топлинните загуби от предната страна не се вземат предвид, което ще се увеличи с нагряването. Тези загуби ще ограничат отоплението на охлаждащата течност в слънчевия колектор в рамките на 70-90 градуса. В тази връзка стойността 700 може да се приложи при ниски температури (от 10 до 60 градуса).
Изчисляването на слънчевия колектор показва, че една система от 1 м2 е в състояние да загрее 10 литра вода с 70 градуса, което е достатъчно, за да осигури на къщата с топла вода. Възможно е да се намали времето за загряване на водата, като се намали обемът на слънчевия колектор, като се запази неговата площ. Ако броят на хората, които живеят в къщата, изисква повече вода, трябва да се използват няколко колектора от тази област, които са свързани към една система.
За да може слънчевата светлина да засегне радиатора възможно най-ефективно, колекторът трябва да бъде ориентиран под ъгъл спрямо линията на хоризонта, равен на ширината на терена. Това вече е обсъдено в статията Как да изчислим мощността на слънчевите панели, действа същия принцип.
Средно 50 литра гореща вода са необходими, за да се гарантира живота на един човек. Като се има предвид, че водата има температура от около 10 ° C преди загряване, температурната разлика е 70 - 10 = 60 ° С. Количеството топлина за отопление на водата е както следва:

W = Q × V × Tp = 1,16 × 50 × 60 = 3,48 kW енергия.

Разделяйки W с количеството слънчева енергия на 1 м² повърхност в дадено находище (данни от хидрометеорологични центрове), ще получим площта на колектора.
Изчисляването на слънчевия колектор за отопление е сходно. Но обемът на водата (охлаждащата течност) е необходим повече, което зависи от обема на отопляемото пространство. Може да се заключи, че подобряването на ефективността на система за отопление на вода от този тип може да се постигне чрез метод за намаляване на обема и едновременно увеличаване на площта.

Изчисляване на вакуумния слънчев колектор

Проектирането на системата следва да се извършва, като се вземат предвид:

• характеристики на климата в района;
• обем на отопляеми помещения и етажи;
• брой хора, които живеят (работят);
• вид инсталирани отоплителни уреди;
• коефициент на топлопроводимост на стените (определен от дебелината и материала);
• мястото на топлообменника и т.н.

Проектните работи се извършват на два етапа. Първият обхваща изчисляването на слънчевия колектор за отопление, а именно определянето на тяхното количество, което е необходимо за отопление. Вторият етап е свързването на резултатите към съществуващата отоплителна система.
Още за първия етап: определете количеството енергия, генерирано от колектора на ден. За тази цел използвайте данните за средното месечно ниво на слънчевата радиация (информация от хидрометеорологичния център) в дадена местност. Умножавайки тази стойност по площта на колектора и неговата ефективност (взета като 0.8), получаваме:

Ек = Ек.Хр.Х 0.8 (kW / ден)

След това определете количеството на консумираната вода (Vd, l.), Което се нагрява от колектора през деня. Това зависи от параметрите на отоплителната система.
Известно е, че за да се увеличи температурата на 1 литър вода с 1 градус, е необходимо да се изразходват 1,16 вата енергия. Разделяйки цифровата стойност на количеството произведена енергия на ден от топлинната мощност на водата, получаваме температурата, на която слънчевият колектор на този модел може да загрее охлаждащата течност.

Tk = Ek / (Vdn.s), ° С

Ако изчисленията покажат, че получената температура не е достатъчно висока, за да я увеличите, е необходимо да промените областта на SC: инсталирайте допълнителни вакуумни тръби или панели.