SlideShare una empresa de Scribd logo
1 de 43
Descargar para leer sin conexión
Міністерство освіти і науки України
            Національний технічний університет України
               „ Київський політехнічний інститут ”




       ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТА
     ЕФЕКТИВНОСТІ ВИСОКОЕФЕКТИВНОГО
ПЛАСКОГО СОНЯЧНОГО КОЛЕКТОРА ТИПУ SKS 4.0


                 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
                          до виконання
                 Лабораторної роботи №2
 з дисциплін по використанню нетрадиційних та відновлювальних
                         джерел енергії
       для студентів спеціальностей «Теплоенергетика» та
                «Нетрадиційні джерела енергії»




                        Електронне видання



               Затверджено Методичною радою НТУУ «КПІ»




                                Київ
                            „Політехніка”
                                2010
Дослідження режимів роботи та ефективності високоефективного плаского сонячного колектора типу
SKS 4.0 / Метод. вказівки до виконання лабораторної роботи № 2 з дисциплін по використанню
нетрадиційних джерел енергії для студ. спец. „Теплоенергетика” та „Нетрадиційні джерела енергії ”/
Уклад.: Варламов, Г.Б., Приймак К.О., Тімакова Т.В., Новаківський Є.В., Филоненко Ю. С.– К.:
НТУУ «КПІ», 2010. – 42 с.
                                            Гриф надано Методичною радою НТУУ „КПІ”
                                                                     (Протокол №     від         )

                                    Навчальне видання

                                Дослідження режимів роботи та
     ефективності високоефективного плаского сонячного колектора типу SKS 4.0

                                    МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
                                        до виконання
                                    Лабораторної роботи №2
            з дисциплін по використанню нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії
     для студентів спеціальностей «Теплоенергетика», «Нетрадиційні джерела енергії»

                                   Е лектронне видання




Укладачі:             Варламов Геннадій Борисович, д.т.н, проф.
                      Приймак Катерина Олександрівна
                      Тімакова Тетяна Віталіївна
                      Новаківський Євген Валерійович, к.т.н.
                      Филоненко Юрій Степанович
Відповідальний
редактор              Кудря Степан Олександрович, д.т.н., проф.


Рецензенти            Орлик Володимир Миколайович, к.т.н., с.н.с.

Комп`ютерний
набір                  Приймак Катерина Олександрівна




                                                 2
ЗМІСТ



ВСТУП …………………………………………………………………………… 4

1. Мета та основні завдання роботи……………………………………………              5

2. Основні теоретичні відомості………………………………………………… 5

3. Опис експериментальної установки………………………………………… 17

4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи…………………   21

5. Порядок проведення лабораторної роботи…………………………………           21

6. Обробка експериментальних даних…………………………………………               23

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ…………………………… …………………… 26

Список рекомендованої літератури………………………………………….… 27

Додатки …………………………………………………………………………                             28




                                 3
ВСТУП



      Людство вже з давніх часів використовує сонячну енергію для своїх
потреб. Останнім часом це використання стає більш цілеспрямованим та
ефективним за рахунок створення ефективних приладів та цілісних систем, до
складу яких включається різноманітне обладнання. Технічний прогрес дозволяє
фахівцям створювати усе нові типи сонячних колекторів, які дозволяють
успішно вирішувати питання забезпечення побутових та технологічних потреб
у гарячій воді.
      Цілісні     системи   з   сонячних       колекторів,   баків-накопичувачів   та
допоміжних пристроїв здатні надійно забезпечувати системи гарячого
водопостачання. Головним елементів у таких системах виступають сонячні
колектори, три основних типи яких розміщені у навчально-науковому центрі
«Екотехнології та технології енергозбереження» університету.
      Комплекс лабораторних робіт з визначення особливостей цих колекторів
пропонується виконати для більш чіткого уявлення протікання різних
тепломасообмінних процесів у комплексних установках.




                                           4
1. Мета та основні завдання роботи

     Мета роботи – закріпити і поглибити знання, отримані в процесі
вивчення дисциплін «Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії»,
«Низькопотенційні джерела енергії», «Фізика і техніка нетрадиційних джерел
енергії», «Використання нетрадиційних джерел енергії», «Нетрадиційні методи
одержання джерела енергії», «Сонячна енергетика» надати допомогу при
поглибленому вивченні конструкції сонячного колектора, принципів його
роботи і оцінки ефективності в різних режимах, ознайомитися з методикою
проведення    спостережень,    одержати    експериментальні   характеристики
сонячної установки, набуття досвіду проведення наукових досліджень.


                              Основні завдання роботи
1.   Засвоїти принцип роботи сонячного колектора.
2.   Експериментально дослідити вплив сонячної радіації на нагрівання
теплоносія у сонячному колекторі.
3.   Визначити кількість      сприйнятої від Сонця теплоти за визначений
     проміжок часу прирізних погодних умовах.
4.   Визначити питомі характеристики колектору.
5.   Визначити ККД сонячного колектора.
6.   Проаналізувати результати, порівняти ефективність сонячного колектора
при різних погодних умовах та різної пори року і зробити висновки.


                      2. Основні теоретичні відомості
     Стратегічною ціллю використання нетрадиційних джерел енергії є
зниження споживання органічного палива та викидів шкідливих речовин в
атмосферу. За підрахунками фахівців Сонце ще може існувати понад 8 млрд.
років і тому можливо вважати його джерелом вічної енергії. Сонце
розташовано на відстані 149598000 км від Землі. Температура його корони
складає 5820К, температура в центрі від 15 до 20 млн. К. Енергія Сонця
                                       5
виділяється за рахунок термоядерної реакції переходу водню у гелій. Один
кілограм водню при названому переході виділяє енергію еквівалентну
спалюванню 8,3 млн. тон нафти (до речі при ядерній реакції розпаду урану
один кілограм дає енергію еквівалентну спалюванню 9 тон нафти ). Загальна
потужність Сонця оцінюється в 40·1023 кВт. Сонячне випромінювання за
межами атмосфери характеризується таким поняттям як сонячна стала.
    Сонячною сталою           Isc називається енергія випромінювання Сонця,
падаючого в одиницю часу на одиницю поверхні, що знаходиться по середині
між Сонцем та Землею         і складає   Isc=1353Вт/м2.   Інтенсивність сонячного
потоку на рівні моря влітку о 12 годині дня, інтенсивність складає біля
1000 Вт/м2.
    Основні напрями використання сонячної енергії – перетворення в
електричну    та   теплову    енергію.   Найбільш     розповсюдженим     методом
перетворення енергії Сонця в електричну є використання фотоелементів на
основі кристалів кремнію. Але найбільш простим є перетворення сонячної
енергії в теплоту нагріву теплоносія низького (до 60˚С)         або середнього (
70..120˚С) потенціалу. Перетворення енергії         Сонця може відбуватися      з
використанням технологій концентрації сонячного світла або без них.
    Річний потік сонячного випромінювання складає від 1080 кВтгод (в
північних регіонах) до 1400 кВтгод (в Криму) на 1 м2 горизонтальної
поверхні[3]. За допомогою сучасних геліоколекторних приладів стає можливим
використання суттєвої частини сонячної енергії для виробництва теплоти. В
теплу пору року (травень-вересень) сонячні колектори здатні покривати
потреби ГВП та тепла до 90-100%, и до 75% потреб холодопостачання (рис. 1).




                                         6
Рис 1. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки (b)
                       і річної потреби в тепловій енергії для ГВП (a)


    Однак сучасна система опалення             та ГВП у зв`язку із нерівномірним
надходженням кількості сонячної енергії у різні періоди року не здатна
повністю забезпечити потребу в тепловій енергії (тобто в потрібний час
відповідної температури в необхідної кількості) (рис.2). Діяти з точки зору
економного використання палива та охорони навколишнього середовища
означає, що застосування геліоколекторної установки потрібно планувати не
тільки для приготування гарячої води, але й для системи опалення.
Геліоустановка може працювати лише за умови, якщо температура теплоносія
що подається     нижче температури адсорбера сонячного колектора. Тому,
найкращим варіантом є її застосування для опалювальних приладів з великою
площею нагріву і низькими температурами в системі або для підлогового
опалення.



                                           7
Рис.2. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки(b)
                    і річної потреби в тепловій енергії для ГВП і опалення(a)
            (а – потреба в енергії (реальний попит); b – енергія, що надходить від
                         геліоустановкою; Q – теплова енергія).


            –    надлишок сонячної енергії (придатної, наприклад, для нагріву басейну)

            –    потреба в енергії (використання додаткового джерела енергії)

            – задіяна сонячна енергія (забезпечення в повній мірі тепловою енергією за
                рахунок Сонця)


    За умови правильного проектування і монтажу, геліосистема покриває до
30% питомої річної потреби в енергії для ГВП та опалення. Системи гарячого
водопостачання можуть бути одно - і багатоконтурними з природною
або примусовою циркуляцією. Крім того, сонячна енергія є екологічно чистим
видом енергії.
    Інтенсивність сонячної радіації залежить від таких факторів: тривалості

                                            8
дня, хмарності, висоті Сонця над горизонтом, вологості і прозорості атмосфери,
географічної широти. Сумарна сонячна радіація складається з прямої (що
безпосередньо досягає поверхні Землі) та розсіяної (радіація, що розсіяна
хмарами, пилом та вологої в атмосфері). В деяких джерелах сумарна сонячна
радіація має назву абсолютна. Відбита сонячна радіація (альбедо) суттєвого
впливу на роботу сонячного колектору не має.
    Для вимірювання сонячної радіації використовуються різні прилади,
найбільш    розповсюджені     –   піранометри,    у   яких   в   якості    датчика
використовуються або термопари, що пофарбовані чорною фарбою, або
фотодетектор. Датчик поміщають під прозорий скляний або пластиковий
ковпак для захисту від зовнішнього впливу. При відсутності прибору для
виміру сонячної радіації можна скористатись Інтернет ресурсом в режимі online
або таблицями статистичних даних. Також існують комп’ютерні програми, які
розраховують рівень сонячної радіації в залежності від географічних
координат, дати і часу дня.
    Існує також інший підхід, який дозволяє динамічно визначати кількість
сонячної радіації, яка надходить на довільно орієнтовану в просторі поверхню,
у будь-який момент часу для заданого регіону. Ця методика базується на
понятті сонячної константи — кількості енергії, яка надходить від Сонця на
Землю через космос. Ця величина в середньому за рік рівна 1353 Вт/м2[6]. При
розрахунках слід враховувати, що приблизно 30…35% цієї енергії відбивається
назад в космос [9].
    Геліоколектори для нагрівання теплоносія використовують сумарну

сонячну радіацію, яка складається з прямої, розсіяної та відбитої. Щільність

потоку прямої сонячної радіації в площині колектору Hпр на поверхню нахилену

під кутом до горизонту дорівнює:

                              Hпр= Hsc·Rпр·Кат,                           (1)

    де Rпр – коефіцієнт перерахунку приходу прямої сонячної радіації з
горизонтальної на похилу поверхню;
                                        9
Кат – коефіцієнт, який враховує поправку на повітряну масу, яку
проходить сонячне випромінювання.
    Коефіцієнт перерахунку приходу прямої сонячної радіації на похилу

поверхню буде дорівнювати:

                                             cos пох
                                     Rпр                                                       (2)
                                             cos гор ,

    де    пох   – кут між напрямком прямого сонячного випромінювання та
нормаллю до похилої поверхні;
        гор кут між напрямком                   прямого сонячного випромінювання та
нормаллю до горизонтальної поверхні.

          cos  пох  sin  sin  cos S  sin  cos  sin S cos   cos  cos  cos S cos  
                                                                                                (3)
                          cos  sin  sin S cos  cos   cos  sin S sin  sin 

                             cos гор  sin  sin   cos  cos cos  ,                        (4)

    де S – кут нахилу геліоколектора до горизонту, град;
          – азимутальний кут, тобто відхилення нормалі до площини колектора

від місцевого меридіана (за початок відліку приймається південне направлення,
відхилення до сходу вважається позитивним, а до заходу негативним);
          – часовий кут, рівний нулю опівдні; кожна година дорівнює 15˚
довготи, причому         значення часового до опівдня вважається позитивним, а
після опівдня негативним;
          – схилення Сонця, тобто кутове положення Сонця опівдні відносно
площини екватору град;
          – географічна широта місцевості (позитивна для північної півкулі);

    Часовий кут  розраховується за формулою

                                          
                                           (12  t ),                                         (5)
                                          12

     де t – сонячний час для даної місцевості, год.
Схилення Сонця розраховуємо так:

                                                   10
2
                            23  45  sin{       (284  N )},         (6)
                                               365
    де N – порядковий номер дня року (починаючи з 1, що відповідає 1-му
січня);
Коефіцієнт К ат , який враховує поправку на повітряну масу, знаходиться за
формулою:
                                                       0.1366
                                  К ат  1.1254              ,         (7)
                                                        sin h

      де h – кут, який визначає висоту сонця над горизонтом в даний момент
часу, град., синус цього кута рівний :
                          sin h  cos  cos  cos   sin  cos  .     (8)

Формула (1) дозволяє розраховувати лише величину потоку прямої сонячної
радіації , напрямленої на довільну поверхню. Проте, будь-який сонячний
колектор сприймає на собі також дію розсіяної сонячної радіації. Точний
розрахунок цієї складової частини енергії, яка надходить на сонячний
колектор – процес досить складний. Проте, з достатньою точністю для довільно
розташованої поверхні цю величину можна апроксимувати емпіричною
залежністю:
                                                                1
                                  H розс  137.1  14.82            .   (9)
                                                              sin h

      Відбита сонячна радіація може бути оцінена з виразу:

                  Н від = 0,5·ρ·(1 – cos S)·( Hпр + Hрозс ),            (10)

      де    ρ – відбивальна властивість Землі.
ρ = 0,2 в літній період
ρ = 0,7 в зимній період при наявності снігу.
Остаточно, загальний потік енергії, який приноситься сонячної радіацією на
довільно орієнтовану у простору нахилену поверхню на широті L, рівний:
                          HT=Hпр+ Hрозс + Н від.                        (11)



                                                  11
Необхідно врахувати, що всі ці значення наведені для ясного дня, на практиці
при розрахунку потрібно враховувати так званий коефіцієнт хмарності. Слід
також відмітити, що розраховані значення потоків для різних годин практично
повністю збігаються із наведеними у таблицях у нормативних документах
(СНіП) та кліматичному атласі.

    Сонячні       системи,     що   забезпечують       потреби   в   тепловій   енергії,
розподіляють на активні та пасивні. Пасивні системи, де використовуються
архітектурні елементи будови, які спроектовані і підібрані таким чином, щоб
максимально використати енергію Сонця, більш дешеві і не потребують
додаткового обладнання. Активні будуються на основі сонячних колекторів
(СК) з примусової циркуляцією теплоносія за допомогою насосів. Пласкі
сонячні колектори уловлюють як пряму, так і розсіяну сонячну енергію і
дозволяють отримати воду з температурою 40…60 оС. Сезонна ефективність
простих пасивних геліосистем може виявитися не менш                      ефективною в
порівнянні    з    більш     складними     та    дорогими    системами      сонячного
теплопостачання. Недоліком пасивних систем є складність регулювання
температури повітря в приміщеннях та необхідність застосування автоматично
регулюючих пристроїв. Активні сонячні системи в якості теплоносіїв можуть
використовувати повітря або рідину, що не замерзає (антифриз). Перевагою
активних     систем    є     легкість   інтегрування    з   традиційними    системами
теплопостачання, а також можливість автоматичного керування роботою
системи, а основним недоліком є велика вартість.

    Вибір, склад і компоновка елементів активної системи визначається в
кожному конкретному випадку кліматичними факторами, типом об’єкту,
режимом теплопостачання, економічними показниками. В зв’язку з тим, що
підтримувати поверхню сонячного колектора перпендикулярно сонячним
променям за допомогою системи слідкування складно і дорого, геліоколектори
встановлюють нерухомо, або змінюють орієнтацію два разі на рік. Найкраще
орієнтувати колектори на південь. Оптимальний кут нахилу колектора до

                                            12
горизонту складає:
    - S= φ+12˚, - при літньої (сезонної) експлуатації
     - S= φ-12˚,- при цілорічної експлуатації
    де φ- широта місцевості.
    Геліоустановки        бувають    двох      типів:   сезонного     та    постійного
використання.    В     геліоколекторі    сезонного          типу   вода    нагрівається
безпосередньо   в    сонячному      колекторі,    а     в    установках    цілорічного
використання вода нагрівається в баках непрямого року, в якості проміжного
теплоносія використовується антифриз, який сприймає енергію сонця в
сонячному колекторі.
    На сучасному етапі серійно випускаються два типа геліоколекторів: пласкі
та вакуумні.
    Найбільш простою моделлю є плаский сонячний колектор, що являє собою
теплоізольований знизу і з боків ящик, всередині якого розміщена сприймаюча
тепло панель з каналами (абсорбер), де циркулює теплоносій. Загальний вигляд
та конструкція плаского сонячного колектора (рис.3)




                                        V–Вихід теплоносія з сонячного
                                        колектору.

                                        R–Вхід теплоносія в сонячний колектор.

                                        M–Заглибна гільза датчика температури

                                              1 - скляне покриття;
                                              2 - стрічковий абсорбер;
                                              3 - мідна трубка;
                                              4 - теплоізоляційний матеріал;
                                              5 - тільна стінка корпуса;
                                              6 - рамковий профіль зі скловолокна;
                                              7 - пластикові литі кути;
                                              8 - кожух трубопроводу.

    Рис.3. Загальний вигляд та конструкція плаского сонячного колектора

                                         13
Тепловий потік від Сонця потрапляє на пластину, що нагрівається,
перетворюючи сонячне випромінювання у теплову енергію, яка передається
теплоносію. Для покращення сприймання сонячної радіації абсорбери роблять з
селективним покриттям. Селективне покриття складається з тонкої плівки
фільтру (нікель, титан), нанесеної на металеву основу, що добре проводить
тепло (мідь, алюміній) і характеризується високою поглинаючою здатністю у
видимій     області   спектру    і   низьким   коефіцієнтом   випромінювання   в
інфрачервоній області.
    Режим роботи сонячного колектора описується рівнянням енергетичного
балансу, котре розділяє енергію сонячної радіації на корисну акумульовану
енергію і втрати. Енергетичний баланс колектора в цілому можна записати в
такому вигляді:
                         A {[HR (τα)] b+ [HR (τα)] d} =Qu+QL+Qs,       (12)

    де Н –        щільність потоку сонячного випромінювання (прямого або
розсіяного), падаючого на одиницю площі горизонтальної поверхні;
          R – коефіцієнт перерахунку щільності потоку прямого або розсіяного
випромінювання з горизонтальної на похилу поверхню;
          (τα) – приведена поглинаюча властивість системи покриттів відносно
прямого або розсіяного випромінювання;
          A – площа колектору;
          Qu – тепловий потік, який переданий робочій рідині в сонячному
колекторі (корисне тепло);
          QL – теплові втрати колектора в навколишнє середовище шляхом
випромінювання і конвекції, а також шляхом теплопровідності по опорах
поглинаючої пластини і т.п.;
          Qs – потік тепла, що акумулюється колектором[6].
    Показником ефективності колектора сонячної енергії є його коефіцієнт
корисної дії (ККД) – відношення корисної теплової енергії Qu до падаючої
сонячної енергії.
    Для випробовувань сонячних колекторів часто використовують методику

                                         14
Національного      бюро   стандартів    США.[7]     Згідно    з   цією   методикою
випробовування проводять на експериментальному стенді в стаціонарних
умовах, коли сонячна радіація , швидкість вітру, температура навколишнього
середовища і температура рідини на вході слабо змінюються на протязі деякого
часу.
    Випробування проводять або в природних умовах приблизно опівдні в
сонячні дні, або з використанням сонячного імітатору.
         Корисна енергія, що відводиться з колектору, визначається виразом[6]

                               Qu=FRA [IT (τα)-UL(Ti-Ta)],                (13)

    де FR – коефіцієнт відводу тепла з колектора;
           IT – щільність потоку сумарної сонячної радіації в площині колектору,
Вт/м2;
          τα –   приведена поглинальна здатність (враховує також ту частину
випромінювання, що пройшла крізь скляне покриття, досягла адсорбера, і знову
повернулась до скла):
          UL – повний коефіцієнт теплових втрат колектору Вт/(м2К);
          Ti – температура рідини на вході в колектор , °С;
           Та – температура навколишнього середовища, °С;

За результатами випробувань визначається ефективність колектору.

                                          Qu
                                             .                          (14)
                                          AI T

    Теплопродуктивність колектора можна визначити ще за температурами
теплоносія на вході і виході колектора за формулою:
                               Qu=GСр(To-Ti),                             (15)

    де G – масова витрата теплоносія, кг/с;
          Ср – питома масова теплоємність теплоносія, Дж/(кгК);
          To,Ti – температури теплоносія на виході та вході в абсорбер
колектора, 0С.

                                          15
Коефіцієнт корисної дії можна визначити ще наступним чином:

                       η =FR(τα) - FRUL(Ti – Ta)/ IT ,                 (16)

     де FR(τα) – складовий коефіцієнт, який показує максимальне теоретичне
значення ККД для цієї конструкції геліоколектора;
         FRUL - складовий коефіцієнт, що характеризує теплові втрати
конкретної конструкції колектора.
    Коефіцієнт, знайдений за формулою (16) значною мірою характеризує
конструктивну і теплотехнічну досконалість конструкції плаского сонячного
колектора.
     У стані рівноваги (відсутня циркуляція теплоносія) при наявної
інтенсивності   випромінювання      Сонця      та   температури   навколишнього
середовища колектор нагрівається до максимальної температури. Температура
рівноваги в деякій мірі є характеристикою теплової ефективності колектора
(теплових втрат колектора).
    Великий вплив на значення ККД сонячного колектора має температура
теплоносія на вході в колектор: чим нижча температура, тим менші теплові
втрати і вище ККД. За досвідом експлуатації пласких сонячних колекторів,
підвищення густини потоку сонячного випромінювання від 300 до 1000 Вт/м2
призводить до підвищення ККД від 32 до 59%, а при підвищенні температури
зовнішнього повітря від 20 до 30 оС ККД збільшується від 41 до 55% [3,4].
    Густина поглиненої перетвореної енергії розраховується за формулою:
                                         E
                                    q     ,                           (17)
                                         А
    де А– робоча площа поверхні колектора, м2.




                                         16
3. Опис експериментальної установки

      На рис.4 наведено принципову теплову схему             для     дослідження
високоефективного плаского колектора SKS 4.0.
     Основними елементами схеми є: К1 – високоефективний плаский
колектор SKS 4.0, (Виробник –Buderus BOSCH); К4.1 - двотрубна комплектна
станція керування сонячного колектору Logasol RS0105; К5.1 – мембранний
розширювальний бак розсільного контуру сонячного колектору; К7 -
комбінований буферний накопичувач для приготування води гарячого
водопостачання та підтримки опалення Logalux P-750SW; К11 - циркуляційний
насос контуру гарячого водопостачання; 5.1 – тепловий лічильник контуру
сонячного колектору; 7 – витратомір холодної води на потреби гарячого
водопостачання;    8    –   витратомір       циркуляційної     лінії    гарячого
водопостачання;4.1 – вентиль       вихідного трубопроводу геліоколектора
(антифриз);4.1´– вентиль трубопроводу подачі антифризу на геліоколектор.
    Контур руху теплоносія пов`язаний із сонячним колектором, насосною
станцією та теплообмінником комбінованого буферного бака-накопичувача.
Теплоносієм сонячного колектору є суміш гліколю з водою у співвідношенні
50:50. Теплоносієм контуру системи гарячого водопостачання є вода з
водопроводу.   Контур   системи   гарячого    водопостачання       складається   з
вбудованого баку-водонагрівачу, триходового регулюючого клапану прямої дії
та циркуляційного насосу гарячого водопостачання. Вода з водопроводу
направляється до вбудованого в комбінований буферний накопичувач баку-
водонагрівачу на 160 літрів, в якому вона нагрівається від контуру сонячного
колектора.
    У внутрішньому вбудованому баку-водонагрівачі вода може нагріватися
до температури вище 60 оС, тому для підтримання максимальної температури
                                                               о
води на потреби гарячого водопостачання не вище 60                 С встановлено
триходовий клапан прямої дії, який підмішує воду з водопроводу до необхідної
температури. Циркуляційна вода гарячого водопостачання повертається до
вбудованого баку-водонагрівачу.     Для знезараження води від бактерій
                                     17
легіонери у системі ГВП передбачено процедуру знезараження, яка забезпечує
    нагрівання води вище 60˚С на протязі певного часу з визначеною
    періодичністю.          Оптимальний       режим       сонячного       колектора        забезпечує
    автоматичний регулятор Logamatic SC-20, якій керує циркуляційним насосом
    комплектної станції KS0105, а також відображає на дисплеї параметри роботи
    системи. Автоматика дозволяє встановлювати декілька режимів роботи
    геліоколектора.
            Особливістю високоефективного плаского колектору Logasol SKS4.0 є
    виконання повнограного мідного абсорберу з високоселективним покриттям
    (іонно-плазмове напилення) та заповнення герметичної конструкції корпусу
    колектору інертним газом. Ці особливості підвищують як теплові так і
    експлуатаційні характеристики колектору.
    Технічні характеристики та детальний опис конструкції сонячного колектора
    Logasol SKS 4.0 і бойлеру можна подивитись в Додатку 2
    Данні по сонячному колектору Logasol SKS 4.0 необхідні для розрахунків
    ефективності геліоколектора наведені в таблиці 1.
                             Таблиця 1. Данні по сонячному колектору Logasol SKS 4.0
                                                         Площа поглинальної
                                 Площа приймача в                             Коефіцієнт     Коефіцієнт
Постачальник       Модель                                    пластини в
                                  колекторі (м2)                                FR(τα)          FRUL
                                                           колекторі (м2)                    ((Вт/м2)/С)

               Logasol SKN3.0          2,37                    2,25              0,73           4,35
  Buderus
               SKS4.0                  2,37                     2,1              0,86           5,01

             Геліоколектор встановлено на даху будівлі корпусу № 6 НТУУ «КПІ» під
    кутом нахилу до горизонту 45˚.
             Азимутальний кут орієнтації сонячного колектора                  дорівнює
                                        = - 22˚
             На моніторі комп’ютера, що знаходиться біля лабораторного стенду
    виведено зображення мнемосхеми робочої схеми лабораторної установки. На
    ній відображаються параметри процесів, що відбуваються, в режимі реального
    часу.(рис.5)


                                                    18
Рис.4.Принципова теплова схема для дослідження високоефективного плаского колектора
                  Logasol SKS 4.0 (Виробник – Buderus концерн Bosch)

                                        19
Риc 5. Мнемосхема лабораторного стенда на моніторі комп’ютера
                           20
                              20
4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи

1. До виконання лабораторної роботи на установці допускаються лише
студенти, що ознайомилися з методичними вказівками та правилами безпеки,
підготували протокол до лабораторної роботи.
2. Дослідження проводять лише під наглядом викладача або лаборанта.
3. Категорично забороняється самостійно переключати систему автоматики,
працювати з клапанами та приладами.
4. Без дозволу викладача не дозволяється вмикати установку, порушувати
цілісність системи (крутити вентилі, тощо).


                 5. Порядок проведення лабораторної роботи

     Група розбивається на три бригади, кожна з яких по черзі проводить
дослідження    сонячного      колектору        на   лабораторному   стенді.   Потім
експериментальні дані порівнюються, виправляються недоліки і помилки в
проведені експерименту та у разі необхідності проводиться повторне зняття
даних.


     Послідовність роботи
  1. Ознайомитись з конструктивною схемою експериментальної установки та
її основними структурними елементами та відповісти на контрольні питання.
  2. Одержати допуск до виконання лабораторної роботи у викладача.
  3. За даними термодатчиків та витратоміру,              встановлених в контурі
теплоносія    сонячного     колектора,    зафіксувати    наступні   параметри   для
відповідних моментів часу:
To,Ti температури теплоносія (суміш гліколю з водою) на вході та виході з
сонячного колектору відповідно, оС;
Tк – середня температура поверхні адсорбера в сонячному колекторі, оС;
V – об’єм теплоносія, м3;
G – витрата теплоносія, м3/год.;
Qu- теплопродуктивність колектора, кВт;
                                          21
Е – кількість поглиненої перетвореної сонячної енергії, кВтгод;
                   4. За показниками блоку керування SC-20 визначити температуру
                Tк – середню температуру поверхні адсорбера в сонячному колекторі, оС;
                   5. За даними вимірів (наприклад, за допомогою піранометру) записати
                інтенсивність сонячної радіації I, Вт/м2 для відповідних моментів часу. При
                необхідності ці дані можна отримати з Гідрометеоцентру. Статистичні дані
                сонячної радіації наведено в додатку 1. Зафіксувати температуру зовнішнього
                повітря Та для відповідних моментів часу для кожного з режимів дослідження.
                   6. Провести аналогічні виміри для певного періоду часу, наприклад,
                протягом години; щоденно протягом декількох годин; добові протягом місяця
                (для моніторингових досліджень устаткування).
                   7. Занести експериментальні дані для сонячного колектору в таблицю 2.
                Дані спостережень можуть бути отримані за допомогою ручних вимірів або за
                допомогою автоматичного моніторингу.
                   8. Провести експериментальну обробку інформації: розрахунки, побудову
                залежностей, тощо.
                   9. Оформити протокол, перевірити отримані результати, де зробити
                відповідні висновки.
                   10. Здійснити захист лабораторної роботи у викладача.
                                                                                Таблиця 2. Експериментальні дані
                                               Дата «______»_____________20__ року.
                Астрономічн                          Температура                   G,     Qк ,    Е,      I,    V,
№ дослідження




                                                         о                        3
                ий час, год.                              С                      м /год   кВт    кВт   Вт/м2   м3
                                                                                    .            год.
                                              антифриз             повітря
                           Закінчення
                 Початок




                                        To,    Ti,       Tк,   Та,      Tкімн
                                        о      о          о    о         о
                                         С      С          С       С      С




                                                                       22
6. Обробка експериментальних даних

      В ході обробки результатів вимірювання           необхідно визначити такі
параметри:
      1) Обчислимо середню витрату теплоносія, що протікає в колекторі за
певний проміжок часу   (доба, година, півгодини):
                                      Vi 1  Vi
                               V                                    (18)
                                          

де Vi , Vi 1 - показання лічильника на початок і кінець визначеного проміжку
часу відповідно, м3.
      2) Обчислимо середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за
визначений проміжок часу (доба, година, півгодини):
                                      E i 1  E i
                               E                 ,                  (19)
                                           

де Ei , Ei1 - показання лічильника на початку і в кінці визначеного проміжку

часу відповідно, кВтгод.
     3) Густина поглиненої перетвореної енергії:
                                              E
                                        q       ,                    (20)
                                              А

     де E – середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за певний

проміжок часу, кВтгод.;
       A– робоча площа поверхні колектора, м2. Технічні характеристики
відповідних колекторів наведено в п.3 «Опис експериментальної установки».
      4)Експериментальне значення ККД сонячного колектора.
                                           Qu
                                              ,                     (21)
                                           AI T

     де Qu - теплопродуктивність колектора(показник теплового лічильника з
табл. 2, Вт;
        І – інтенсивність сонячної радіації Вт/м2.

                                              23
5) Розрахункова теплова продуктивність колектора.
                                   Qu=GСр (To-Ti),                                 (22)

        де G - масова витрата теплоносія , яка вираховується за формулою
                                        G =Vτ·ρА ,                                 (23)

        де ρА- питома густина антифризу (див. додаток 3)
       Питому масову теплоємність теплоносія Ср, (в нашому випадку це 50%
водний розчин пропіленгликолю ) взяти з таблиці в Додатку 3

       6) Обчислюємо розрахункове значення ККД
                                                    
                                                 Qu
                                       розр         .                            (24)
                                                 IF

7)Визначаємо теоретичне значення ККД геліоколектора, підставляючи в
формулу (13) корисну теплоту Qu, розраховану по формулі (13)

8)Знаходимо паспортне значення ККД сонячних колекторів пасп (Додаток 2)

9)Розраховуємо інтенсивність сонячної радіації на площину геліоколектора
згідно формул (1)-(9).


       Результати обчислень занести в таблицю 3.
                                                          Таблиця 3. Результати обчислень
№п/п         ,      V       E          q          експ    розр    теор   пасп     IT
           годин
   1
   2
   3
   4
   5


        Побудувати наступні залежності.
  1) Залежність теплопродуктивності колектору Qu кВт від зміни витрат
        теплоносія (див. рис.6).
                                               24
2) Залежність температури теплоносія на виході з колектора t , оС від змін
  витрат теплоносія.
3) Залежність коефіцієнта корисної дії від температури на виході
  геліоколектора.
Загальний вигляд залежностей показано на рис.6.




                       Рис. 6. Загальний вигляд залежностей




                                    25
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

    1. Що називають абсорбером?
    2. Від чого залежить ефективність сонячних колекторів?
    3. Яка конструкція плаского сонячного колектора?
    4. В чому особливості конструкції високоефективного колектора?
    5. Які напрями використання сонячної енергії?
    6. Від чого залежить величина сонячної радіації?
    7. Класифікація сонячних систем з використанням сонячної енергії?
    8. Переваги та недоліки активних сонячних систем?
    9. Переваги та недоліки пасивних сонячних систем?
    10. Як визначити ефективність сонячного колектора?
    11. Що впливає на ККД сонячного колектора?
    12. Назвіть основні елементи експериментальної установки.
    13. Як працює експериментальна установка?
    14. Порядок проведення лабораторної роботи?
    15. Порядок обробки результатів?
    16. Які залежності необхідно побудувати в результаті виконання роботи?
    17. З яких елементів складається первинний контур СК?
    18. Що представляє собою вторинний контур?
    19. Які величини вимірювалися в роботі, які розраховувалися?
    20. Як визначити середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії
     за визначений проміжок часу?
    21. Як визначити середню витрату теплоносія, що протікає в колекторі за
певний проміжок часу?
    22. Як визначити густину поглиненої перетвореної сонячної енергії?
    23. За якою формулою визначається ККД сонячних колекторів
        в лабораторній роботі?
    24. Одиниці виміру інтенсивності сонячної радіації?



                                       26
Список рекомендованої літератури

1. Альтернативная энергетика и энергосбережение: современное состояние и
перспективы: Уч. пос. – Х.: Вокруг света, 2004. – 312 с. - ISBN 966-553-276-6. –
1000 прим.
2. Андерсон Б. Солнечная энергия – основы строительного проектирования. –
М.:Стройиздат, 1982. – 375 с. – 2000 екз.
3. Мхитарян Н.М.Энергосберегающие технологи в жилищном и гражданском
строительстве. – К.: Наукова думка, 2000. – 413 с. – ISBN 966-00-0668-3. –5000
прим.
4. Мхитарян Н. М. Гелиотехника. Системы, технологи, применение. – К.:
Наукова думка, 2002. – 313 с. - – ISBN 966-01-1228-1. –3500 прим.
5. Сабади П. Р. Солнечный дом. – М.:Стройиздат, 1981. – 113 с. – 8000 екз.
6. У.Бекман, С.Клейн, Дж.Даффи. Расчет систем солнечного теплоснабжения.
– М.:Энергоиздат, 1982. – 80 с. – 2100 экз.
7. Украина: энергосбережение в зданих. – К.: Изд-во энергет. Центра Европ.
Союза в Киеве, 1995. – 274 с.
8. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки. – М.:Энерго-
атомиздат, 1991. – 208 с. - – ISBN 966-01-1068-1 – 3000 экз.
9. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный расчет
наклонных поверхностей. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978.
10. Бринкворт Б. Солнечная энергия для человека. - М.: Мир, 1976. - 291 с.




                                        27
Додаток 1



                                                                     Таблиця . Пряма сонячна радіація: часова(Вт/м2)

Київська область
                                                       Години

                5    6     7     8     9    10    11            12     13     14     15     16     17    18      19    20

           1    0    0     0     0     0    23    34            46     46     46     23      0      0     0       0     0

           2    0    0     0     0    23    46    69            93    104,    93     69     34      0     0       0     0

           3    0    0    11    34    81   116   151        174       186    174    174    128,    81    34       0     0

           4    0    0    34    81   151   209   232        244       221    209    174    116     69    34       0     0

           5    0   23    81   151   232   302   325        314       302    290    232    174    128    69      23     0
 Місяць




           6   11   46   116   197   279   349   384        395       372    337    290    232    162    93      34     0

           7    0   34   104   186   267   337   349        349       337    325    279    221    162    93      34     0

           8    0   11    58   139   221   290   325        337       314    290    256    186    116    58      11     0

           9    0    0    11    69   139   209   267        290       256    232    174    139     69    23       0     0

          10    0    0     0    23    58    93   139        162       162    139    104     58     23     0       0     0

          11    0    0     0     0    11    23    34            46     46     46     23     11      0     0       0     0

          12    0    0     0     0     0    11    23            46     34     23     11      0      0     0       0     0



                                                   28
Бориспіль
                                                          Години

                5    6     7     8     9     10     11         12    13    14    15     16      17     18   19     20

           1    0    0     0     0    11     11     46         46    46    46    23      0       0      0    0      0

           2    0    0     0     0    34     46     69         93    93    81    34     23       0      0    0      0

           3    0    0     0    23    93    116    162        197   197   174   174    139      93     34    0      0

           4    0   11    34    81   151    197    232        244   256   209   186    139      81     34   11      0

           5    0   23    81   197   267    314    349        337   337   279   256    186     116     69   34      0
 Місяць




           6   11   46   128   209   290    337    360        360   372   325   290    232     162    104   34   11,64

           7    0   34   104   209   290    360     38        384   372   360   290          162,94    93   34      0

           8    0    1    69   151   221    290    337        349   337   314   256    186     128     58   23      0

           9    0    0    23    81   162,   232,   267,       279   267   232   186,   139     116     34    0      0

          10    0    0     0    23    46     93    128        162   162   151   104     58      11      0    0      0

          11    0    0     0     0    11     23     46         58    58    54    23     11       0      0    0      0

          12    0    0     0     0     0     11     23         34    34    34    11      0       0      0    0      0




                                                     29
Таблиця 5. Розсіяна сонячна радіація: часова(Вт/м2)

Київська область
                                                            Години

                    5    6     7     8     9    10    11       12       13     14     15     16     17     18   19   20

             1      0    0     0     0    23    46    93      116      116    104     81     46     11      0    0    0

             2      0    0     0    23    46    93   139      151      151    128    116     69     34      0    0    0

             3      0    0    11    46   104   151   197      221      209    197    162    128     81     34    0    0

             4      0   23    58   104   151   186   232      244      256    244    209    174    128     69   23    0

             5     11   46    93   151   197   221   256      290      267    244    244    209    151    116   58   11
 Місяць




             6     11   58   104   162   221   232   256      279      267    267    256    221    186    139   81   23

             7     23   58   104   151   186   209   256      267      279    256    256    209    162    116   58   23

             8      0   23     6   116   162   186   221      232      244    232    209    186    151     93   34    0

             9      0   11    46    81   128   174   186      186      197    186    174    128     81     34   11    0

            10      0    0    11    34    81   116   139      151      151    139    116     81     34     11    0    0

            11      0    0     0    11    34    69    81       93       93     81     69     34     11      0    0    0

            12      0    0     0     0    11    46    81       81       81     69     58     23      0      0    0    0




                                                       30
Бориспіль
                                                          Години

                  5    6     7     8     9    10    11       12     13    14    15    16    17    18   19   20

             1    0    0     0     0    23    69   104      128    128   104    69    34     0     0    0    0

             2    0    0     0    23    58   116   162      174    174   151   116    69    23     0    0    0

             3    0    0    23    69   104   151   197      209    209   186   151   116    69    23    0    0

             4    0   11    58   116   162   209   232      244    244   232   197   162   116    58   11    0

             5   11   58   104   151   186   232   267      279    279   267   244   209   162   116   46   11
 Місяць




             6   23   69   116   162   209   256   279      290    290   279   244   221   174   128   81   23

             7   23   69   116   162   197   232   267      279    290   267   244   209   174   116   69   23

             8    0   34    81   128   174   209   244      256    267   232   221   186   128    81   23    0

             9    0    0    46    93   128   162   197      221    209   197   174   139    46    23    0    0

            10    0    0     0    34    81   116   151      151    151   128   116    81    34     0    0    0

            11    0    0     0     0    23    58    81       93     93    69    58    23     0     0    0    0

            12    0    0     0     0    23    46    81       93     93    69    46    23     0     0    0    0




                                                     31
Таблиця 6. Сумарна сонячна радіація: часова(Вт/м2)



Київська область
                                                             Години

                    5     6     7     8     9    10    11       12        13    14     15    16     17    18    19   20

            1       0     0     0     0    23    69   128      162       162   151    104    46     11     0     0    0

            2       0     0     0    23    69   139   209      244       256   221    186   104     34     0     0    0

            3       0     0    23    81   186   267   349      395       395   372    337   256    162    69     0    0

            4       0    23    93   186   302   395   465      488       477   453    384   290    197   104    23    0

            5      11    69   174   302   430   523   581      605       570   535    477   384    279   186    81   11
 Місяць




            6      23   105   221   360   500   581   640      675       640   605    547   453    349   232   116   23

            7      23    93   209   337   453   547   605      616       616   581    535   430    325   209    93   23

            8       0    34   128   256   384   477   547      570       558   523    465   372    267   151    46    0

            9       0    11    58   151   267   384   453      477       453   419    349   267    151    58    11    0

           10       0     0    11    58   139   209   279      314       314   279    221   139     58    11     0    0

           11       0     0     0    11    46    93   116      139       139   128     93    46     11     0     0    0

           12       0     0     0     0    11    58   104      128       116    93     69    23      0     0     0    0




                                                        32
Продовження таблиці 6

Бориспіль
                                                                 Години

                  5     6      7      8     9    10    11         12       13    14    15    16    17    18     19        20

             1    0     0      0      0    34    81   151        174      174   151    93    34     0     0      0         0

             2    0     0      0     23    93   162   232        267      267   232   151    93    23     0      0         0

             3    0     0   23,28    93   197   267   360        407      407   360   325   256   162    58      0         0

             4    0    23     93    197   314   407   465        488      500   442   384   302   197    93     23         0

             5   11    81    186    349   453   547   616        616      616   547   500   395   279   186     81        11
 Місяць




             6   34   116    244    372   500   593   640        651      663   605   535   453   337   232    116     34,917

             7   23   105    221    372   488   593   651        663      663   628   535   453   337   209    105     23,278

             8    0    46    151    279   395   500   581        605      605   547   477   372   256   139     46         0

             9    0     0     69    174   290   395   465        500      477   430   360   279   162    58      0         0

            10    0     0      0     58   128   209   279        314      314   279   221   139    46     0      0         0

            11    0     0      0      0    34    81   128        151      151   128    81    34     0     0      0         0

            12    0     0      0      0    23    58   104        128      128   104    58    23     0     0      0         0




                                                            33
Таблиця 7. Дані клімату

Місяць     Темпера-   Відносна       Денна сума       Атмосферний   Швидкість     Температура   Градусо-дні опалювального      Градусо-дні з
             тура     вологість   сонячної радіації    тиск (кПа)   вітру (м/с)    землі (С)           сезону (С-д)              від’ємної
            повітря      (%)      (кВт.год/м²/день)                                                                         температурой (С-д)
              (С)

                                                                    м. Київ

 Січень       -5,6     87,00            0,79              100           4,3          -5,9                 732                       0

 Лютий        -4,2     84,00            1,27              100           4,5          -4,9                 622                       0

Березень      0,7      79,00            2,56             99,8           4,3           0,5                 536                       0

Квітень       8,7      69,00            3,21             99,4           4,3           9,8                 279                       0

Травень       15,1     63,00            4,98             99,5           3,8          16,8                  90                      158

Червень       18,2     65,00            5,44             99,3           3,7          19,8                  0                       246

Липень        19,3     67,00             5,7             99,3           3,5           22                   0                       288

Серпень       18,6     70,00            4,62             99,5           3,5          21,8                  0                       267

Вересень      13,9     73,00            3,04             99,6           3,7          15,8                 123                      117

Жовтень       8,1      80,00             1,8              100           3,9           8,5                 307                       0

Листопад      2,1      86,00            0,73             99,9           4,3           0,4                 477                       0

Грудень       -2,3     88,00            0,58             99,8           4,2          -5,1                 629                       0


                                                                        34
Додаток2
Технічні характеристики та опис конструкції сонячного колектору та
бойлеру.


2.1. Високопродуктивний плоский геліоколектор Logasol SKS 4.0

2.1.1.Основні характеристики та особливості колектора.

   Високопродуктивний плоский геліоколектор
   Герметичний із заповненням        інертним (благородним) газом між
    абсорбером та скляним покриттям
   Відсутність запотівання внутрішньої сторони скла (особливо в ранковий
    час)
   Швидке нагрівання
   Покриття абсорбера захищено від пилу, вологи та шкідливих речовин
    атмосферного повітря
   Ізоляція відносно скляного покриття абсорбера
   Ефективний цільний плоский абсорбер із спеціальним покриттям
   Одностороннє розміщення місць підключення для з’єднання до 5
    геліоколекторів
   Хороші характеристики в період стагнації
   Швидке з’єднання геліоколекторів без застосування спеціального
    інструмента
  

2.1.2.Конструкція геліоколектора і функції компонентів

Корпус геліоколекторів Logasol SKS4.0 виготовлено з легкого та високоміцного
рамочного скло волоконного профілю. Для тільної стінки застосований
стальний лист товщиною 0.6мм з алюмінієво-цинковим покриттям

Геліколектор закритий цільним листом безпечного скла товщиною 3.2мм.
Прозоре лите структуроване скло з низьким вмістом заліза не відбиває світло,
має високу проникність (92% світо пропускання) і витримує високі
навантаження.

Ефективний тепловий захист забезпечує мінеральна вата товщиною 55мм

Плоский мідний абсорбер має покриття по вакуумній технології нанесення.

Інтенсивну теплопередачу забезпечую абсорбер, виконаний в формі здвоєного
меандру (подвійного змійовика), привареного ультразвуковою зваркою.
                                  35
V - Місце підключення зворотного
                                      трубопроводу геліоконтура

                                     R - Місце підключення трубопроводу що
                                      подає в геліоконтур.

                                     M- Заглибна гільза датчика температури

                                     1 Скляне покриття
                                     2 Цільний плоский абсорбер
                                     3 Подвійний меандр із мідних труб
                                     4 Теплоізоляційний матеріал
                                     5 Тільна стінка корпусу
                                     6 Рамочний профіль зі скловолокна
                                     7 Пластикові литі кути
                                     8 Збірний зворотний трубопровід




  1   Скляне покриття
  2   Розпірка з нержавіючої сталі
  3   Заповнення інертним газом
  4   Ізоляційний матеріал
  5   Плоский абсорбер
  6   Дно із листової сталі
  7   Компенсатори зі сталі




Газонаповнення геліоколекторів інертним газом

Наявність інертного газу між абсорбером та склом запобігає тепловим втратам.
Закритий простір заповнено так само як і при виготовлені теплозахисного
покриття склом тяжким інертним газом, що запобігає конвекції.

Завдяки герметичній конструкції покриття абсорбера додатково захищене від
таких зовнішніх атмосферних впливів як повітря, пил або шкідливі речовини.
Завдяки цьому досягається тривалий термін служби колектора з високою
теплопродуктивністю.


                                      36
Абсорбер в формі подвійного меандру

Виготовлення абсорберу в формі подвійного меандру дозволяє виконати
одностороннє підключення до 5 колекторів в ряд. При великих розмірах
геліоколекторного поля потребується чергування сторін підключення, щоб
забезпечити рівномірне розподілення потоку рідини теплоносія.

Конструкція абсорбера в формі здвоєного меандру сприяє збільшенню
потужності колекторів, забезпечуючи турбулентний рух теплоносія на всіх
ділянках. Також, за рахунок паралельного з’єднання двох меандрів (змійовиків)
в геліоколекторі досягається низький рівень втрат тиску. Збірний трубопровід
зворотного потоку розміщений в нижній частині геліоколектора. Тому в
періоди стагнації гарячий теплоносій може швидко пройти через геліоколектор.




2.1.3. Габаритні розміри та основні технічні данні плоских геліоколекторів
Logasol SKS4.0




                                     37
Плоский геліоколектор                               Logasol            Logasol SKN3.0-w
                                                    SKN3.0-s
Тип монтажу                                          Вертикальний       Горизонтальний
Зовнішня поверхня (площа брутто)            м2           2.37                2.37
Апертурна площа (площа проникання           м2            2.1                 2.1
світла)
Площа абсорбера (площа нетто)               м2            2.1                   2.1
Ємність абсорбера                           л            1.43                  1.76
Селективність Коефіцієнт поглинання                             від 0.92 до 0.96
    Коефіцієнт відбиття/випромінювання                          від 0.03 до 0.07
Вага                                        кг                          46
ККД                                          %                         85.1
Ефективний коефіцієнт теплопередачі       Вт(м2К)                     4.036
к1,к2                                    Вт(м2К2)                    0.0108
Теплоємність, С                          кДж(м2К)                      4.82
 Поправочний коефіцієнт кута інсоляції
IAMdirτα (50°)                                                       0.95
IAMdfuτα                                                             0.9
Номінальний об’ємний потік, V             л/год                       50
Температура в стані стагнації              °С                        204
Макс. допустимий надлишок робочого         бар                        10
тиску(тиск живлення)
Вихід геліотермічної енергії                                         >525
геліоколектора

2.2. Комбіновані бойлери Logalux P750 Sта термосифонні комбіновані
бойлери Logalux PL750/2s та PL1000/2S для гарячого водопостачання та
підтримки опалення.

Комбіновані бойлери призначені для геліотермічного приготування гарячої
води і геліотермічної підтримки системи опалення. Їх компактна конструкція
забезпечує оптимальне співвідношення зовнішньої поверхні та об’єму так, що
теплові втрати бойлера суттєво мінімізовані. Всі комбіновані бойлери
Logaluxоснащуються теплозахисним облицюванням з м’якого поліуретану, з
фторо-хлоро-вуглеводовміских речовин, товщиною 100мм. Окрім того, до
переваг комбінованих бойлерів відносяться так само просте гідравлічне
підключення з найменшим використанням дорогих та складних вузлів
з’єднання.




                                          38
2.2.1. Основні характеристики і особливості комбінованих бойлерів
Logalux P750 S:
             Розташований всередині резервуара гарячої води, з термоемаллю
       «Buderus» та магнієвим анодним протектором для захисту від корозії.
               Великий гладкотрубний теплообмінник для оптимального
       використання сонячної енергії
              Підключення всіх труб системи приготування гарячої води до
       верхньої частини бойлера, а всіх труб опалення до бокової частини бака.
              Теплообмінник геліоконтура розміщенийв зоні води опалення
       таким чином, щоб запобігти утворенню накипу
       2.2.2. Конструкція та функціонування комбінованого бойлера
       Logalux P750 S

У верхній частині буферного бака-акумулятора знаходиться накопичувач
питної води, в якій холодна вода надходить зверху і який створений за
принципом конструкції з подвійним корпусом. В нижній частині збоку
підключений теплообмінник геліоконутра, який спочатку нагріває буферну
воду опалення. Через короткий проміжок часу вода гарячого водопостачання в
зоні готовності у верхній частині бойлера досягає заданої температури і тоді
зверху може здійснюватись відбір нагрітої води. Для подальшого нагріву
гарячої води за допомогою звичайного котла опалення використовується
патрубок зворотного трубопроводу напроти нижній частини бака гарячої води.
Дляпідключення до системи опалення рекомендується використовувати реле
контролю зворотного потоку або комплект HZG-Set з функціональним
геліомодулем FM443.



                                             1. Магнієвий анод-протектор
                                             2. Теплоізоляція
                                             3. Заглибна гільза датчика
                                             температури
                                             4. Зона готовності гарячої води
                                             5. Вхід холодної води
                                             6. Буферний бак
                                             7. Теплообмінник геліоконура




                                      39
2.2.3. Габаритні розміри та основні технічні данні комбінованих бойлерів
LogaluxP750 S




МВ1 Місце зміни температури гарячої води
М1 – М8 Місця зміни температури: необхідність місць підключення – в
залежності від застосованих компонентів системи, гідравліки та регуляторів
На боковій проекції затискачі
М1 – М9 для монтажу температурних датчиків зображені зі зміщенням.

Комбінований бойлер Logalux                                         P750 S
Діаметр бойлера з ізоляцією/без ізоляції    ØDØDsp дюйм             1000/800
Вхід холодної води ØЕК дюйм

                                                                    R 14


Спорожнення: буфер опалення,Ø      ØEL дюйм

                                                                    R 14


Зворотній трубопровід бойлера зі сторони геліоконтура   ØRS1    R1
дюйм
 Трубопровід що подає до бойлера зі сторонигеліоконтура    ØVS1 R 1
дюйм
Зворотний трубопровід рідкопаливного / газового конденсаційного
котла опалення для підігріву витратної води   ØRS2 дюйм
                                                                R 14



                                       40
Подаючий трубопровід рідкопаливного / газового / конденсаційного
котла опалення для підігріву холодної води ØVS3 дюйм
                                                                   R 14


Зворотній трубопровід котла опалення рідкопаливного/газового/
теплового насоса ØRS3 дюйм
                                                                   R 14


Зворотній трубопровід контура опалення    ØRS4 дюйм

                                                                   R 14


Подаючий трубопровід контура опалення    ØVS4 дюйм

                                                                   R 14


Подаючий трубопровід твердопаливного котла          ØVS2 дюйм

                                                                   R 14


Циркуляційний трубопровід гарячої води    ØEZ дюйм

                                                                   R 34


Вихід гарячої води   ØAW дюйм

                                                                   R 34


Ємність бойлера л                                                  750
Ємність буферної частини бойлера для опалення   л

                                                                   ≈400


Ємність частини гарячої води   л

                                                                   ≈160



                                    41
Ємність теплообмінника геліоконтура л                          16.4
Площа теплообмінника геліоконтура м2                           2.15
Витрата тепла на підтримку в стані готовності кВт час/24       3.34
Індекс потужності NL                                           3
Експлуатаційна потужність, при 80/45/10 °С кВт час(л/година)   28(688)
Кількість геліоконтурів
Вага нетто, кг                                                 262
Макс. допустимий надлишковий тиск(гелі оконтур/вода            8/3/10
опалення/гаряча вода) бар
Макс. робоча температура (вода опалення/гаряча вода) °С        95/95




                                    42
Investigation of SKS 4.0 Heliocollectors Work Efficiency

Más contenido relacionado

Destacado

Security of Information and Communication Systems
Security of Information and Communication SystemsSecurity of Information and Communication Systems
Security of Information and Communication SystemsSSA KPI
 
Monte-Carlo method for Two-Stage SLP
Monte-Carlo method for Two-Stage SLPMonte-Carlo method for Two-Stage SLP
Monte-Carlo method for Two-Stage SLPSSA KPI
 
Nonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo Method
Nonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo MethodNonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo Method
Nonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo MethodSSA KPI
 
10 Years EUROPT
10 Years EUROPT10 Years EUROPT
10 Years EUROPTSSA KPI
 
Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...
Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...
Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...SSA KPI
 
Germany presentation
Germany presentationGermany presentation
Germany presentationSSA KPI
 

Destacado (6)

Security of Information and Communication Systems
Security of Information and Communication SystemsSecurity of Information and Communication Systems
Security of Information and Communication Systems
 
Monte-Carlo method for Two-Stage SLP
Monte-Carlo method for Two-Stage SLPMonte-Carlo method for Two-Stage SLP
Monte-Carlo method for Two-Stage SLP
 
Nonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo Method
Nonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo MethodNonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo Method
Nonlinear Stochastic Optimization by the Monte-Carlo Method
 
10 Years EUROPT
10 Years EUROPT10 Years EUROPT
10 Years EUROPT
 
Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...
Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...
Mathematical programming models for supply chain production and transport pla...
 
Germany presentation
Germany presentationGermany presentation
Germany presentation
 

Similar a Investigation of SKS 4.0 Heliocollectors Work Efficiency

Investigation of Heliocollectors Work Efficiency
Investigation of Heliocollectors Work EfficiencyInvestigation of Heliocollectors Work Efficiency
Investigation of Heliocollectors Work EfficiencySSA KPI
 
Альтернативні джерела електричної енергії
Альтернативні джерела електричної енергіїАльтернативні джерела електричної енергії
Альтернативні джерела електричної енергіїeduspanpal44
 
постер 120х120 пдф
постер 120х120 пдфпостер 120х120 пдф
постер 120х120 пдфKarina Semenko
 
Математика та енергозбереження
Математика та енергозбереженняМатематика та енергозбереження
Математика та енергозбереженняFormula.co.ua
 
16 pustovojchenko
16 pustovojchenko16 pustovojchenko
16 pustovojchenkomakudrya
 
Iнформацiя.pptx
Iнформацiя.pptxIнформацiя.pptx
Iнформацiя.pptxSuch O.
 
чи можливо використати енергію блискавки
чи можливо використати енергію блискавкичи можливо використати енергію блискавки
чи можливо використати енергію блискавкиutyyflbq
 
календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)
календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)
календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)Татьяна Хамко
 
Презентация ЧНТУ 2016
Презентация ЧНТУ 2016Презентация ЧНТУ 2016
Презентация ЧНТУ 2016is1003
 
Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019
Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019
Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019НАЕК «Енергоатом»
 
Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»
Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»
Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»НАЕК «Енергоатом»
 
Теоретичний матеріал електротехнічні роботи
Теоретичний матеріал електротехнічні роботиТеоретичний матеріал електротехнічні роботи
Теоретичний матеріал електротехнічні роботиAndy Levkovich
 
Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"
Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"
Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"sveta7940
 
Raptanov myroshnychenko ua
Raptanov myroshnychenko uaRaptanov myroshnychenko ua
Raptanov myroshnychenko uaVoronych Arthur
 

Similar a Investigation of SKS 4.0 Heliocollectors Work Efficiency (20)

Investigation of Heliocollectors Work Efficiency
Investigation of Heliocollectors Work EfficiencyInvestigation of Heliocollectors Work Efficiency
Investigation of Heliocollectors Work Efficiency
 
Альтернативні джерела електричної енергії
Альтернативні джерела електричної енергіїАльтернативні джерела електричної енергії
Альтернативні джерела електричної енергії
 
постер 120х120 пдф
постер 120х120 пдфпостер 120х120 пдф
постер 120х120 пдф
 
Книги Жолонко
Книги ЖолонкоКниги Жолонко
Книги Жолонко
 
теплоенергетіка
теплоенергетікатеплоенергетіка
теплоенергетіка
 
Стійка енергетика для всіх
Стійка енергетика для всіхСтійка енергетика для всіх
Стійка енергетика для всіх
 
Математика та енергозбереження
Математика та енергозбереженняМатематика та енергозбереження
Математика та енергозбереження
 
16 pustovojchenko
16 pustovojchenko16 pustovojchenko
16 pustovojchenko
 
Iнформацiя.pptx
Iнформацiя.pptxIнформацiя.pptx
Iнформацiя.pptx
 
Презентація Олександра Сігала - Завідувача лабораторією Інституту технічної т...
Презентація Олександра Сігала - Завідувача лабораторією Інституту технічної т...Презентація Олександра Сігала - Завідувача лабораторією Інституту технічної т...
Презентація Олександра Сігала - Завідувача лабораторією Інституту технічної т...
 
Книги Жолонко
Книги ЖолонкоКниги Жолонко
Книги Жолонко
 
чи можливо використати енергію блискавки
чи можливо використати енергію блискавкичи можливо використати енергію блискавки
чи можливо використати енергію блискавки
 
календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)
календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)
календарне планування 9 клас (105 та 87 год. нова програма)
 
Презентация ЧНТУ 2016
Презентация ЧНТУ 2016Презентация ЧНТУ 2016
Презентация ЧНТУ 2016
 
Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019
Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019
Презентація команди №4 в рамках конкурсу інноваційних ідей Весняної школи 2019
 
Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»
Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»
Презентація Юрія Недашковського на відкритті Весняної школи НАЕК «Енергоатом»
 
Теоретичний матеріал електротехнічні роботи
Теоретичний матеріал електротехнічні роботиТеоретичний матеріал електротехнічні роботи
Теоретичний матеріал електротехнічні роботи
 
Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"
Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"
Урок:"Електричний струм.Джерела електричного струму"
 
Raptanov myroshnychenko ua
Raptanov myroshnychenko uaRaptanov myroshnychenko ua
Raptanov myroshnychenko ua
 
Теплоенергетика та холодильна техніка
Теплоенергетика та холодильна технікаТеплоенергетика та холодильна техніка
Теплоенергетика та холодильна техніка
 

Más de SSA KPI

Grand challenges in energy
Grand challenges in energyGrand challenges in energy
Grand challenges in energySSA KPI
 
Engineering role in sustainability
Engineering role in sustainabilityEngineering role in sustainability
Engineering role in sustainabilitySSA KPI
 
Consensus and interaction on a long term strategy for sustainable development
Consensus and interaction on a long term strategy for sustainable developmentConsensus and interaction on a long term strategy for sustainable development
Consensus and interaction on a long term strategy for sustainable developmentSSA KPI
 
Competences in sustainability in engineering education
Competences in sustainability in engineering educationCompetences in sustainability in engineering education
Competences in sustainability in engineering educationSSA KPI
 
Introducatio SD for enginers
Introducatio SD for enginersIntroducatio SD for enginers
Introducatio SD for enginersSSA KPI
 
DAAD-10.11.2011
DAAD-10.11.2011DAAD-10.11.2011
DAAD-10.11.2011SSA KPI
 
Talking with money
Talking with moneyTalking with money
Talking with moneySSA KPI
 
'Green' startup investment
'Green' startup investment'Green' startup investment
'Green' startup investmentSSA KPI
 
From Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea waves
From Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea wavesFrom Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea waves
From Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea wavesSSA KPI
 
Dynamics of dice games
Dynamics of dice gamesDynamics of dice games
Dynamics of dice gamesSSA KPI
 
Energy Security Costs
Energy Security CostsEnergy Security Costs
Energy Security CostsSSA KPI
 
Naturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environments
Naturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environmentsNaturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environments
Naturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environmentsSSA KPI
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 5
Advanced energy technology for sustainable development. Part 5Advanced energy technology for sustainable development. Part 5
Advanced energy technology for sustainable development. Part 5SSA KPI
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 4
Advanced energy technology for sustainable development. Part 4Advanced energy technology for sustainable development. Part 4
Advanced energy technology for sustainable development. Part 4SSA KPI
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 3
Advanced energy technology for sustainable development. Part 3Advanced energy technology for sustainable development. Part 3
Advanced energy technology for sustainable development. Part 3SSA KPI
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 2
Advanced energy technology for sustainable development. Part 2Advanced energy technology for sustainable development. Part 2
Advanced energy technology for sustainable development. Part 2SSA KPI
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 1
Advanced energy technology for sustainable development. Part 1Advanced energy technology for sustainable development. Part 1
Advanced energy technology for sustainable development. Part 1SSA KPI
 
Fluorescent proteins in current biology
Fluorescent proteins in current biologyFluorescent proteins in current biology
Fluorescent proteins in current biologySSA KPI
 
Neurotransmitter systems of the brain and their functions
Neurotransmitter systems of the brain and their functionsNeurotransmitter systems of the brain and their functions
Neurotransmitter systems of the brain and their functionsSSA KPI
 
Elements of Theory for Multi-Neuronal Systems
Elements of Theory for Multi-Neuronal SystemsElements of Theory for Multi-Neuronal Systems
Elements of Theory for Multi-Neuronal SystemsSSA KPI
 

Más de SSA KPI (20)

Grand challenges in energy
Grand challenges in energyGrand challenges in energy
Grand challenges in energy
 
Engineering role in sustainability
Engineering role in sustainabilityEngineering role in sustainability
Engineering role in sustainability
 
Consensus and interaction on a long term strategy for sustainable development
Consensus and interaction on a long term strategy for sustainable developmentConsensus and interaction on a long term strategy for sustainable development
Consensus and interaction on a long term strategy for sustainable development
 
Competences in sustainability in engineering education
Competences in sustainability in engineering educationCompetences in sustainability in engineering education
Competences in sustainability in engineering education
 
Introducatio SD for enginers
Introducatio SD for enginersIntroducatio SD for enginers
Introducatio SD for enginers
 
DAAD-10.11.2011
DAAD-10.11.2011DAAD-10.11.2011
DAAD-10.11.2011
 
Talking with money
Talking with moneyTalking with money
Talking with money
 
'Green' startup investment
'Green' startup investment'Green' startup investment
'Green' startup investment
 
From Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea waves
From Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea wavesFrom Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea waves
From Huygens odd sympathy to the energy Huygens' extraction from the sea waves
 
Dynamics of dice games
Dynamics of dice gamesDynamics of dice games
Dynamics of dice games
 
Energy Security Costs
Energy Security CostsEnergy Security Costs
Energy Security Costs
 
Naturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environments
Naturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environmentsNaturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environments
Naturally Occurring Radioactivity (NOR) in natural and anthropic environments
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 5
Advanced energy technology for sustainable development. Part 5Advanced energy technology for sustainable development. Part 5
Advanced energy technology for sustainable development. Part 5
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 4
Advanced energy technology for sustainable development. Part 4Advanced energy technology for sustainable development. Part 4
Advanced energy technology for sustainable development. Part 4
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 3
Advanced energy technology for sustainable development. Part 3Advanced energy technology for sustainable development. Part 3
Advanced energy technology for sustainable development. Part 3
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 2
Advanced energy technology for sustainable development. Part 2Advanced energy technology for sustainable development. Part 2
Advanced energy technology for sustainable development. Part 2
 
Advanced energy technology for sustainable development. Part 1
Advanced energy technology for sustainable development. Part 1Advanced energy technology for sustainable development. Part 1
Advanced energy technology for sustainable development. Part 1
 
Fluorescent proteins in current biology
Fluorescent proteins in current biologyFluorescent proteins in current biology
Fluorescent proteins in current biology
 
Neurotransmitter systems of the brain and their functions
Neurotransmitter systems of the brain and their functionsNeurotransmitter systems of the brain and their functions
Neurotransmitter systems of the brain and their functions
 
Elements of Theory for Multi-Neuronal Systems
Elements of Theory for Multi-Neuronal SystemsElements of Theory for Multi-Neuronal Systems
Elements of Theory for Multi-Neuronal Systems
 

Último

psychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.ppt
psychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.pptpsychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.ppt
psychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.pptOlgaDidenko6
 
Горбонос 2024_presentation_for_website.pptx
Горбонос 2024_presentation_for_website.pptxГорбонос 2024_presentation_for_website.pptx
Горбонос 2024_presentation_for_website.pptxOlgaDidenko6
 
ЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.ppt
ЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.pptЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.ppt
ЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.pptssuser59e649
 
Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»
Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»
Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»tetiana1958
 
Презентациія для сайта Група «Незабудка».pptx
Презентациія для сайта Група «Незабудка».pptxПрезентациія для сайта Група «Незабудка».pptx
Презентациія для сайта Група «Незабудка».pptxOlgaDidenko6
 
Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...
Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...
Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...JurgenstiX
 
Бібліотека – розвиток дитячої творчості та дозвілля для дітейpptx
Бібліотека – розвиток дитячої творчості  та дозвілля для дітейpptxБібліотека – розвиток дитячої творчості  та дозвілля для дітейpptx
Бібліотека – розвиток дитячої творчості та дозвілля для дітейpptxssuserc301ed1
 
Проблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішення
Проблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішенняПроблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішення
Проблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішенняtetiana1958
 
Defectolog_presentation_for_website.pptx
Defectolog_presentation_for_website.pptxDefectolog_presentation_for_website.pptx
Defectolog_presentation_for_website.pptxOlgaDidenko6
 
аналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.ppt
аналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.pptаналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.ppt
аналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.pptJurgenstiX
 
оцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptx
оцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptxоцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptx
оцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptxbagniylarisa15
 
Застосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdf
Застосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdfЗастосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdf
Застосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdfssuser15a891
 
матеріал для 10 класу урок історія України
матеріал для 10 класу урок історія Україниматеріал для 10 класу урок історія України
матеріал для 10 класу урок історія Україниssuserfbff20
 
атестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdf
атестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdfатестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdf
атестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdfhome
 
Хімічні елементи в літературних творах 8 клас
Хімічні елементи в літературних творах 8 класХімічні елементи в літературних творах 8 клас
Хімічні елементи в літературних творах 8 класkrementsova09nadya
 
Бомбочки для ванни своїми руками презентація
Бомбочки для ванни своїми руками презентаціяБомбочки для ванни своїми руками презентація
Бомбочки для ванни своїми руками презентаціяssuser0a4f48
 
Іваніщук Надія Вікторівна атестація .pdf
Іваніщук Надія Вікторівна атестація  .pdfІваніщук Надія Вікторівна атестація  .pdf
Іваніщук Надія Вікторівна атестація .pdfhome
 
Супрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptxСупрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptxOlgaDidenko6
 
Супрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptxСупрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptxOlgaDidenko6
 

Último (19)

psychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.ppt
psychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.pptpsychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.ppt
psychologistpresentation-230215175859-50bdd6ed.ppt
 
Горбонос 2024_presentation_for_website.pptx
Горбонос 2024_presentation_for_website.pptxГорбонос 2024_presentation_for_website.pptx
Горбонос 2024_presentation_for_website.pptx
 
ЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.ppt
ЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.pptЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.ppt
ЛЕКЦІЯ Засоби масової інформації –важливий інструмент ПР.ppt
 
Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»
Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»
Відкрита лекція на тему «Контроль бур'янів в посівах соняшника»
 
Презентациія для сайта Група «Незабудка».pptx
Презентациія для сайта Група «Незабудка».pptxПрезентациія для сайта Група «Незабудка».pptx
Презентациія для сайта Група «Незабудка».pptx
 
Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...
Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...
Принципові відмінності досконалої (повної) конкуренції від інших форм організ...
 
Бібліотека – розвиток дитячої творчості та дозвілля для дітейpptx
Бібліотека – розвиток дитячої творчості  та дозвілля для дітейpptxБібліотека – розвиток дитячої творчості  та дозвілля для дітейpptx
Бібліотека – розвиток дитячої творчості та дозвілля для дітейpptx
 
Проблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішення
Проблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішенняПроблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішення
Проблеми захисту лісу в Україні та шляхи вирішення
 
Defectolog_presentation_for_website.pptx
Defectolog_presentation_for_website.pptxDefectolog_presentation_for_website.pptx
Defectolog_presentation_for_website.pptx
 
аналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.ppt
аналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.pptаналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.ppt
аналептики та антидепресанти.шгшгпшгп.ppt
 
оцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptx
оцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptxоцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptx
оцінювання дітей з особливими освітніми потребами у ЗЗСО.pptx
 
Застосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdf
Застосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdfЗастосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdf
Застосування Гайду безбар’єрності в роботі закладів культури громад Одещини.pdf
 
матеріал для 10 класу урок історія України
матеріал для 10 класу урок історія Україниматеріал для 10 класу урок історія України
матеріал для 10 класу урок історія України
 
атестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdf
атестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdfатестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdf
атестація 2023-2024 Kewmrbq wtynh GNJ.pdf
 
Хімічні елементи в літературних творах 8 клас
Хімічні елементи в літературних творах 8 класХімічні елементи в літературних творах 8 клас
Хімічні елементи в літературних творах 8 клас
 
Бомбочки для ванни своїми руками презентація
Бомбочки для ванни своїми руками презентаціяБомбочки для ванни своїми руками презентація
Бомбочки для ванни своїми руками презентація
 
Іваніщук Надія Вікторівна атестація .pdf
Іваніщук Надія Вікторівна атестація  .pdfІваніщук Надія Вікторівна атестація  .pdf
Іваніщук Надія Вікторівна атестація .pdf
 
Супрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptxСупрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptx
 
Супрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptxСупрун презентація_presentation_for_website.pptx
Супрун презентація_presentation_for_website.pptx
 

Investigation of SKS 4.0 Heliocollectors Work Efficiency

  • 1. Міністерство освіти і науки України Національний технічний університет України „ Київський політехнічний інститут ” ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТА ЕФЕКТИВНОСТІ ВИСОКОЕФЕКТИВНОГО ПЛАСКОГО СОНЯЧНОГО КОЛЕКТОРА ТИПУ SKS 4.0 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання Лабораторної роботи №2 з дисциплін по використанню нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії для студентів спеціальностей «Теплоенергетика» та «Нетрадиційні джерела енергії» Електронне видання Затверджено Методичною радою НТУУ «КПІ» Київ „Політехніка” 2010
  • 2. Дослідження режимів роботи та ефективності високоефективного плаского сонячного колектора типу SKS 4.0 / Метод. вказівки до виконання лабораторної роботи № 2 з дисциплін по використанню нетрадиційних джерел енергії для студ. спец. „Теплоенергетика” та „Нетрадиційні джерела енергії ”/ Уклад.: Варламов, Г.Б., Приймак К.О., Тімакова Т.В., Новаківський Є.В., Филоненко Ю. С.– К.: НТУУ «КПІ», 2010. – 42 с. Гриф надано Методичною радою НТУУ „КПІ” (Протокол № від ) Навчальне видання Дослідження режимів роботи та ефективності високоефективного плаского сонячного колектора типу SKS 4.0 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання Лабораторної роботи №2 з дисциплін по використанню нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії для студентів спеціальностей «Теплоенергетика», «Нетрадиційні джерела енергії» Е лектронне видання Укладачі: Варламов Геннадій Борисович, д.т.н, проф. Приймак Катерина Олександрівна Тімакова Тетяна Віталіївна Новаківський Євген Валерійович, к.т.н. Филоненко Юрій Степанович Відповідальний редактор Кудря Степан Олександрович, д.т.н., проф. Рецензенти Орлик Володимир Миколайович, к.т.н., с.н.с. Комп`ютерний набір Приймак Катерина Олександрівна 2
  • 3. ЗМІСТ ВСТУП …………………………………………………………………………… 4 1. Мета та основні завдання роботи…………………………………………… 5 2. Основні теоретичні відомості………………………………………………… 5 3. Опис експериментальної установки………………………………………… 17 4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи………………… 21 5. Порядок проведення лабораторної роботи………………………………… 21 6. Обробка експериментальних даних………………………………………… 23 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ…………………………… …………………… 26 Список рекомендованої літератури………………………………………….… 27 Додатки ………………………………………………………………………… 28 3
  • 4. ВСТУП Людство вже з давніх часів використовує сонячну енергію для своїх потреб. Останнім часом це використання стає більш цілеспрямованим та ефективним за рахунок створення ефективних приладів та цілісних систем, до складу яких включається різноманітне обладнання. Технічний прогрес дозволяє фахівцям створювати усе нові типи сонячних колекторів, які дозволяють успішно вирішувати питання забезпечення побутових та технологічних потреб у гарячій воді. Цілісні системи з сонячних колекторів, баків-накопичувачів та допоміжних пристроїв здатні надійно забезпечувати системи гарячого водопостачання. Головним елементів у таких системах виступають сонячні колектори, три основних типи яких розміщені у навчально-науковому центрі «Екотехнології та технології енергозбереження» університету. Комплекс лабораторних робіт з визначення особливостей цих колекторів пропонується виконати для більш чіткого уявлення протікання різних тепломасообмінних процесів у комплексних установках. 4
  • 5. 1. Мета та основні завдання роботи Мета роботи – закріпити і поглибити знання, отримані в процесі вивчення дисциплін «Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії», «Низькопотенційні джерела енергії», «Фізика і техніка нетрадиційних джерел енергії», «Використання нетрадиційних джерел енергії», «Нетрадиційні методи одержання джерела енергії», «Сонячна енергетика» надати допомогу при поглибленому вивченні конструкції сонячного колектора, принципів його роботи і оцінки ефективності в різних режимах, ознайомитися з методикою проведення спостережень, одержати експериментальні характеристики сонячної установки, набуття досвіду проведення наукових досліджень. Основні завдання роботи 1. Засвоїти принцип роботи сонячного колектора. 2. Експериментально дослідити вплив сонячної радіації на нагрівання теплоносія у сонячному колекторі. 3. Визначити кількість сприйнятої від Сонця теплоти за визначений проміжок часу прирізних погодних умовах. 4. Визначити питомі характеристики колектору. 5. Визначити ККД сонячного колектора. 6. Проаналізувати результати, порівняти ефективність сонячного колектора при різних погодних умовах та різної пори року і зробити висновки. 2. Основні теоретичні відомості Стратегічною ціллю використання нетрадиційних джерел енергії є зниження споживання органічного палива та викидів шкідливих речовин в атмосферу. За підрахунками фахівців Сонце ще може існувати понад 8 млрд. років і тому можливо вважати його джерелом вічної енергії. Сонце розташовано на відстані 149598000 км від Землі. Температура його корони складає 5820К, температура в центрі від 15 до 20 млн. К. Енергія Сонця 5
  • 6. виділяється за рахунок термоядерної реакції переходу водню у гелій. Один кілограм водню при названому переході виділяє енергію еквівалентну спалюванню 8,3 млн. тон нафти (до речі при ядерній реакції розпаду урану один кілограм дає енергію еквівалентну спалюванню 9 тон нафти ). Загальна потужність Сонця оцінюється в 40·1023 кВт. Сонячне випромінювання за межами атмосфери характеризується таким поняттям як сонячна стала. Сонячною сталою Isc називається енергія випромінювання Сонця, падаючого в одиницю часу на одиницю поверхні, що знаходиться по середині між Сонцем та Землею і складає Isc=1353Вт/м2. Інтенсивність сонячного потоку на рівні моря влітку о 12 годині дня, інтенсивність складає біля 1000 Вт/м2. Основні напрями використання сонячної енергії – перетворення в електричну та теплову енергію. Найбільш розповсюдженим методом перетворення енергії Сонця в електричну є використання фотоелементів на основі кристалів кремнію. Але найбільш простим є перетворення сонячної енергії в теплоту нагріву теплоносія низького (до 60˚С) або середнього ( 70..120˚С) потенціалу. Перетворення енергії Сонця може відбуватися з використанням технологій концентрації сонячного світла або без них. Річний потік сонячного випромінювання складає від 1080 кВтгод (в північних регіонах) до 1400 кВтгод (в Криму) на 1 м2 горизонтальної поверхні[3]. За допомогою сучасних геліоколекторних приладів стає можливим використання суттєвої частини сонячної енергії для виробництва теплоти. В теплу пору року (травень-вересень) сонячні колектори здатні покривати потреби ГВП та тепла до 90-100%, и до 75% потреб холодопостачання (рис. 1). 6
  • 7. Рис 1. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки (b) і річної потреби в тепловій енергії для ГВП (a) Однак сучасна система опалення та ГВП у зв`язку із нерівномірним надходженням кількості сонячної енергії у різні періоди року не здатна повністю забезпечити потребу в тепловій енергії (тобто в потрібний час відповідної температури в необхідної кількості) (рис.2). Діяти з точки зору економного використання палива та охорони навколишнього середовища означає, що застосування геліоколекторної установки потрібно планувати не тільки для приготування гарячої води, але й для системи опалення. Геліоустановка може працювати лише за умови, якщо температура теплоносія що подається нижче температури адсорбера сонячного колектора. Тому, найкращим варіантом є її застосування для опалювальних приладів з великою площею нагріву і низькими температурами в системі або для підлогового опалення. 7
  • 8. Рис.2. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки(b) і річної потреби в тепловій енергії для ГВП і опалення(a) (а – потреба в енергії (реальний попит); b – енергія, що надходить від геліоустановкою; Q – теплова енергія). – надлишок сонячної енергії (придатної, наприклад, для нагріву басейну) – потреба в енергії (використання додаткового джерела енергії) – задіяна сонячна енергія (забезпечення в повній мірі тепловою енергією за рахунок Сонця) За умови правильного проектування і монтажу, геліосистема покриває до 30% питомої річної потреби в енергії для ГВП та опалення. Системи гарячого водопостачання можуть бути одно - і багатоконтурними з природною або примусовою циркуляцією. Крім того, сонячна енергія є екологічно чистим видом енергії. Інтенсивність сонячної радіації залежить від таких факторів: тривалості 8
  • 9. дня, хмарності, висоті Сонця над горизонтом, вологості і прозорості атмосфери, географічної широти. Сумарна сонячна радіація складається з прямої (що безпосередньо досягає поверхні Землі) та розсіяної (радіація, що розсіяна хмарами, пилом та вологої в атмосфері). В деяких джерелах сумарна сонячна радіація має назву абсолютна. Відбита сонячна радіація (альбедо) суттєвого впливу на роботу сонячного колектору не має. Для вимірювання сонячної радіації використовуються різні прилади, найбільш розповсюджені – піранометри, у яких в якості датчика використовуються або термопари, що пофарбовані чорною фарбою, або фотодетектор. Датчик поміщають під прозорий скляний або пластиковий ковпак для захисту від зовнішнього впливу. При відсутності прибору для виміру сонячної радіації можна скористатись Інтернет ресурсом в режимі online або таблицями статистичних даних. Також існують комп’ютерні програми, які розраховують рівень сонячної радіації в залежності від географічних координат, дати і часу дня. Існує також інший підхід, який дозволяє динамічно визначати кількість сонячної радіації, яка надходить на довільно орієнтовану в просторі поверхню, у будь-який момент часу для заданого регіону. Ця методика базується на понятті сонячної константи — кількості енергії, яка надходить від Сонця на Землю через космос. Ця величина в середньому за рік рівна 1353 Вт/м2[6]. При розрахунках слід враховувати, що приблизно 30…35% цієї енергії відбивається назад в космос [9]. Геліоколектори для нагрівання теплоносія використовують сумарну сонячну радіацію, яка складається з прямої, розсіяної та відбитої. Щільність потоку прямої сонячної радіації в площині колектору Hпр на поверхню нахилену під кутом до горизонту дорівнює: Hпр= Hsc·Rпр·Кат, (1) де Rпр – коефіцієнт перерахунку приходу прямої сонячної радіації з горизонтальної на похилу поверхню; 9
  • 10. Кат – коефіцієнт, який враховує поправку на повітряну масу, яку проходить сонячне випромінювання. Коефіцієнт перерахунку приходу прямої сонячної радіації на похилу поверхню буде дорівнювати: cos пох Rпр  (2) cos гор , де  пох – кут між напрямком прямого сонячного випромінювання та нормаллю до похилої поверхні;  гор кут між напрямком прямого сонячного випромінювання та нормаллю до горизонтальної поверхні. cos  пох  sin  sin  cos S  sin  cos  sin S cos   cos  cos  cos S cos   (3)  cos  sin  sin S cos  cos   cos  sin S sin  sin  cos гор  sin  sin   cos  cos cos  , (4) де S – кут нахилу геліоколектора до горизонту, град;  – азимутальний кут, тобто відхилення нормалі до площини колектора від місцевого меридіана (за початок відліку приймається південне направлення, відхилення до сходу вважається позитивним, а до заходу негативним);  – часовий кут, рівний нулю опівдні; кожна година дорівнює 15˚ довготи, причому значення часового до опівдня вважається позитивним, а після опівдня негативним;  – схилення Сонця, тобто кутове положення Сонця опівдні відносно площини екватору град;  – географічна широта місцевості (позитивна для північної півкулі); Часовий кут  розраховується за формулою   (12  t ), (5) 12 де t – сонячний час для даної місцевості, год. Схилення Сонця розраховуємо так: 10
  • 11. 2   23  45  sin{ (284  N )}, (6) 365 де N – порядковий номер дня року (починаючи з 1, що відповідає 1-му січня); Коефіцієнт К ат , який враховує поправку на повітряну масу, знаходиться за формулою: 0.1366 К ат  1.1254  , (7) sin h де h – кут, який визначає висоту сонця над горизонтом в даний момент часу, град., синус цього кута рівний : sin h  cos  cos  cos   sin  cos  . (8) Формула (1) дозволяє розраховувати лише величину потоку прямої сонячної радіації , напрямленої на довільну поверхню. Проте, будь-який сонячний колектор сприймає на собі також дію розсіяної сонячної радіації. Точний розрахунок цієї складової частини енергії, яка надходить на сонячний колектор – процес досить складний. Проте, з достатньою точністю для довільно розташованої поверхні цю величину можна апроксимувати емпіричною залежністю: 1 H розс  137.1  14.82 . (9) sin h Відбита сонячна радіація може бути оцінена з виразу: Н від = 0,5·ρ·(1 – cos S)·( Hпр + Hрозс ), (10) де ρ – відбивальна властивість Землі. ρ = 0,2 в літній період ρ = 0,7 в зимній період при наявності снігу. Остаточно, загальний потік енергії, який приноситься сонячної радіацією на довільно орієнтовану у простору нахилену поверхню на широті L, рівний: HT=Hпр+ Hрозс + Н від. (11) 11
  • 12. Необхідно врахувати, що всі ці значення наведені для ясного дня, на практиці при розрахунку потрібно враховувати так званий коефіцієнт хмарності. Слід також відмітити, що розраховані значення потоків для різних годин практично повністю збігаються із наведеними у таблицях у нормативних документах (СНіП) та кліматичному атласі. Сонячні системи, що забезпечують потреби в тепловій енергії, розподіляють на активні та пасивні. Пасивні системи, де використовуються архітектурні елементи будови, які спроектовані і підібрані таким чином, щоб максимально використати енергію Сонця, більш дешеві і не потребують додаткового обладнання. Активні будуються на основі сонячних колекторів (СК) з примусової циркуляцією теплоносія за допомогою насосів. Пласкі сонячні колектори уловлюють як пряму, так і розсіяну сонячну енергію і дозволяють отримати воду з температурою 40…60 оС. Сезонна ефективність простих пасивних геліосистем може виявитися не менш ефективною в порівнянні з більш складними та дорогими системами сонячного теплопостачання. Недоліком пасивних систем є складність регулювання температури повітря в приміщеннях та необхідність застосування автоматично регулюючих пристроїв. Активні сонячні системи в якості теплоносіїв можуть використовувати повітря або рідину, що не замерзає (антифриз). Перевагою активних систем є легкість інтегрування з традиційними системами теплопостачання, а також можливість автоматичного керування роботою системи, а основним недоліком є велика вартість. Вибір, склад і компоновка елементів активної системи визначається в кожному конкретному випадку кліматичними факторами, типом об’єкту, режимом теплопостачання, економічними показниками. В зв’язку з тим, що підтримувати поверхню сонячного колектора перпендикулярно сонячним променям за допомогою системи слідкування складно і дорого, геліоколектори встановлюють нерухомо, або змінюють орієнтацію два разі на рік. Найкраще орієнтувати колектори на південь. Оптимальний кут нахилу колектора до 12
  • 13. горизонту складає: - S= φ+12˚, - при літньої (сезонної) експлуатації - S= φ-12˚,- при цілорічної експлуатації де φ- широта місцевості. Геліоустановки бувають двох типів: сезонного та постійного використання. В геліоколекторі сезонного типу вода нагрівається безпосередньо в сонячному колекторі, а в установках цілорічного використання вода нагрівається в баках непрямого року, в якості проміжного теплоносія використовується антифриз, який сприймає енергію сонця в сонячному колекторі. На сучасному етапі серійно випускаються два типа геліоколекторів: пласкі та вакуумні. Найбільш простою моделлю є плаский сонячний колектор, що являє собою теплоізольований знизу і з боків ящик, всередині якого розміщена сприймаюча тепло панель з каналами (абсорбер), де циркулює теплоносій. Загальний вигляд та конструкція плаского сонячного колектора (рис.3) V–Вихід теплоносія з сонячного колектору. R–Вхід теплоносія в сонячний колектор. M–Заглибна гільза датчика температури 1 - скляне покриття; 2 - стрічковий абсорбер; 3 - мідна трубка; 4 - теплоізоляційний матеріал; 5 - тільна стінка корпуса; 6 - рамковий профіль зі скловолокна; 7 - пластикові литі кути; 8 - кожух трубопроводу. Рис.3. Загальний вигляд та конструкція плаского сонячного колектора 13
  • 14. Тепловий потік від Сонця потрапляє на пластину, що нагрівається, перетворюючи сонячне випромінювання у теплову енергію, яка передається теплоносію. Для покращення сприймання сонячної радіації абсорбери роблять з селективним покриттям. Селективне покриття складається з тонкої плівки фільтру (нікель, титан), нанесеної на металеву основу, що добре проводить тепло (мідь, алюміній) і характеризується високою поглинаючою здатністю у видимій області спектру і низьким коефіцієнтом випромінювання в інфрачервоній області. Режим роботи сонячного колектора описується рівнянням енергетичного балансу, котре розділяє енергію сонячної радіації на корисну акумульовану енергію і втрати. Енергетичний баланс колектора в цілому можна записати в такому вигляді: A {[HR (τα)] b+ [HR (τα)] d} =Qu+QL+Qs, (12) де Н – щільність потоку сонячного випромінювання (прямого або розсіяного), падаючого на одиницю площі горизонтальної поверхні; R – коефіцієнт перерахунку щільності потоку прямого або розсіяного випромінювання з горизонтальної на похилу поверхню; (τα) – приведена поглинаюча властивість системи покриттів відносно прямого або розсіяного випромінювання; A – площа колектору; Qu – тепловий потік, який переданий робочій рідині в сонячному колекторі (корисне тепло); QL – теплові втрати колектора в навколишнє середовище шляхом випромінювання і конвекції, а також шляхом теплопровідності по опорах поглинаючої пластини і т.п.; Qs – потік тепла, що акумулюється колектором[6]. Показником ефективності колектора сонячної енергії є його коефіцієнт корисної дії (ККД) – відношення корисної теплової енергії Qu до падаючої сонячної енергії. Для випробовувань сонячних колекторів часто використовують методику 14
  • 15. Національного бюро стандартів США.[7] Згідно з цією методикою випробовування проводять на експериментальному стенді в стаціонарних умовах, коли сонячна радіація , швидкість вітру, температура навколишнього середовища і температура рідини на вході слабо змінюються на протязі деякого часу. Випробування проводять або в природних умовах приблизно опівдні в сонячні дні, або з використанням сонячного імітатору. Корисна енергія, що відводиться з колектору, визначається виразом[6] Qu=FRA [IT (τα)-UL(Ti-Ta)], (13) де FR – коефіцієнт відводу тепла з колектора; IT – щільність потоку сумарної сонячної радіації в площині колектору, Вт/м2; τα – приведена поглинальна здатність (враховує також ту частину випромінювання, що пройшла крізь скляне покриття, досягла адсорбера, і знову повернулась до скла): UL – повний коефіцієнт теплових втрат колектору Вт/(м2К); Ti – температура рідини на вході в колектор , °С; Та – температура навколишнього середовища, °С; За результатами випробувань визначається ефективність колектору. Qu  . (14) AI T Теплопродуктивність колектора можна визначити ще за температурами теплоносія на вході і виході колектора за формулою: Qu=GСр(To-Ti), (15) де G – масова витрата теплоносія, кг/с; Ср – питома масова теплоємність теплоносія, Дж/(кгК); To,Ti – температури теплоносія на виході та вході в абсорбер колектора, 0С. 15
  • 16. Коефіцієнт корисної дії можна визначити ще наступним чином: η =FR(τα) - FRUL(Ti – Ta)/ IT , (16) де FR(τα) – складовий коефіцієнт, який показує максимальне теоретичне значення ККД для цієї конструкції геліоколектора; FRUL - складовий коефіцієнт, що характеризує теплові втрати конкретної конструкції колектора. Коефіцієнт, знайдений за формулою (16) значною мірою характеризує конструктивну і теплотехнічну досконалість конструкції плаского сонячного колектора. У стані рівноваги (відсутня циркуляція теплоносія) при наявної інтенсивності випромінювання Сонця та температури навколишнього середовища колектор нагрівається до максимальної температури. Температура рівноваги в деякій мірі є характеристикою теплової ефективності колектора (теплових втрат колектора). Великий вплив на значення ККД сонячного колектора має температура теплоносія на вході в колектор: чим нижча температура, тим менші теплові втрати і вище ККД. За досвідом експлуатації пласких сонячних колекторів, підвищення густини потоку сонячного випромінювання від 300 до 1000 Вт/м2 призводить до підвищення ККД від 32 до 59%, а при підвищенні температури зовнішнього повітря від 20 до 30 оС ККД збільшується від 41 до 55% [3,4]. Густина поглиненої перетвореної енергії розраховується за формулою: E q , (17) А де А– робоча площа поверхні колектора, м2. 16
  • 17. 3. Опис експериментальної установки На рис.4 наведено принципову теплову схему для дослідження високоефективного плаского колектора SKS 4.0. Основними елементами схеми є: К1 – високоефективний плаский колектор SKS 4.0, (Виробник –Buderus BOSCH); К4.1 - двотрубна комплектна станція керування сонячного колектору Logasol RS0105; К5.1 – мембранний розширювальний бак розсільного контуру сонячного колектору; К7 - комбінований буферний накопичувач для приготування води гарячого водопостачання та підтримки опалення Logalux P-750SW; К11 - циркуляційний насос контуру гарячого водопостачання; 5.1 – тепловий лічильник контуру сонячного колектору; 7 – витратомір холодної води на потреби гарячого водопостачання; 8 – витратомір циркуляційної лінії гарячого водопостачання;4.1 – вентиль вихідного трубопроводу геліоколектора (антифриз);4.1´– вентиль трубопроводу подачі антифризу на геліоколектор. Контур руху теплоносія пов`язаний із сонячним колектором, насосною станцією та теплообмінником комбінованого буферного бака-накопичувача. Теплоносієм сонячного колектору є суміш гліколю з водою у співвідношенні 50:50. Теплоносієм контуру системи гарячого водопостачання є вода з водопроводу. Контур системи гарячого водопостачання складається з вбудованого баку-водонагрівачу, триходового регулюючого клапану прямої дії та циркуляційного насосу гарячого водопостачання. Вода з водопроводу направляється до вбудованого в комбінований буферний накопичувач баку- водонагрівачу на 160 літрів, в якому вона нагрівається від контуру сонячного колектора. У внутрішньому вбудованому баку-водонагрівачі вода може нагріватися до температури вище 60 оС, тому для підтримання максимальної температури о води на потреби гарячого водопостачання не вище 60 С встановлено триходовий клапан прямої дії, який підмішує воду з водопроводу до необхідної температури. Циркуляційна вода гарячого водопостачання повертається до вбудованого баку-водонагрівачу. Для знезараження води від бактерій 17
  • 18. легіонери у системі ГВП передбачено процедуру знезараження, яка забезпечує нагрівання води вище 60˚С на протязі певного часу з визначеною періодичністю. Оптимальний режим сонячного колектора забезпечує автоматичний регулятор Logamatic SC-20, якій керує циркуляційним насосом комплектної станції KS0105, а також відображає на дисплеї параметри роботи системи. Автоматика дозволяє встановлювати декілька режимів роботи геліоколектора. Особливістю високоефективного плаского колектору Logasol SKS4.0 є виконання повнограного мідного абсорберу з високоселективним покриттям (іонно-плазмове напилення) та заповнення герметичної конструкції корпусу колектору інертним газом. Ці особливості підвищують як теплові так і експлуатаційні характеристики колектору. Технічні характеристики та детальний опис конструкції сонячного колектора Logasol SKS 4.0 і бойлеру можна подивитись в Додатку 2 Данні по сонячному колектору Logasol SKS 4.0 необхідні для розрахунків ефективності геліоколектора наведені в таблиці 1. Таблиця 1. Данні по сонячному колектору Logasol SKS 4.0 Площа поглинальної Площа приймача в Коефіцієнт Коефіцієнт Постачальник Модель пластини в колекторі (м2) FR(τα) FRUL колекторі (м2) ((Вт/м2)/С) Logasol SKN3.0 2,37 2,25 0,73 4,35 Buderus SKS4.0 2,37 2,1 0,86 5,01 Геліоколектор встановлено на даху будівлі корпусу № 6 НТУУ «КПІ» під кутом нахилу до горизонту 45˚. Азимутальний кут орієнтації сонячного колектора дорівнює = - 22˚ На моніторі комп’ютера, що знаходиться біля лабораторного стенду виведено зображення мнемосхеми робочої схеми лабораторної установки. На ній відображаються параметри процесів, що відбуваються, в режимі реального часу.(рис.5) 18
  • 19. Рис.4.Принципова теплова схема для дослідження високоефективного плаского колектора Logasol SKS 4.0 (Виробник – Buderus концерн Bosch) 19
  • 20. Риc 5. Мнемосхема лабораторного стенда на моніторі комп’ютера 20 20
  • 21. 4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи 1. До виконання лабораторної роботи на установці допускаються лише студенти, що ознайомилися з методичними вказівками та правилами безпеки, підготували протокол до лабораторної роботи. 2. Дослідження проводять лише під наглядом викладача або лаборанта. 3. Категорично забороняється самостійно переключати систему автоматики, працювати з клапанами та приладами. 4. Без дозволу викладача не дозволяється вмикати установку, порушувати цілісність системи (крутити вентилі, тощо). 5. Порядок проведення лабораторної роботи Група розбивається на три бригади, кожна з яких по черзі проводить дослідження сонячного колектору на лабораторному стенді. Потім експериментальні дані порівнюються, виправляються недоліки і помилки в проведені експерименту та у разі необхідності проводиться повторне зняття даних. Послідовність роботи 1. Ознайомитись з конструктивною схемою експериментальної установки та її основними структурними елементами та відповісти на контрольні питання. 2. Одержати допуск до виконання лабораторної роботи у викладача. 3. За даними термодатчиків та витратоміру, встановлених в контурі теплоносія сонячного колектора, зафіксувати наступні параметри для відповідних моментів часу: To,Ti температури теплоносія (суміш гліколю з водою) на вході та виході з сонячного колектору відповідно, оС; Tк – середня температура поверхні адсорбера в сонячному колекторі, оС; V – об’єм теплоносія, м3; G – витрата теплоносія, м3/год.; Qu- теплопродуктивність колектора, кВт; 21
  • 22. Е – кількість поглиненої перетвореної сонячної енергії, кВтгод; 4. За показниками блоку керування SC-20 визначити температуру Tк – середню температуру поверхні адсорбера в сонячному колекторі, оС; 5. За даними вимірів (наприклад, за допомогою піранометру) записати інтенсивність сонячної радіації I, Вт/м2 для відповідних моментів часу. При необхідності ці дані можна отримати з Гідрометеоцентру. Статистичні дані сонячної радіації наведено в додатку 1. Зафіксувати температуру зовнішнього повітря Та для відповідних моментів часу для кожного з режимів дослідження. 6. Провести аналогічні виміри для певного періоду часу, наприклад, протягом години; щоденно протягом декількох годин; добові протягом місяця (для моніторингових досліджень устаткування). 7. Занести експериментальні дані для сонячного колектору в таблицю 2. Дані спостережень можуть бути отримані за допомогою ручних вимірів або за допомогою автоматичного моніторингу. 8. Провести експериментальну обробку інформації: розрахунки, побудову залежностей, тощо. 9. Оформити протокол, перевірити отримані результати, де зробити відповідні висновки. 10. Здійснити захист лабораторної роботи у викладача. Таблиця 2. Експериментальні дані Дата «______»_____________20__ року. Астрономічн Температура G, Qк , Е, I, V, № дослідження о 3 ий час, год. С м /год кВт кВт Вт/м2 м3 . год. антифриз повітря Закінчення Початок To, Ti, Tк, Та, Tкімн о о о о о С С С С С 22
  • 23. 6. Обробка експериментальних даних В ході обробки результатів вимірювання необхідно визначити такі параметри: 1) Обчислимо середню витрату теплоносія, що протікає в колекторі за певний проміжок часу   (доба, година, півгодини): Vi 1  Vi V  (18)  де Vi , Vi 1 - показання лічильника на початок і кінець визначеного проміжку часу відповідно, м3. 2) Обчислимо середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за визначений проміжок часу (доба, година, півгодини): E i 1  E i E  , (19)  де Ei , Ei1 - показання лічильника на початку і в кінці визначеного проміжку часу відповідно, кВтгод. 3) Густина поглиненої перетвореної енергії: E q , (20) А де E – середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за певний проміжок часу, кВтгод.; A– робоча площа поверхні колектора, м2. Технічні характеристики відповідних колекторів наведено в п.3 «Опис експериментальної установки». 4)Експериментальне значення ККД сонячного колектора. Qu  , (21) AI T де Qu - теплопродуктивність колектора(показник теплового лічильника з табл. 2, Вт; І – інтенсивність сонячної радіації Вт/м2. 23
  • 24. 5) Розрахункова теплова продуктивність колектора. Qu=GСр (To-Ti), (22) де G - масова витрата теплоносія , яка вираховується за формулою G =Vτ·ρА , (23) де ρА- питома густина антифризу (див. додаток 3) Питому масову теплоємність теплоносія Ср, (в нашому випадку це 50% водний розчин пропіленгликолю ) взяти з таблиці в Додатку 3 6) Обчислюємо розрахункове значення ККД  Qu  розр  . (24) IF 7)Визначаємо теоретичне значення ККД геліоколектора, підставляючи в формулу (13) корисну теплоту Qu, розраховану по формулі (13) 8)Знаходимо паспортне значення ККД сонячних колекторів пасп (Додаток 2) 9)Розраховуємо інтенсивність сонячної радіації на площину геліоколектора згідно формул (1)-(9). Результати обчислень занести в таблицю 3. Таблиця 3. Результати обчислень №п/п  , V E q експ  розр  теор пасп IT годин 1 2 3 4 5 Побудувати наступні залежності. 1) Залежність теплопродуктивності колектору Qu кВт від зміни витрат теплоносія (див. рис.6). 24
  • 25. 2) Залежність температури теплоносія на виході з колектора t , оС від змін витрат теплоносія. 3) Залежність коефіцієнта корисної дії від температури на виході геліоколектора. Загальний вигляд залежностей показано на рис.6. Рис. 6. Загальний вигляд залежностей 25
  • 26. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що називають абсорбером? 2. Від чого залежить ефективність сонячних колекторів? 3. Яка конструкція плаского сонячного колектора? 4. В чому особливості конструкції високоефективного колектора? 5. Які напрями використання сонячної енергії? 6. Від чого залежить величина сонячної радіації? 7. Класифікація сонячних систем з використанням сонячної енергії? 8. Переваги та недоліки активних сонячних систем? 9. Переваги та недоліки пасивних сонячних систем? 10. Як визначити ефективність сонячного колектора? 11. Що впливає на ККД сонячного колектора? 12. Назвіть основні елементи експериментальної установки. 13. Як працює експериментальна установка? 14. Порядок проведення лабораторної роботи? 15. Порядок обробки результатів? 16. Які залежності необхідно побудувати в результаті виконання роботи? 17. З яких елементів складається первинний контур СК? 18. Що представляє собою вторинний контур? 19. Які величини вимірювалися в роботі, які розраховувалися? 20. Як визначити середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за визначений проміжок часу? 21. Як визначити середню витрату теплоносія, що протікає в колекторі за певний проміжок часу? 22. Як визначити густину поглиненої перетвореної сонячної енергії? 23. За якою формулою визначається ККД сонячних колекторів в лабораторній роботі? 24. Одиниці виміру інтенсивності сонячної радіації? 26
  • 27. Список рекомендованої літератури 1. Альтернативная энергетика и энергосбережение: современное состояние и перспективы: Уч. пос. – Х.: Вокруг света, 2004. – 312 с. - ISBN 966-553-276-6. – 1000 прим. 2. Андерсон Б. Солнечная энергия – основы строительного проектирования. – М.:Стройиздат, 1982. – 375 с. – 2000 екз. 3. Мхитарян Н.М.Энергосберегающие технологи в жилищном и гражданском строительстве. – К.: Наукова думка, 2000. – 413 с. – ISBN 966-00-0668-3. –5000 прим. 4. Мхитарян Н. М. Гелиотехника. Системы, технологи, применение. – К.: Наукова думка, 2002. – 313 с. - – ISBN 966-01-1228-1. –3500 прим. 5. Сабади П. Р. Солнечный дом. – М.:Стройиздат, 1981. – 113 с. – 8000 екз. 6. У.Бекман, С.Клейн, Дж.Даффи. Расчет систем солнечного теплоснабжения. – М.:Энергоиздат, 1982. – 80 с. – 2100 экз. 7. Украина: энергосбережение в зданих. – К.: Изд-во энергет. Центра Европ. Союза в Киеве, 1995. – 274 с. 8. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки. – М.:Энерго- атомиздат, 1991. – 208 с. - – ISBN 966-01-1068-1 – 3000 экз. 9. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный расчет наклонных поверхностей. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 10. Бринкворт Б. Солнечная энергия для человека. - М.: Мир, 1976. - 291 с. 27
  • 28. Додаток 1 Таблиця . Пряма сонячна радіація: часова(Вт/м2) Київська область Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 0 23 34 46 46 46 23 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 23 46 69 93 104, 93 69 34 0 0 0 0 3 0 0 11 34 81 116 151 174 186 174 174 128, 81 34 0 0 4 0 0 34 81 151 209 232 244 221 209 174 116 69 34 0 0 5 0 23 81 151 232 302 325 314 302 290 232 174 128 69 23 0 Місяць 6 11 46 116 197 279 349 384 395 372 337 290 232 162 93 34 0 7 0 34 104 186 267 337 349 349 337 325 279 221 162 93 34 0 8 0 11 58 139 221 290 325 337 314 290 256 186 116 58 11 0 9 0 0 11 69 139 209 267 290 256 232 174 139 69 23 0 0 10 0 0 0 23 58 93 139 162 162 139 104 58 23 0 0 0 11 0 0 0 0 11 23 34 46 46 46 23 11 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 11 23 46 34 23 11 0 0 0 0 0 28
  • 29. Бориспіль Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 11 11 46 46 46 46 23 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 34 46 69 93 93 81 34 23 0 0 0 0 3 0 0 0 23 93 116 162 197 197 174 174 139 93 34 0 0 4 0 11 34 81 151 197 232 244 256 209 186 139 81 34 11 0 5 0 23 81 197 267 314 349 337 337 279 256 186 116 69 34 0 Місяць 6 11 46 128 209 290 337 360 360 372 325 290 232 162 104 34 11,64 7 0 34 104 209 290 360 38 384 372 360 290 162,94 93 34 0 8 0 1 69 151 221 290 337 349 337 314 256 186 128 58 23 0 9 0 0 23 81 162, 232, 267, 279 267 232 186, 139 116 34 0 0 10 0 0 0 23 46 93 128 162 162 151 104 58 11 0 0 0 11 0 0 0 0 11 23 46 58 58 54 23 11 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 11 23 34 34 34 11 0 0 0 0 0 29
  • 30. Таблиця 5. Розсіяна сонячна радіація: часова(Вт/м2) Київська область Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 23 46 93 116 116 104 81 46 11 0 0 0 2 0 0 0 23 46 93 139 151 151 128 116 69 34 0 0 0 3 0 0 11 46 104 151 197 221 209 197 162 128 81 34 0 0 4 0 23 58 104 151 186 232 244 256 244 209 174 128 69 23 0 5 11 46 93 151 197 221 256 290 267 244 244 209 151 116 58 11 Місяць 6 11 58 104 162 221 232 256 279 267 267 256 221 186 139 81 23 7 23 58 104 151 186 209 256 267 279 256 256 209 162 116 58 23 8 0 23 6 116 162 186 221 232 244 232 209 186 151 93 34 0 9 0 11 46 81 128 174 186 186 197 186 174 128 81 34 11 0 10 0 0 11 34 81 116 139 151 151 139 116 81 34 11 0 0 11 0 0 0 11 34 69 81 93 93 81 69 34 11 0 0 0 12 0 0 0 0 11 46 81 81 81 69 58 23 0 0 0 0 30
  • 31. Бориспіль Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 23 69 104 128 128 104 69 34 0 0 0 0 2 0 0 0 23 58 116 162 174 174 151 116 69 23 0 0 0 3 0 0 23 69 104 151 197 209 209 186 151 116 69 23 0 0 4 0 11 58 116 162 209 232 244 244 232 197 162 116 58 11 0 5 11 58 104 151 186 232 267 279 279 267 244 209 162 116 46 11 Місяць 6 23 69 116 162 209 256 279 290 290 279 244 221 174 128 81 23 7 23 69 116 162 197 232 267 279 290 267 244 209 174 116 69 23 8 0 34 81 128 174 209 244 256 267 232 221 186 128 81 23 0 9 0 0 46 93 128 162 197 221 209 197 174 139 46 23 0 0 10 0 0 0 34 81 116 151 151 151 128 116 81 34 0 0 0 11 0 0 0 0 23 58 81 93 93 69 58 23 0 0 0 0 12 0 0 0 0 23 46 81 93 93 69 46 23 0 0 0 0 31
  • 32. Таблиця 6. Сумарна сонячна радіація: часова(Вт/м2) Київська область Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 23 69 128 162 162 151 104 46 11 0 0 0 2 0 0 0 23 69 139 209 244 256 221 186 104 34 0 0 0 3 0 0 23 81 186 267 349 395 395 372 337 256 162 69 0 0 4 0 23 93 186 302 395 465 488 477 453 384 290 197 104 23 0 5 11 69 174 302 430 523 581 605 570 535 477 384 279 186 81 11 Місяць 6 23 105 221 360 500 581 640 675 640 605 547 453 349 232 116 23 7 23 93 209 337 453 547 605 616 616 581 535 430 325 209 93 23 8 0 34 128 256 384 477 547 570 558 523 465 372 267 151 46 0 9 0 11 58 151 267 384 453 477 453 419 349 267 151 58 11 0 10 0 0 11 58 139 209 279 314 314 279 221 139 58 11 0 0 11 0 0 0 11 46 93 116 139 139 128 93 46 11 0 0 0 12 0 0 0 0 11 58 104 128 116 93 69 23 0 0 0 0 32
  • 33. Продовження таблиці 6 Бориспіль Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 34 81 151 174 174 151 93 34 0 0 0 0 2 0 0 0 23 93 162 232 267 267 232 151 93 23 0 0 0 3 0 0 23,28 93 197 267 360 407 407 360 325 256 162 58 0 0 4 0 23 93 197 314 407 465 488 500 442 384 302 197 93 23 0 5 11 81 186 349 453 547 616 616 616 547 500 395 279 186 81 11 Місяць 6 34 116 244 372 500 593 640 651 663 605 535 453 337 232 116 34,917 7 23 105 221 372 488 593 651 663 663 628 535 453 337 209 105 23,278 8 0 46 151 279 395 500 581 605 605 547 477 372 256 139 46 0 9 0 0 69 174 290 395 465 500 477 430 360 279 162 58 0 0 10 0 0 0 58 128 209 279 314 314 279 221 139 46 0 0 0 11 0 0 0 0 34 81 128 151 151 128 81 34 0 0 0 0 12 0 0 0 0 23 58 104 128 128 104 58 23 0 0 0 0 33
  • 34. Таблиця 7. Дані клімату Місяць Темпера- Відносна Денна сума Атмосферний Швидкість Температура Градусо-дні опалювального Градусо-дні з тура вологість сонячної радіації тиск (кПа) вітру (м/с) землі (С) сезону (С-д) від’ємної повітря (%) (кВт.год/м²/день) температурой (С-д) (С) м. Київ Січень -5,6 87,00 0,79 100 4,3 -5,9 732 0 Лютий -4,2 84,00 1,27 100 4,5 -4,9 622 0 Березень 0,7 79,00 2,56 99,8 4,3 0,5 536 0 Квітень 8,7 69,00 3,21 99,4 4,3 9,8 279 0 Травень 15,1 63,00 4,98 99,5 3,8 16,8 90 158 Червень 18,2 65,00 5,44 99,3 3,7 19,8 0 246 Липень 19,3 67,00 5,7 99,3 3,5 22 0 288 Серпень 18,6 70,00 4,62 99,5 3,5 21,8 0 267 Вересень 13,9 73,00 3,04 99,6 3,7 15,8 123 117 Жовтень 8,1 80,00 1,8 100 3,9 8,5 307 0 Листопад 2,1 86,00 0,73 99,9 4,3 0,4 477 0 Грудень -2,3 88,00 0,58 99,8 4,2 -5,1 629 0 34
  • 35. Додаток2 Технічні характеристики та опис конструкції сонячного колектору та бойлеру. 2.1. Високопродуктивний плоский геліоколектор Logasol SKS 4.0 2.1.1.Основні характеристики та особливості колектора.  Високопродуктивний плоский геліоколектор  Герметичний із заповненням інертним (благородним) газом між абсорбером та скляним покриттям  Відсутність запотівання внутрішньої сторони скла (особливо в ранковий час)  Швидке нагрівання  Покриття абсорбера захищено від пилу, вологи та шкідливих речовин атмосферного повітря  Ізоляція відносно скляного покриття абсорбера  Ефективний цільний плоский абсорбер із спеціальним покриттям  Одностороннє розміщення місць підключення для з’єднання до 5 геліоколекторів  Хороші характеристики в період стагнації  Швидке з’єднання геліоколекторів без застосування спеціального інструмента  2.1.2.Конструкція геліоколектора і функції компонентів Корпус геліоколекторів Logasol SKS4.0 виготовлено з легкого та високоміцного рамочного скло волоконного профілю. Для тільної стінки застосований стальний лист товщиною 0.6мм з алюмінієво-цинковим покриттям Геліколектор закритий цільним листом безпечного скла товщиною 3.2мм. Прозоре лите структуроване скло з низьким вмістом заліза не відбиває світло, має високу проникність (92% світо пропускання) і витримує високі навантаження. Ефективний тепловий захист забезпечує мінеральна вата товщиною 55мм Плоский мідний абсорбер має покриття по вакуумній технології нанесення. Інтенсивну теплопередачу забезпечую абсорбер, виконаний в формі здвоєного меандру (подвійного змійовика), привареного ультразвуковою зваркою. 35
  • 36. V - Місце підключення зворотного трубопроводу геліоконтура R - Місце підключення трубопроводу що подає в геліоконтур. M- Заглибна гільза датчика температури 1 Скляне покриття 2 Цільний плоский абсорбер 3 Подвійний меандр із мідних труб 4 Теплоізоляційний матеріал 5 Тільна стінка корпусу 6 Рамочний профіль зі скловолокна 7 Пластикові литі кути 8 Збірний зворотний трубопровід 1 Скляне покриття 2 Розпірка з нержавіючої сталі 3 Заповнення інертним газом 4 Ізоляційний матеріал 5 Плоский абсорбер 6 Дно із листової сталі 7 Компенсатори зі сталі Газонаповнення геліоколекторів інертним газом Наявність інертного газу між абсорбером та склом запобігає тепловим втратам. Закритий простір заповнено так само як і при виготовлені теплозахисного покриття склом тяжким інертним газом, що запобігає конвекції. Завдяки герметичній конструкції покриття абсорбера додатково захищене від таких зовнішніх атмосферних впливів як повітря, пил або шкідливі речовини. Завдяки цьому досягається тривалий термін служби колектора з високою теплопродуктивністю. 36
  • 37. Абсорбер в формі подвійного меандру Виготовлення абсорберу в формі подвійного меандру дозволяє виконати одностороннє підключення до 5 колекторів в ряд. При великих розмірах геліоколекторного поля потребується чергування сторін підключення, щоб забезпечити рівномірне розподілення потоку рідини теплоносія. Конструкція абсорбера в формі здвоєного меандру сприяє збільшенню потужності колекторів, забезпечуючи турбулентний рух теплоносія на всіх ділянках. Також, за рахунок паралельного з’єднання двох меандрів (змійовиків) в геліоколекторі досягається низький рівень втрат тиску. Збірний трубопровід зворотного потоку розміщений в нижній частині геліоколектора. Тому в періоди стагнації гарячий теплоносій може швидко пройти через геліоколектор. 2.1.3. Габаритні розміри та основні технічні данні плоских геліоколекторів Logasol SKS4.0 37
  • 38. Плоский геліоколектор Logasol Logasol SKN3.0-w SKN3.0-s Тип монтажу Вертикальний Горизонтальний Зовнішня поверхня (площа брутто) м2 2.37 2.37 Апертурна площа (площа проникання м2 2.1 2.1 світла) Площа абсорбера (площа нетто) м2 2.1 2.1 Ємність абсорбера л 1.43 1.76 Селективність Коефіцієнт поглинання від 0.92 до 0.96 Коефіцієнт відбиття/випромінювання від 0.03 до 0.07 Вага кг 46 ККД % 85.1 Ефективний коефіцієнт теплопередачі Вт(м2К) 4.036 к1,к2 Вт(м2К2) 0.0108 Теплоємність, С кДж(м2К) 4.82 Поправочний коефіцієнт кута інсоляції IAMdirτα (50°) 0.95 IAMdfuτα 0.9 Номінальний об’ємний потік, V л/год 50 Температура в стані стагнації °С 204 Макс. допустимий надлишок робочого бар 10 тиску(тиск живлення) Вихід геліотермічної енергії >525 геліоколектора 2.2. Комбіновані бойлери Logalux P750 Sта термосифонні комбіновані бойлери Logalux PL750/2s та PL1000/2S для гарячого водопостачання та підтримки опалення. Комбіновані бойлери призначені для геліотермічного приготування гарячої води і геліотермічної підтримки системи опалення. Їх компактна конструкція забезпечує оптимальне співвідношення зовнішньої поверхні та об’єму так, що теплові втрати бойлера суттєво мінімізовані. Всі комбіновані бойлери Logaluxоснащуються теплозахисним облицюванням з м’якого поліуретану, з фторо-хлоро-вуглеводовміских речовин, товщиною 100мм. Окрім того, до переваг комбінованих бойлерів відносяться так само просте гідравлічне підключення з найменшим використанням дорогих та складних вузлів з’єднання. 38
  • 39. 2.2.1. Основні характеристики і особливості комбінованих бойлерів Logalux P750 S: Розташований всередині резервуара гарячої води, з термоемаллю «Buderus» та магнієвим анодним протектором для захисту від корозії. Великий гладкотрубний теплообмінник для оптимального використання сонячної енергії Підключення всіх труб системи приготування гарячої води до верхньої частини бойлера, а всіх труб опалення до бокової частини бака. Теплообмінник геліоконтура розміщенийв зоні води опалення таким чином, щоб запобігти утворенню накипу 2.2.2. Конструкція та функціонування комбінованого бойлера Logalux P750 S У верхній частині буферного бака-акумулятора знаходиться накопичувач питної води, в якій холодна вода надходить зверху і який створений за принципом конструкції з подвійним корпусом. В нижній частині збоку підключений теплообмінник геліоконутра, який спочатку нагріває буферну воду опалення. Через короткий проміжок часу вода гарячого водопостачання в зоні готовності у верхній частині бойлера досягає заданої температури і тоді зверху може здійснюватись відбір нагрітої води. Для подальшого нагріву гарячої води за допомогою звичайного котла опалення використовується патрубок зворотного трубопроводу напроти нижній частини бака гарячої води. Дляпідключення до системи опалення рекомендується використовувати реле контролю зворотного потоку або комплект HZG-Set з функціональним геліомодулем FM443. 1. Магнієвий анод-протектор 2. Теплоізоляція 3. Заглибна гільза датчика температури 4. Зона готовності гарячої води 5. Вхід холодної води 6. Буферний бак 7. Теплообмінник геліоконура 39
  • 40. 2.2.3. Габаритні розміри та основні технічні данні комбінованих бойлерів LogaluxP750 S МВ1 Місце зміни температури гарячої води М1 – М8 Місця зміни температури: необхідність місць підключення – в залежності від застосованих компонентів системи, гідравліки та регуляторів На боковій проекції затискачі М1 – М9 для монтажу температурних датчиків зображені зі зміщенням. Комбінований бойлер Logalux P750 S Діаметр бойлера з ізоляцією/без ізоляції ØDØDsp дюйм 1000/800 Вхід холодної води ØЕК дюйм R 14 Спорожнення: буфер опалення,Ø ØEL дюйм R 14 Зворотній трубопровід бойлера зі сторони геліоконтура ØRS1 R1 дюйм Трубопровід що подає до бойлера зі сторонигеліоконтура ØVS1 R 1 дюйм Зворотний трубопровід рідкопаливного / газового конденсаційного котла опалення для підігріву витратної води ØRS2 дюйм R 14 40
  • 41. Подаючий трубопровід рідкопаливного / газового / конденсаційного котла опалення для підігріву холодної води ØVS3 дюйм R 14 Зворотній трубопровід котла опалення рідкопаливного/газового/ теплового насоса ØRS3 дюйм R 14 Зворотній трубопровід контура опалення ØRS4 дюйм R 14 Подаючий трубопровід контура опалення ØVS4 дюйм R 14 Подаючий трубопровід твердопаливного котла ØVS2 дюйм R 14 Циркуляційний трубопровід гарячої води ØEZ дюйм R 34 Вихід гарячої води ØAW дюйм R 34 Ємність бойлера л 750 Ємність буферної частини бойлера для опалення л ≈400 Ємність частини гарячої води л ≈160 41
  • 42. Ємність теплообмінника геліоконтура л 16.4 Площа теплообмінника геліоконтура м2 2.15 Витрата тепла на підтримку в стані готовності кВт час/24 3.34 Індекс потужності NL 3 Експлуатаційна потужність, при 80/45/10 °С кВт час(л/година) 28(688) Кількість геліоконтурів Вага нетто, кг 262 Макс. допустимий надлишковий тиск(гелі оконтур/вода 8/3/10 опалення/гаряча вода) бар Макс. робоча температура (вода опалення/гаряча вода) °С 95/95 42