Инженерное оборудование

Инженерное оборудование зданий и сооружений

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 — гелиоприемник, составная часть системы солнечного отопления, предназнач. для улавливания солнечного излучения, преобразования его в теплоту и нагревания воды, воздуха и др. жидкой или газообразной среды. В активных системах солнечного отопления и горячего водоснабжения обычно используются плоские К.С.Э., иногда вакуумир. стекл. трубчатые коллекторы, реже  — фокусирующие коллекторы., в к-рых гоютность потока солнечного излучения повышается благодаря концентрированию с помощью зеркальных отражателей или линз. Плоский К.с.э. состоит из прозрачной изоляции, зачерненной лучепоглощающей поверхности {абсорбера), трубок для теплоносители, теплоизоляции и корпуса. Солнечная радиация, поглощаемая в коллекторе солнечной энергии нагревает теплоноситель до темп-ры обычно не более 90°С. Для поглощения солнечной радиации К.с.э. должен быть обращен строго на юг. Практически их устанавливают с отклонением 15—20° от оптим. ориентации, что незначит, уменьшает мощность К.с.э. Для круглосуточной макс, облученности угол, равный широте местности, оптимальный. При использовании К.с.э. летом макс, плотность радиации будет при угле наклона, равном широте местности, минус 15°, а оптимальное облучение солнцем зимой — при угле наклона, на 15 большем широты местности.

Прозрачная изоляция представляет собой 1 или 2 слоя стекла или полимерной пленки, размещаемых на расстоянии 30— 50 мм от теплопоглощающей поверхности м между собой. При темп-ре нагреваемого теплоносителя до 30 С могут применяться Кх.э. без прозрачной изолщии. Абсорбер плоского коллектора изготовляется из, теплопроводного материала (стали, алюминия, каучука, резины). Жидкий теплоноситель нагревается в трубках, диаметров 12— 15 мм, припаянных к листу, или в штампов. каналах, расиолож. на расстоянии 50—150 мм один от др. Верхние и нижние концы трубок (каналов) соединены гадравлич, коллекторами.

В воздушных Кх.э. нагреваемый воздух движется в пространстве между прозрачной изоляцией и лучевоспринимающей металлич. плоской или гофриров. поверхностью либо через пористую насадку. Осн. жар-ка тепловой эффективности К.с.э. — его кпд, равный отношению кол-ва полезной теплоты к кол-ву солнечной энергии, поступающей на поверхность К. с. э.

Кпд коллектора солнечной энергии зависит от его конструкции, климата местности и условий эксплуатации. Повышение тепловой эффективности К.с.э. достигает» в результате снижения теплопотерь излучением путем применение селективного поглощающего покрытий абсорбера с высокой способностью поглощать коротковолновое солнечное излучение и низкой излучат, способностью в диапазоне длинноволнового теплоюого излучения; исключения конвективных теплопотерь посредством имкуумировдшия пространства между абсорбером и прозрачной изоляцией; применения концентратора солнечного излучения, использований неск. слоев прозрачной изоляции или ячеистой структуры над абсорбером для снижении конвективных и лучистых теплопотерь. Высокоэффективные К.с.э. — селективны плоские, стекл. трубчатые ва-куумиров. и фокусирующие. В ваку-умиров. стекл. трубчатых К.с.э. вследствие поддержания вакуум ниже 1,33 Па в пространстве между лучепогло-щающей поверхностью абсорбера и стекл. оболочкой практически исключаются конвективные, а при применении селективных покрытий и лучистые теп-лопотери, благодари чему возможно нагревание теплоносителя до высокой темп-ры (90—300°О. Еще больший эффект достигается, при применении в ваку-умиро. фокусирующем Кх.э. концентратора солнечного излучения, приемника-поглотителя ксчщентриров. излучения и устройства для слежения за движением Солнца. Значит, эффект дает применение в К.с.э. тепловых труб и ячеистых (сотовых) структур из прозрачного материала, устанавливаемых в пространстве между остеклением и лучепоглощающей поверхностью. В К.с.э. с ячеистой структурой можно нагреть теплоноситель до 250 С, Кх.э. с тепловой трубой обеспечивает высокую плотность потока передаваемой теплоты, компактность устройства, передачу теплоты в одном направлении — из зоны испарения в зону конденсации, отсутствие затрат энергии на перекачку среды, передачу теплоты при очень малой разности темп-ры, саморегулируемость. В системах солнечного отопления используются плоские К.с.э. с плоской тепловой трубой. При этом практически исключаются коррозиа и замерзание системы. Эффективность фокусирующих К.с.э. в условиях холодного климата снижается, т.к. в отличие от плоских К.с.э. они улавливают только прямое солнечное излучение и не улавливают рассеянного. преобладающего в северных широтах (50 ели. и выше), поэтому в системах солнечного отопления зданий их применение нецелесообразно.

На схем: показана зависимость кпд плоского К.с.э. без остеклений, с одно- и двухслойным остеклением и вакуумир. стекл. трубчатого К.с.э. от отношения разности темп-ры A j теплоносителя на входе в К.с.э. и наружного воздуха к интенсивности I солнечного излучения, поступающего на поверхность К.с.э. При очень малых значениях отношения Д,// кпд К.с.э. без остекления выше кпд всех др. К.с.э., а с увеличением А*// самым эффективным становится вакуумир. К.с.э. Область А соответствует применению К.с.э. для нагрева воды в плават. бассейнах, Б — для горячего водоснабжения, В — для отопления зданий и Г — для кондиционирования воздуха. Тепловая эффективность К.с.э. характеризуется также его тепловой мощностью, равной произведению массового расхода нагреваемого теплоносителя, его уд. изобарной теплоемкости и разности темп-ры на выходе и входе в К.с.э. Средний кпд плоского К.с.э. равен 30—50%, фокусирующего с параболоцклмндрич. концентратором или линзой Френеля ~— 50—70% и вакуумир. стекл. трубчатого — 40—60%. Осн. направления дальнейшего совершенствования конструкций Кх.э.: уменьшение теплопотерь путем вакуумированш анутр. пространства; применение селективных покрытий и прозрачных структур для подавления конвекции воздуха в пространстве между прозрачной изоляцией и абсорбером; снижение уд. массы модуля К.с.э. и увеличение его габаритов; сокращение теплопотерь соединит, трубопроводов путем уменьшения их длины; увеличение уд- теплопроиз-сти высокоэффективных плоских и вакуумир. К.с.э. до 300—400 кВт/ч(м2год) в местностях с годовым ноступлением солнечной энергии 1000—1100 кВт/ч на 1 м горизонт, поверхности.

 СОЛНЕЧНЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ (КОЛЛЕКТОРЫ) для преобразования солнечной ...

 АКТИВНАЯ СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ. В жидкостной системе ...

 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В ЖИЛЫХ ДОМАХ. Солнечное отопление ...

 ГЕЛИОУСТАНОВКА. Низкотемпературные гелиоустановки. Солнечные элементы