Своїми руками Солнечный коллектор своими руками - подробная инструкция

Сам тепловой расчет.
Исходные данные.
500 Вт - максимальная мощость солнечного излучения на 1 м2 площади ГКВ.
Табс=45 С - температура абсорбера.
То = 0 С - температура окр. воздуха.
Твых=15 С - температура воздуха на выходе из дома и входе в ГКВ.
Твх = 25 С - температура нагретого воздуха на выходе из ГКВ и входе в дом.
18 м2 - облучаемая поверхность ГКВ и площадь пленки.
.........................................................................................................
Тепловые потери через теплоизоляцию, солома толщиной 150 мм.
Rиз=3 м2*С/Вт - сопротивление изоляции.
Fиз=30 м2 - поверхность изоляции полная.
Qиз=Fиз*(Табс-То)/Rиз=30*(45-0)/3=450 Вт.
.......................................................................
Тепловые потери через пленку.
Rпл=0.15 м2*С/Вт.
Qпл=F*(Твых-Т0)/Rпл=18*(25-0)/0.15=3000 Вт.
ОСНОВНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ ЧЕРЕЗ ПЛЕНКУ.
................................
Прозрачность пленки принимаем равной К=0.9.
Количество энергии попадающей в ГКВ составляет
18*500*0.9=8100 Вт.
Потери 450+3000=3450 Вт
На нагрев воздуха в ГКВ остается
8100-3450=4650 Вт.
.......................................
Количество энергии идущее на нагрев воздуха в ГКВ
за 8 часов в декабре составит
4650*8=37200 Вт-часов или 37.2 квт-часов тепловой энергии.
Если возьмем количество энергии с 1 м2 ГКВ
зимой 2 квт-часа (задались раньше), то получим
18*2=36 квт-часов.
37.2 и 36 квт-часов величины примерно равные.
А ДЛЯ ДОМА НЕОБХОДИМО ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ 24 квт-часа за сутки.
.................................................................
Анализируем теперь " СЛАБЫЕ МЕСТА" .
Где может быть большое сопротивление тепловому потоку 4650 Вт.
- Первое "СЛАБОЕ МЕСТО" - тепловой поток от абсорбера к воздуху.
Коэффициент теплоотдачи А=10 Вт/(м2*С).
Q=А*F*(Табс-Твх)=10*18*(45-25)=3600 Вт.
Место слабоватое, но расхождение не очень большое.
Немного может перегреваться абсорбер.
При 50 С абсорбера тепловой поток уже будет
10*18*(50-25)=4500 Вт.
..................................
- Второе "СЛАБОЕ МЕСТО" - необходимое количество
прокачиваемого воздуха вентилятором.
При диаметре лопастей вентилятора 500 мм и скорости
воздуха 5 м/сек получим количество прогоняемого воздуха 1 м3/сек.
Масса воздуха 1300 г/сек.
Теплоемкость воздуха 1 Дж/(г*С)
Количество прокачиваемой энергии в секунду (мощность) будет
Е=М*Ср*(Твх-Твых)=1300*1*(25-15)=13000 Вт.
...................
При диаметре лопастей 400 мм и скорости 5м/сек
Е = 8320 Вт.
.......................
При диаметре лопастей 250 мм и скорости 5м/сек
Е = 3250 Вт.
Этого уже недостаточно.
Резко повышается т-ра абсорбера и воздуха, растут тепловые потери
падает КПД.
При малых диаметрах, например 100 мм, и в придачу без
вентилятора такие системы становятся неработоспособными.
То же самое относится и к СК с трубками и насосами для
принудительной циркуляции теплоносителя.
Практически все стараются ставить насосы с недостаточной
производительностью.
--------------------------------------------
Выкладка материала окончена.
Можно приступать к анализу и аргументированной критике.

 

Уважаемые форумчане.
Предлагаю такой вариант обсуждения погодных характеристик.
У каждого есть компьютер и интернет.
Ищете данные метеостанции по облачности в своем регионе.
Они выдаются примерно в таком виде
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Часы............6.....7.....8......9......10......11.....12.....13......14......15......16.....17......18
Солнце.........0....0,5... 0,7..1.0....0,9.....0,8...1,0....0,3....0,2.....0,6......0.......0.......0
---------------------------------------------------------------------------------------------------------
Поясняю. Гелиограф фиксирует какое время за каждый час светило солнце.
7 час 50% времени светило солнце, 50% были облака.
9 час 100% времени светило солнце.
И так далее за весь световой день.
Эти цифры соостветствуют пропорционально и мощности потока солнечной
энергии на 1 м2.
Здесь не учитывается только угол облучения СК.
Он меняется за 12 часов от 0 до 180 градусов за 12 часов.
Привожу простую методику как данные метео пересчитать в суммарное
количество энергии для неподвижного СК ориентированного на юг
с учетом переменного угла облучения и переменной облачности.
Результаты расчета для 2-х дней января 2008 года приведены в таблице.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Часы........6.....7.....8.....9......10......11......12......13......14......15......16......17......18
Угол обл..0....15....30....45....60......75.....90.....105.....120....135....150....165...180
Sin угла...0..0,26..0,50..0,71..0,87..0,97..1,0....0,97...0,87...0,71...0,50...0,26....0
13 янв......0.....0......0......0.....0,1.....1,0....1,0....0,3......0,4....0,3......0........0.......0
Расчет.....0.....0......0......0.....87.....970...1000...291....348....213.....0........0.......0...2909
28 янв.....0....0,3....1,0...1,0...1,0.....1,0.....0,9....0,3.....0,7.....1,0.....0........0.......0
Расчет.....0....78....500...710..870...970....900...291.....609...710.....0........0.......0...5638
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Пояснения к таблице.
Первая строка - Часы время замера.
Вторая строка - угол облучения СК, меняется за 1 час на 15 градусов.
Третья строка - Sin угла облучения.
Четвертая строка - 13 янвваря данные метео за 13 января 2008 года г. Харькова.
Пятая строка - расчетные значения энергии по часам и в конце сумма
за 13 января. Расчет велся по формуле. Например за 13 час.
Е=1000*0,97*0,3=291 Ватт-часов.
Просуммировав всю строку получаем 2909 Ватт-часов за световой день
13 января.
Аналогично проделываем расчет 6 и 7-й строки за 28 января.
Про суммировав строку получаем 5638 Ватт-часов.
..................................................................................
Таким образом несложно просчитать количество энергии за
весь месяц и за любой срок.
......................
Перед мной информация за зиму 2007- 2008 года.
За декабрь меяц 2007 года было всего 4 дня, когда немного проглянуло
солнце. Практически весь декабрь небо было закрыто облаками.
А в январе 2008 года было 16 солнечных дней и чистое небо
чаще бывает ближе к 12 часам, когда и угол облучения максимальный.
Вот почему при таких расчетах необходимо пользоваться только
статистическими данными, они ближе всего к истине.
Нельзя из всего отопительного сезона - это около 200 дней
выхватывать какой-то короткий период и по нему строить
весь проект. Запасы нужны, но в разумных пределах.

 

-----------------------
ОГЛАВЛЕНИЕ-А
Раздел А-1
.........................
Винницкий НТУ.
Подробная инструкция и технология изготовления СКТ
Солнечный Коллектор с Трубками
54 фото, площадь 2 м2, бак 100-200 литров.
Циркуляция теплоносителя естественная.
Коллектор трубки 9 штук.
Очень полезная информация по технологии изготовления.
...........................
Стр.1 ссылка
https://krainamaystriv.com/threads/13252/
--------------------------------------------------------
Раздел А-2
.........................
Винницкий НТУ.
Подробная технология изготовления СКТ
15 фото
Очень полезная информация по технологии изготовления.
...........................
Стр.2 ссылка
https://krainamaystriv.com/threads/13252/page-2
---------------------------------------------------------------
Раздел А-3
.........................
Винницкий НТУ.
Технология изготовления бака-аккумулятора (бойлера)
23 фото
...........................
Стр.3 ссылка
https://krainamaystriv.com/threads/13252/page-3
---------------------------------------------------------------
Раздел А-4
.........................
Винницкий НТУ.
Монтаж СКТ и Бойлера.
36 фото
...........................
Стр.4 ссылка
https://krainamaystriv.com/threads/13252/page-4
---------------------------------------------------------------
Раздел А-5
.........................
Винницкий НТУ.
Монтажные работы - продолжение и небольшая дискуссия.
8 фото
...........................
Стр.5 ссылка
https://krainamaystriv.com/threads/13252/page-5
---------------------------------------------------------------
Раздел А-6
.........................
Винницкий НТУ.
Дискуссия по этому варианту СКТ, желательно просмотреть.
...........................................
Стр.6 - 10 ссылка на 6 Стр.
https://krainamaystriv.com/threads/13252/page-6
---------------------------------------------------------------
Возврат на ОГЛАВЛЕНИЕ-О-БАЗОВОЕ
https://krainamaystriv.com/threads/13252/page-203
-------------------------------------------------------------------