Своїми руками Солнечный коллектор своими руками - подробная инструкция

Форумчане, умоляю Вас не сыпьте различными цифрами.
Есть простой тепловой расчет его надо просто понимать и по нему
можно просчитать температуры при различных режимах.
Нужно только правилино сформулировать задачу и правильно
взять исходные данные.
Итак вопрос - рассматривается такой режим.
Какая будет температура воздуха в ГКВ при прямом облучении
и мощности солнечного потока 500 Вт/м2.
Циркуляции воздуха нет, вентилятор отключен.
Вот элементарная школьная задача.
Тепловые потери идут через изоляцию и пленку.
..............................................................................
Берем нужный блок из теплового расчета пост#2031
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.
................................
------------------------------------------------------------------------
Максимальная температура воздуха будет достигнута в ГКВ
когда тепловые потери через изоляцию и пленку сравняются
с притоком солнечной энергии.
В нашей задаче это
500 Вт* 18 м2= 9000 Вт
При отсутствии циркуляции воздуха температуры абсорбера
и воздуха сравниваются.
Принимаем т-ру воздуха равной 70 градусов, тогда
.........................................................................................................
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*(70-0)/3=700 Вт.
.......................................................................
Тепловые потери через пленку.
Rпл=0.15 м2*С/Вт.
Qпл=F*(Твых-Т0)/Rпл=18*(70-0)/0.15=8400 Вт.
ОСНОВНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ ЧЕРЕЗ ПЛЕНКУ.
.....................................................................................
Суммарные потери через изоляцию и пленку при
т-ре воздуха внутри ГКВ 7о С и наружного 0 С
700+8400=9100 Вт. Этой точности достаточно.
Ответ.
Примерная расчетная т-ра воздуха в ГКВ составит 70 С.

 

ТЕПЛОАККУМУЛЯТОР

1 – Труба системы отопления дома (подача).
2 – Труба системы отопления дома (обратка).
3 – Бак теплоаккумулятор с расширительным бачком.
4 – Теплообменник на трубе подачи.
5 – Теплообменник на трубе обратки.
6 – Насос для отбора энергии из теплоаккумулятора.
7 – Труба для отбора энергии из теплоаккумулятора.
8 – Теплоизоляция бака толщиной толщиной 200-300 мм.
……………………………………………………………………………………………..
Недостатком импульсного ввода тепловой энергии в дом является
дрейф температуы в течение суток. Если, например печь топится 6 часов и
температура в доме повышается до 22 градусов а затем в течение остальных
18 часов она плавно снижается до 18 часов то:
Средняя т-ра в доме будет 20 градусов и суточный дрейф 4 градуса.
В доме с большими тепловыми потерями, неправильно смонтированной
теплоизоляцией (с внутренней стороны стен), дрейф значительно возрастет,
что потребует снижать промежуток времени, когда печь отключена.
То же самое относится и к системам отопления солнцем.
При максимальном снижении тепловых потерь эта проблема значительно
упрощаетя и появляется возможность ее решения с помощью теплоаккумулятора,
его принципиальная схема изображена на прилагаемом рисунке.
………………………………………………………………………………………………….
Расчет минимальной массы воды в теплоаккумуляторе (дальше ТА).
Исходные данные для расчета берем из Таблицы 8.
Характеристики Дом-авиатор РАСЕТНЫЕ БУДУЩИЕ ПОСЛЕ ДОРАБОТОК
Суточные тепловые потери составляют 22 квт-часа.
25 градусов – минимальная т-ра воды в ТА.
65 градусов – максимальна т-ра воды в ТА.
40 градусов – расчетный перепад т-р в ТА.
11 квт-часов или 11*3600=39600 кДж – минимальный расчетный запас
тепловой энергии для суточного цикла. Работает печь затем ТА.
Расчетная масса воды будет
М=39600/(4.2*40)=236 кг и литров.
…………………………………..
Небольшое отступление. Рассматриваем в качестве примера такой вариант.
Первый день – чистое небо, получаем максимум энергии от солнца и
с большим избытком 11+22= 33 квт-часа.
Этой энергии хватает на первый день и на весь другой день, если солнце будет
закрыто облаками. Но для этого емкость ТА должна быть 708 литров.
………………………………………………………….
Варианты использования солнечной энергии зимой могут быть комбинированными,
но это становится возможным при минимальных тепловых потерях дома.
Возможны и другие комбинации.
…………………………………………………………………………………………….
Теперь рассматриваем различные режимы работы ТА
РЕЖИМ ХРАНЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ.
Температура ТА выше чем в трубах системы отопления и насос 6 отключен.
По все трем трубопроводам циркуляция отсутствует и тепловые потери ТА
в режиме хранения минимальные.
РЕЖИМ НАГРЕВА ТА ОТ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.
Температура в трубопроводе подачи 1 выше чем в ТА, начинается естественная циркуляция воды из теплообменника 4 в ТА и по другой трубе из ТА в теплообменник. Этот режим на схеме показан красными стрелками. Идет разогрев воды в ТА.
РЕЖИМ ОТБОРА ЭНЕРГИИ ИЗ ТА И НАГРЕВ ВОДЫ В ТРУБАХСИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ.
Когда температура в доме снижается ниже заданной и температура воды
в трубах системы отопления ниже т-ры в ТА включается насос 6.
Начинается отбор нагретой воды из верхней части ТА по трубопроводу 7 и прокачка ее через теплообменники 5 и 4. Греется вода в трубах 2 и 1 системы отопления. Охлажденная вода из теплообменника 4 попадает опять в ТА.
Этот режим на схеме обозначен черными стрелками.
………………………………………………………………………………………
Вариантов конкретного исполнения для каждого дома может быть
очень много. Здесь есть что обсуждать.

 

Бывает "нейтральный", типа без кислоты.

 

Надо "нейтральный", ещё может быть написано для акрила, или аквариумный.