Солнечный коллектор

Я использую системы солнечного нагрева воды уже около 40 лет.
Сам проектировал, сам изготовлял и эксплуатировал. Результаты прекрасные и хочу поделиться
этим многолетним опытом. В настоящее время в эксплуатации находится солнечная система общей
площадью 4 м2 со средней производительностью 400 литров воды в сутки с температурой
40 - 60 градусов. Это с избытком закрывает потребности в горячей и теплой воде для семьи из
4 - х человек. Функционирует система только в теплое время года с апреля по октябрь включительно.
Хранится вода в теплоизолированных емкостях и поэтому имеется в наличии крулосуточно.
Теперь несколько замечаний по солнечным системам имещимся в продаже.
Торговля заинтересована только в их продаже, а экономическая эффективность - это уже забота только
самого покупателя. Поэтому приводятся выборочно второстепенные технические характеристики, и
тщательно скрываются или излагаются очень запутанно основные это:
- температура горячей воды
- стоимость горячей воды
- ресурс работы и стоимость обслуживания
И получается, что в рекламных проспектах срок окупаемости завышается на порядки, а стоимость
конечного продукта - горячей воды занижается в несколько раз. Лично Я не доверяю рекламе и стараюсь
самым тщательным образом перепроверять эту информацию.
Предлагаю - в дальнейшем для избежания путаницы и возможности сравнения экономической
эффективности и технических характеристик только систем солнечного нагрева воды брать за основу
- ТЕМПЕРАТУРУ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
- СТОИМОСТЬ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
- РЕСУРС РАБОТЫ И ОБСЛУЖИВАРИЕ
В дальнейшем рассмотрим основные теплофизические и технические принципы проектирования и
изготовления самодельных систем по использованию энергии солнца для нагрева воды и отпления.
Здесь могу отметить как инженер, что практически из любого набора емкостей, труб, шлангов, досок,
стекла, пленки и т д можно собрать неплохую и дешевую систему.
Пока все. Если такой подход к проблеме энергосбережения интересует - то продолжение будет.
Прошу любопытных и заинтересованных откликнуться.
--- добавлено: Apr 6, 2013 8:52 AM ---
Я использую системы солнечного нагрева воды уже около 40 лет.
Сам проектировал, сам изготовлял и эксплуатировал. Результаты прекрасные и хочу поделиться
этим многолетним опытом. В настоящее время в эксплуатации находится солнечная система общей
площадью 4 м2 со средней производительностью 400 литров воды в сутки с температурой
40 - 60 градусов. Это с избытком закрывает потребности в горячей и теплой воде для семьи из
4 - х человек. Функционирует система только в теплое время года с апреля по октябрь включительно.
Хранится вода в теплоизолированных емкостях и поэтому имеется в наличии крулосуточно.
Теперь несколько замечаний по солнечным системам имещимся в продаже.
Торговля заинтересована только в их продаже, а экономическая эффективность - это уже забота только
самого покупателя. Поэтому приводятся выборочно второстепенные технические характеристики, и
тщательно скрываются или излагаются очень запутанно основные это:
- температура горячей воды
- стоимость горячей воды
- ресурс работы и стоимость обслуживания
И получается, что в рекламных проспектах срок окупаемости завышается на порядки, а стоимость
конечного продукта - горячей воды занижается в несколько раз. Лично Я не доверяю рекламе и стараюсь
самым тщательным образом перепроверять эту информацию.
Предлагаю - в дальнейшем для избежания путаницы и возможности сравнения экономической
эффективности и технических характеристик только систем солнечного нагрева воды брать за основу
- ТЕМПЕРАТУРУ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
- СТОИМОСТЬ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ
- РЕСУРС РАБОТЫ И ОБСЛУЖИВАРИЕ
В дальнейшем рассмотрим основные теплофизические и технические принципы проектирования и
изготовления самодельных систем по использованию энергии солнца для нагрева воды и отпления.
Здесь могу отметить как инженер, что практически из любого набора емкостей, труб, шлангов, досок,
стекла, пленки и т д можно собрать неплохую и дешевую систему.
Пока все. Если такой подход к проблеме энергосбережения интересует - то продолжение будет.
Прошу любопытных и заинтересованных откликнуться.

 

Продолжим разговор о солнечных нагревателях, далее будет сокращенно СН.
Сейчас проведем анализ какое количество тепловой энергии можно получить с одного м2 СН
установленного неподвижно за 12 часов. Понятно, что угол облучения будет меняться от 0 до 90 градусо
в полдень и затем опять до 0. В дальнейшем все расчеты будем приводить к 1 м2 облучаемой
поверхности СН.
Солнечная постоянная на уровне земли равняется 1000 вт/м2 или 1 квт/м2.
Суммарное количество энергии попавшее на СН за 12 часов и без учета облачности
составит 7,5 квт-часов тепловой энергии. Среднестатистическая облачность (для июля месяца) по
данным метеостанции города Харькова снижает эту величину в 1,5 раза и
составляет 5 квт-часов тепловой энергии.
Для самодельных СН коэффициент использования солнечной энергии в дальнейших расчетах
примем равным 50 процентов.
Итак, с 1 м2 СН реально мы можем получать в среднем 5*0.5=2.5 квт/часов тепловой энергии
или 2,5*3600=9000 кдж.
Этого количества энергии хватит для нагрева 100 литров воды на 9000/(100*4.2)=21 градус, или
меньшее количество на более высокую температуру.
ЭТИХ ИСХОДНЫХ ДАННЫХ НАМ БУДЕТ ДОСТАТОЧНО ДЛЯ ПЕРВИЧНОГО АНАЛИЗА
БОЛЬШИНСТВА ПРОСТЫХ САМОДЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ СН
Прошу публику не смеяться, но начнем с самого простого варианта - ведра с водой.
Летом вода поступающая из скважины имеет температуру около 10 градусов. Если это ведро поставить
на открытое место, облучаемое солнцем, то вода в нем за счет облучения и обдува теплым воздухом
за несколько часов нагреется до температуры окружающего воздуха, например до 25 гродусов. Выше
греться она не может за счет испарения с зеркала воды. Отнеситесь к анализу этого варианта серьезно.
Ведь если необходимо воду греть например до 45 градусов то общий перепад температур составит
45-10=35 градусов. А с предварительным подогревом уже 45-25=20 градусов. К вариантам с предвари-
тельным подогревом воды мы будем возвращаться еще неоднократно.
Рассмотрим теперь второй вариант СН в виде плоской емкости небрльшой толщины не более 50 мм.
Обязательное требование к такому СН - сплошной контакт воды с верхней частью емкости, так как
воздушная или паровая прослойка обладает большим спротмвлением и выключает этот участок из
процесса теплообмена с водой. В этом варианте СН нет испарения воды из емкости, то прогревается
она уже на 20 градусов выше окружающего воздуха и охлаждается за счет обдува воздухом и излу-
чением. Это уже неплохой СН а главный его недостаток - быстрое охлаждение когда солнце закры-
вается солнцем и если идет дождь.
Продолжение будет.

 

Назовем вышеперечисленные варианты СН простейшими. Очевидно, что из шлангов , труб, различных емкостей, батарей отопления и других подручных средств можно собрать бесчисленное множество вариантов. Подробно обсуждать их техничиские характеристики не стоит. Все они будут работать удовлетворительно и греть воду до 35-45С. Здесь я хочу обратить внимание на один неплохой вариант. Берется рукав из пленки, раскатывается на плоской поверхности, герметизируются края рукава, подстыковываются вход и выход - система готова. Заливается водой толщиной слоя несколько сантиметров и через несколько часов уже имеется горячая вода. Такие системы реально эксплуатируются предприятиями. Я лично не экспериментировал с такой системой и ее реальные эксплуатационные характеристики обсуждать не могу.
С точки зрения теплофизики здесь все в порядке, а как ее предохранить от загрязнения изнутри, каким образом убирать пыль снаружи... и тому подобное пока не знаю.
На этом закончим пока обсуждение простейших систем и перейдем к более совершенным самодельным СН и на их базе систем солнечного нагрева воды.
Продолжение будет.