Своїми руками Солнечный коллектор своими руками - подробная инструкция

Добрый день уважаемые форумчане. По каким то причинам уже пол года не наблюдается
никакой деятельности. В чем причина? Нечего обсуждать или есть другие причины?
Я все время думаю над этим и пришел к такому выводу.
Первое - мы очень сузили тему по солнечным коллекторам.
Аналогичная ситуация и по теме Энергоэффективный дом своими руками.
Для меня это основная тема в настоящее время и здесь масса вопросов и проблем.
Более конкретно Я свою тему сформулировал ЭНЕРГОНЕЗАВИСИМЫЙ ДОМ.
И солнечные коллектора мы проектируем и делаем не для того, чтобы любоваться ними,
а решать с их помощью конкретные практические проблемы по экономии энергоносителей
в своем доме. Поэтому отрывать тему СК от энергоэффективности своего дома нельзя.
Это будет грубой ошибкой.
Поэтому при составлении технических требований к СК неоходимо понимать.
--------------------------------------------------
Это уже пример постановки задачи.
- Для какой конкретной задачи проектируется СК.
- Какая производительность например горячей или теплой воды.
- Какая температура воды.
- СК проектируется для теплого времени года или круглый год.
- Режимы работы СК т.е. какая т-ра теплоносителя в рабочем режиме.
- Какой закладывается КПД в рабочем режиме.
- Режим хранения нагретой воды.
- Графики отбора и использования нагретой воды.
- СК будет спользоваться рядом с домом или например для душевой отдельно от дома.
----------------------------------------------------------
Будем считать что это необходимый минимум информации.
Тогда можно дать и полезный совет и порекомендовать прототип для копирования и т.д.
А на вопросы.
Я сделал или хочу сделать СК площадью 1.5 м2 с теплоизоляцией 5 см. Достаточно ли такой
толщины.
Конкретный ответ дать невозможно. Здесь может быть масса разных ответов.
Но могут быть и ошибочные.
Прошу включаться в обсуждения нашей проблемы и высказывать свою точку зрения.
ПОЗДРАВЛЯЮ ВСЕХ С ПРАЗДНИКОМ ПЕРВОГО МАЯ.

 

Продолжаем выработку и обсуждение программы работ наиболее приемлемой
по нашей тематике.
Какой на форуме собрался контингент.
Мастера самодельщики с большим желанием самостоятельно решать свои проблемы
и одну из них это энергоэффективность своего частного дома. Есть небольшие мастерские,
но очень разный уровень технической и научной подготовки. Многие начинают с азов и тратят время и средства на изготовление малоэффективных и тупиковых вариантов.
Отсюда сразу вытекает одна из главнейших рекомендаций.
МЫ ДОЖНЫ РЕКОМЕНДОВАТЬ ЛУЧШИЙ ПРОТОТИП ДЛЯ РЕШЕНИЯ КОНКРЕТНОЙ ЗАДАЧИ.
И здесь уже учитываются много параметров.
Конкретная цель, технические и технологические возможности, сроки и финансы.
-----------------------
Следующий пункт.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА И ОРГАНИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА.
Хаотический обмен информацией отпадает. Он не только помогает, но часто и мешает
принять верное решение. Поэтому надо выработать свою систему обмена информацией
и систему обучения для форумчан с разным уровнем подготовки.
Предлагаю взять за основу университетскую систему обучения.
Максимально сузить теоретическую часть для решения конкретных задач и понимания
тепловых процессов. И максимально использовать в практической работе.
-------------------------------
Из своего личного опыта считаю, что очень нужен и такой пункт.
АНАЛИЗ ОШИБОК И НЕПРАВИЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ.
Встречаются на каждом шагу и маленькие и большие и огромные.
--------------------------------------------------------------------------------------
Прошу включаться в дискуссию, не будем терять времени его у нас очень мало.

 

Прошу уважаемых форумчан аргументированно ответить на этот вопрос.
Понимаю, что это довольно сложно - вопрос задан слишком в общем виде.

 

..........................................................................
Дальше мы не сможем двигаться пока не разберемся
с КПД СК и как его можно считать и определять экспериментально
в домашних условиях. Не зная КПД СК невозможно определить его тепловые
характеристики. Невозможно просчитать технико- экономические параметры.
Мы не можем выбрать оптимальные режимы работы и т.д.
Приступаем к практическим расчетам с использованием КПД СК.
_________________________________________________



...........................................................................................................................
Для сравнения технических характеристик СК одним из основных параметров
является его КПД.
Предлагаю простую формулу для расчета КПД солнечного коллектора.
Расчетная схема прилагается.
По вертикали откладывается КПД СК.
По горизонтали температуры .
То = 20 - температура окружающего воздуха.
Тп = 120 - предельная температура абсорбера, это когда тепловые потери
сравниваются с притоком энергии от солнца.
Тр = 70 - расчетная (рабочая) температура абсорбера.
По многим расчетам КПД СК линейно зависит от рабочей температуры
абсорбера. Это в диапазоне температур 0 - 130 градусов.
КПД СК довольно точно можно посчитать по следующей формуле.
________________________________________________
КПД = (Тп-Тр)/(Тп-Т0) и для примера на схеме
КПД = (120-70)/(120-20) = 50/100=0.5
________________________________________________
Формула простая и довольно точная.
Зная предельную температуру абсорбера всегда можно
довольно точно рассчитать КПД при заданных То и Тр.
Прошу всех, кто интересуется техническими характеристиками СК
запомнить ее и главное хорошо понимать физический смысл.
Мы будем все время пользоваться нею для сравнения технических
характеристик разных конструкций СК.
Рассмотрим ошибочные варианты эксплуатации СК, часто встречающиеся
ошибочные конструкторские и схемные решения, здесь есть о чем поговорить.

 

Приступаем к решению и анализу практических задач с расчетами КПД СК.
Задача следующая.
ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ СК.
Основной критерий получить максимальное количество тепловой энергии от СК.
Исходные данные для решения задачи.
Для бытовых нужд на одного человека необходимо 50 литров теплой и горячей воды.
Из них теплой 80% - 40 литров и горячей 20% - 10 литров.
В задаче рассматриваем только один вариант ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОЙ ВОДЫ
С ТЕМПЕРАТУРОЙ 45 ГРАДУСОВ.
Но рассматриваем 2 два эксплуатационных режима.
ПЕРВЫЙ РЕЖИМ - в СК вода греется до 45 градусов и отбирается в емкость.
На этом режиме перегрев абсорбера выше 45 не допускается.
ВТОРОЙ РЕЖИМ - в СК вода греется до 75 градусов и отбирается в емкость.
Затем разбавляется холодной водой до 45 градусов и затем используется
например для душа.
Некоторые утверждают, что таким образом получается даже больше воды.
Проверяем, что это верная реклама СК или ложная.
----------------------------------------------------------------------
Исходные данные для расчета обоих режимов.
Т0=20 - т-ра окр. воздуха.
Тп=120 - предельная т-ра абсорбера СК.
Ф = 1 м2 - площадь СК.
М = 1000 Вт/м2 - мощность солнечного излучения.
Расчетное время 1 час.
------------------------------------------------------------------
ПЕРВЫЙ РЕЖИМ Тр= 45
КПД = (Тп-Тр)/(Тп-Т0)
КПД =(120-45)/(120-20)=75/100=0.75 и что мы имеем
...................................................
0.75 квт-часов полезной тепловой энергии и 0.25 квт-часов суммарные тепловые потери.
------------------------------------------------------------------
ВТОРОЙ РЕЖИМ Тр= 75
КПД = (Тп-Тр)/(Тп-Т0)
КПД =(120-75)/(120-20)=45/100=0.45 а что теперь мы имеем
...................................................
0.45 квт-часов полезной тепловой энергии и 0.55 квт-часов суммарные тепловые потери.
=================================================================
Окончательный вывод.
Здесь считаем по закону сохранения энергии.
Во втором варианте полезной тепловой энергии и соответственно
теплой воды получим только 0.45/0.75=0.6 или 60%
по сравнению с первым.
.............................
От себя добавлю.
Наблюдаю просто маниакальное стремление иметь в рабочем режиме
максимальную температуру. На то что с повышением температуры растут
и потери не обращают внимания. Стремятся снижать толщину металла
абсорбера, а надо наоборот. увеличивают расстояние между трубками,
а надо наоборот.
В слепую работать нельзя. Не забывайте
Практика без науки слепа.

 

Уважаемые форумчане!
Обращаю ваше внимание на слабую активность.
Дальше рассмотрим как правильно подбирать насос для циркуляции
теплоносителя и какие ошибки допускаются чаще всего при этом.
После теоретической части приступим к обсуждению прототипов
предлагаемых для копирования. Здесь и сравнительный анализ и
критика должны быть обоснованными.