Расчет гелиоколлектора

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

Гелиоколекторы

Главным достоинством солнечных коллекторов является то, что вырабатываемая ими тепловая энергия бесплатна. При достаточно большом сроке их службы, как заявляют изготовители, от 20 до 50 лет, их применение экономически оправдано даже при высокой их первоначальной стоимости. Кроме того, следует обратить внимание на то, что коллекторы способны обеспечивать высокую температуру подогреваемой ими воды в течение всего года. Это позволяет запасать произведенное тепло в буферных емкостях для последующего его использования, например, для обогрева бассейна в ночное время. Высокая, больше 70°С, температура рекомендована для систем горячего водоснабжения как способ дезинфекции трубопроводов и буферных емкостей от бактерии легионеллы. Способность солнечных коллекторов разогревать воду до высоких 80 – 90°С температур делает их прекрасным дополнением к тепловым насосам, работающим на обогрев здания, позволяет значительно повысить эффективность тепловых насосов (обычно тепловой насос эффективно нагревает до температуры 45 – 50°С), в осенний и весенний сезоны, солнечные зимние дни коллекторы способны полностью обеспечивать отопление и горячее водоснабжение без участия тепловых насосов. Все это позволяет с помощью солнечных коллекторов снизить годовое потребление электроэнергии на 30 – 50%, дополнительно к этому, экономится ресурс дорогостоящего теплового насоса, так как уменьшается время его работы в отопительный период.

Расчет гелиоколлектора

Определение площади солнечных коллекторов.

Основная задача определение площади солнечного коллектора сводится к определению количества тепла необходимого для системы. Когда будет получена цифра определяющая необходимое тепло можно приступать к расчету количества трубок вакуумного солнечного коллектора. Данную задачу сначала решим на базе тепла, которое необходимо для системы горячего водоснабжения.

Подсчет количества тепла необходимого для обеспечения административного здания с 220 ИТР горячей водой.

1.Определение, на сколько градусов должна повыситься температура воды и ее объем.

220 ИТР.

В среднем на одного человека расходуется 7 л воды в день. Суммарный объем емкостного нагревателя надо рассчитывать из расчета 1,5…2 суточной потребности.

Соответственно

(7*220) х 1,5=2310 л

Средняя температура входящей воды = 15°С. Она должна быть нагрета до 70°С.

70-15=55°С.

2.Определяем количество энергии необходимой для нагревания этого количества воды.

Для нагрева 1л воды на 1 °C надо затратить энергию равную 1 Ккал.

2310л x 55°C = 127050 кКал.

Для перевода данной энергии в Квт*ч воспользуемся следующей формулой

127050 / 859,8 = 147,76 кВт*ч (1кВт*ч = 859,8 Ккал)

3.Определяем количество энергии, которая может поглощаться и преобразовываться в тепло солнечными коллекторами.

Здание находится в г.Гомель. Значение солнечной инсоляции можно посмотреть в таблице 7.1.

В июле солнечная энергия на 1 м² составляет 5,09 кВт*ч*м²/день, а в феврале 1,74 Квт*ч*м²/день.

Таблица 7.1.Значения солнечной инсоляции для г.Гомеля

Солнечный коллектор способен поглощать до 80% энергии солнца.

5,09 x 0,8 = 4,072 кВт*ч /день

-значение передачи поглощенной энергии вакуумными трубками коллектора для июля.

1,74 x 0,8 = 1,392 кВт*ч /день

-значение передачи поглощенной энергии вакуумными трубками коллектора для февраля.

Площадь поглощения вакуумной трубки диаметром 58 и длиной 1800 мм составляет 0,08 м². Одна трубка способна получать и передавать солнечное тепло в размере 0,325Квт*ч и 0,111Квт*ч соответственно в июле и феврале.

4.Определяем необходимое число трубок.

Используя значение, вычисленное выше, определяем количество трубок, которое надо установить.

Энергия, которую необходимо затратить на нагрев нужного количества воды составляет 147,76 кВт*ч. Энергия, которую может передать одна вакуумная трубка в зависимости от месяца составляет 0,325Квт*ч и 0,111Квт*ч

147,76 / 0,325 = 454 трубки для июля.

147,76 / 0,111= 1331 трубки для февраля.

Выбираем вариант с меньшим количеством трубок, т.к. нормировать солнечную энергию невозможно и при максимальном количестве трубок летом может случиться перегрев системы.

На рисунке 1 приведена схема трубчатого коллектора.

Рисунок 1. Схема трубчатого коллектора.

Таким образом, для административного здания с 220 ИТР принимаем гелиоколлектор из 454 трубок.

Поиск по сайту: