Котельные. Возобновляемой энергетики
 Скачать 15.07 Kb.
|
|
Необходимо выполнить расчетную работу по теме возобновляемой энергетики: Методы повышения КПД солнечных коллекторов: 1. Перечислить методы повышения КПД солнечных коллекторов Увеличением светового потока (ориентация СК на солнце, уменьшение потерь на стекле); Уменьшением теплопотерь через корпус СК. 2. Выбрать один из методов Уменьшением теплопотерь через корпус СК. 3. Провести сравнительный расчет по повышению КПД СК Посчитаем теплопотери через корпус коллектора. Сопротивление теплопередаче ограждения, Rо, состоит из трех отдельных сопротивлений: 1. Rв - сопротивление тепловосприятию, сопротивление при переходе теплоты от внутреннего воздуха к внутренней поверхности ограждения, Rв=0,115 м² • °С/Вт (постоянная величина); 2. R - термическое сопротивление ограждения, сопротивление при переходе теплоты через толщу самого ограждения; 3. Rн - сопротивление теплоотдаче, сопротивление при переходе теплоты от наружной поверхности ограждения к наружному воздуху, Rн=0,043 м² • °С/Вт (постоянная величина); Т. о. формула сопротивления теплопередаче ограждения выглядит: Rо= Rв+R+Rн. Термическое сопротивление ограждения, R, прямо пропорционально толщине слоя, δ - м, и обратно пропорционально коэффициенту теплопроводности, применяемого материала, λ - Вт/(м• °С), R = δ ⁄ λ , а это означает, что термическое сопротивление ограждения тем выше, чем больше толщина применяемого утеплителя, и чем ниже коэффициент его теплопроводности. Рассчитаем термическое сопротивление задней и боковых стенок корпуса СК, выполненных из 10-и сантиметрового пенопласта: R = 0,1м ⁄ 0,05Вт/(м•°С) = 2 м² • °С/Вт Rв и Rн относительно малы, и ими можно пренебречь. Далее рассмотрим формулу для вычисления теплопотерь: Q = dT / R где: Q - количество тепла, которое теряет 1 м² корпуса, измеряемое в ваттах на квадратный метр (Вт/ м²); dT – разница температур в градусах Цельсия (°С); R – термическое сопротивление (°С· м²/Вт). В случае с нашим пенопластовым корпусом при dT = 50 °С получим Q = 25 Вт/ м². С учетом боковых стенок в итоге имеем порядка 40 Вт. То есть, из 1 КВт солнечной энергии 40 Вт будут теряться через стенки корпуса. При уменьшении толщины стенок в два раза, потери вырастут так же в два раза. При увеличении разницы температур внутри корпуса и снаружи в 2 раза, потери так же вырастут в два раза. Теперь рассмотрим остекление. Допустим у нас качественный однокамерный стеклопакет 4M1-16-4M1. Его термическое сопротивление по ГОСТу - 0.35 м² • °С/Вт. При dT = 50 °С получим Q = 143 Вт/ м². Посчитаем потери через обычное стекло толщиной 4 мм. Его термическое сопротивление – 0,005 м² • °С/Вт. В данном случае Rв и Rн важны. Общее R = 0,163 м² • °С/Вт. При разнице температур в 50 °С получим потери в 300 Вт/ м². У сотового поликарбоната толщиной 6 мм показатели примерно аналогичны однокамерному стеклопакету. Однако нужно учитывать, что стеклопакет сильно уменьшает светопоток при косых лучах солнца. Использование стеклопакета даст хороший выигрыш вкупе с системой позиционирования СК. Как видно, теплоизолированный корпус – очень важная составляющая солнечного коллектора. Задняя и боковые стенки особо не вызывают затруднений, а вот выбор остекления не столь однозначен. Теплопотери через корпус напрямую зависят от разницы температур внутри корпуса и снаружи. Таким образом, основным способом повысить эффективность солнечного коллектора при данном корпусе и системе позиционирования на солнце (или ее отсутствии) является снижение температуры внутри него. |