Міністерство освіти і науки України
           Національний технічний університет України
               „Київський політе...
Дослідження режимів роботи та ефективності плаского сонячного колектора типу SKN 3.0 / Метод.
вказівки до виконання лабора...
ЗМІСТ



ВСТУП …………………………………………………………………………… 4

1. Мета та основні завдання роботи……………………………………………              5

2. Осн...
ВСТУП


     Питання     енергозбереження     країни,   району,   міста,   промислового
підприємства чи окремого будинку з...
1. Мета та основні завдання роботи

     Мета роботи – закріпити і поглибити знання, отримані в процесі
вивчення дисциплін...
виділяється за рахунок термоядерної реакції переходу водню у гелій. Один
кілограм водню при названому переході виділяє ене...
Рис 1. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки (b)
                       і річної потреб...
Рис.2. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки(b)
                    і річної потреби в ...
дня, хмарності, висоті Сонця над горизонтом, вологості і прозорості атмосфери,
географічної широти. Сумарна сонячна радіац...
Кат – коефіцієнт, який враховує поправку на повітряну масу, яку
проходить сонячне випромінювання.
    Коефіцієнт перерахун...
2
                            23  45  sin{       (284  N )},         (6)
                                           ...
Необхідно врахувати, що всі ці значення наведені для ясного дня, на практиці
при розрахунку потрібно враховувати так звани...
горизонту складає:
    - S= φ+12˚, - при літньої (сезонної) експлуатації
     - S= φ-12˚,- при цілорічної експлуатації
   ...
Тепловий потік від Сонця потрапляє на пластину, що нагрівається,
перетворюючи сонячне випромінювання у теплову енергію, як...
Національного      бюро   стандартів    США[7].     Згідно    з   цією   методикою
випробовування проводять на експеримент...
колектора, 0С.
     Коефіцієнт корисної дії можна визначити ще наступним чином:

                       η =FR(τα) - FRUL(T...
3. Опис експериментальної установки

      На рис.5 наведено принципову теплову схему                 для        досліджен...
бактерій легіонери у системі ГВП передбачено процедуру знезараження, яка
забезпечує нагрівання води вище 60˚С на протязі п...
Таблиця 1. Данні по сонячному колектору Logasol SKN 3.0
                                                          Площа по...
Рис.5.Принципова теплова схема для дослідження високоефективного плаского колектора
                   Logasol SKN 3.0 (Ви...
Риc 6.Мнемосхема лабораторного стенда на моніторі комп’ютера

                            21
4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи


  1. До виконання лабораторної роботи на установці допускаються ...
Е – кількість поглиненої перетвореної сонячної енергії, кВтгод;
                   4. За показниками блоку керування SC-2...
6. Обробка експериментальних даних

      В ході обробки результатів вимірювання            необхідно визначити такі
парам...
5) Розрахункова теплова продуктивність колектора.
                                   Qu=GСр (To-Ti),                      ...
2) Залежність температури теплоносія на виході з колектора t , оС від змін
  витрат теплоносія.
3) Залежність коефіцієнт...
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

    1. Що називають абсорбером?
    2. Від чого залежить ефективність сонячних колекторів?
    3. Як...
Список рекомендованої літератури

1. Альтернативная энергетика и энергосбережение: современное состояние и
перспективы: Уч...
Додаток 1



                                                                     Таблиця 4.Пряма сонячна радіація: часова...
Бориспіль
                                                          Години

                5    6     7     8     9     1...
Таблиця 5. Розсіяна сонячна радіація: часова(Вт/м2)

Київська область
                                                    ...
Бориспіль
                                                          Години

                  5    6     7     8     9    ...
Таблиця 6.Сумарна сонячна радіація: часова(Вт/м2)



Київська область
                                                    ...
Продовження таблиці 6

Бориспіль
                                                                 Години

                ...
Таблиця 7.Дані клімату
Місяць     Темпера-   Відносна       Денна сума       Атмосферний   Швидкість     Температура   Гра...
Додаток2
Технічні характеристики та опис конструкції сонячного колектору і бойлеру.
             2.1. Плаский геліоколекто...
Добру теплоізоляцію та високу      ефективність     забезпечує   термостійка
мінеральна вата товщиною 55мм

Абсорбер (погл...
2.1.3. Габаритні розміри та основні технічні данні плоских геліоколекторів
 Logasol SKN3.0




  R - Зворотній трубопровід...
2.2. Комбіновані бойлери Logalux P750 Sта термосифонні комбіновані
бойлери Logalux PL750/2s та PL1000/2S для гарячого водо...
1. Магнієвий анод-протектор
                                             2. Теплоізоляція
                                ...
Комбінований бойлер Logalux                                        P750 S
Діаметр бойлера з ізоляцією/без ізоляції    ØDØD...
Подаючий трубопровід твердопаливного котла          ØVS2 дюйм

                                                           ...
Investigation of SKN 3.0 Heliocollectors Work Efficiency
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Investigation of SKN 3.0 Heliocollectors Work Efficiency

2,491 views

Published on

AACIMP 2010 Summer School lecture by Gennady Varlamov. "Sustainable Development" stream. "Clean Energy Production Technologies" course.
More info at http://summerschool.ssa.org.ua

Published in: Education
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
2,491
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5
Actions
Shares
0
Downloads
18
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Investigation of SKN 3.0 Heliocollectors Work Efficiency

  1. 1. Міністерство освіти і науки України Національний технічний університет України „Київський політехнічний інститут” ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ ТА ЕФЕКТИВНОСТІ ПЛАСКОГО СОНЯЧНОГО КОЛЕКТОРА ТИПУ SKN 3.0 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання Лабораторної роботи №1 з дисциплін по використанню нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії для студентів спеціальностей «Теплоенергетика» та «Нетрадиційні джерела енергії» Електронне видання Затверджено Методичною радою НТУУ «КПІ» Київ „Політехніка” 2010
  2. 2. Дослідження режимів роботи та ефективності плаского сонячного колектора типу SKN 3.0 / Метод. вказівки до виконання лабораторної роботи №1 з дисциплін по використанню нетрадиційних джерел енергії для студ. спец. „Теплоенергетика” та „Нетрадиційні джерела енергії”/ Уклад.: Варламов, Г.Б., Приймак К.О., Тімакова Т.В., Новаківський Є.В., Филоненко Ю.С.– К.: НТУУ «КПІ», 2010. – 42 с. Гриф надано Методичною радою НТУУ „КПІ” (Протокол № від ) Навчальне видання Дослідження режимів роботи та ефективності плаского сонячного колектора типу SKN 3.0 МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ до виконання Лабораторної роботи №1 з дисциплін по використанню нетрадиційних та відновлювальних джерел енергії для студентів спеціальностей «Теплоенергетика» та «Нетрадиційні джерела енергії» Е лектронне видання Укладачі: Варламов Геннадій Борисович, д.т.н, проф. Приймак Катерина Олександрівна Тімакова Тетяна Віталіївна Новаківський Євген Валерійович, к.т.н. Филоненко Юрій Степанович Відповідальний редактор Кудря Степан Олександрович, д.т.н., проф. Рецензенти Орлик Володимир Миколайович, к.т.н., с.н.с. Комп`ютерний набір Приймак Катерина Олександрівна 2
  3. 3. ЗМІСТ ВСТУП …………………………………………………………………………… 4 1. Мета та основні завдання роботи…………………………………………… 5 2. Основні теоретичні відомості………………………………………………… 5 3. Опис експериментальної установки………………………………………… 17 4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи………………… 22 5. Порядок проведення лабораторної роботи………………………………… 22 6. Обробка експериментальних даних………………………………………… 24 КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ……………………………...…………………… 27 Список рекомендованої літератури………………………………………….… 28 Додатки ………………………………………………………………………… 29 3
  4. 4. ВСТУП Питання енергозбереження країни, району, міста, промислового підприємства чи окремого будинку завжди є комплексним. Його вирішення може бути здійснено за рахунок реалізації різноманітних технологій, підходів, методів, засобів, пристроїв та агрегатів. Вибір шляху вирішення цього питання залежить від наявності природних енергетичних ресурсів, матеріальних та технологічних аспектів, кваліфікації спеціалістів. Останнім часом людство вирішення цього питання розглядає у комплексі із енергоефективністю, екологічною безпекою та екологічною доцільністю. У цьому аспекті актуалізовано напрям використання відновлювальних та нетрадиційних джерел енергії. Нетрадиційним джерелом енергії є сонячна енергія, яка стає усе більш доступною. Через незначний відрізок часу з використанням нових технологій сонячна енергія стане традиційним джерелом за рахунок основних своїх переваг: доступність, екологічна безпечність, необмеженість протягом тисячоліть тощо. За рахунок використання сонячної енергії вже зараз можливо надійно забезпечити себе електрикою та гарячою водою за допомогою сонячних батарей та сонячних колекторів. Лабораторне устаткування з використанням сонячної енергії для підігріву води, що розташоване та підключене до навантаження у навчально – науковому центрі «Екотехнології та технології енергозбереження» НТУУ «КПІ», налічує три сонячних колектори різного типу. Кожен тип сонячних колекторів має свої особливості, різні ефективності з прийняття та передачі сонячної енергії до споживача. Тому дослідження кожного типу сонячного колектора є самостійною задачею і супроводжується особливостями. Ці особливості повинні спостерігати студенти при проведенні лабораторних робіт у даному центрі. 4
  5. 5. 1. Мета та основні завдання роботи Мета роботи – закріпити і поглибити знання, отримані в процесі вивчення дисциплін «Нетрадиційні та поновлювальні джерела енергії», «Низькопотенційні джерела енергії», «Фізика і техніка нетрадиційних джерел енергії», «Використання нетрадиційних джерел енергії», «Нетрадиційні методи одержання джерела енергії», «Сонячна енергетика», надати допомогу при поглибленому вивченні конструкції сонячного колектора, принципів його роботи і оцінки ефективності в різних режимах, ознайомитися з методикою проведення спостережень, одержати експериментальні характеристики сонячної установки, набуття досвіду проведення наукових досліджень. Основні завдання роботи 1. Засвоїти принцип роботи сонячного колектора. 2. Експериментально дослідити вплив сонячної радіації на нагрівання теплоносія у сонячному колекторі. 3. Визначити кількість сприйнятої від Сонця теплоти за визначений проміжок часу при різних погодних умовах. 4. Визначити питомі характеристики колектора. 5. Визначити ККД сонячного колектора. 6. Проаналізувати результати, порівняти ефективність сонячного колектора при різних погодних умовах та різної пори року і зробити висновки. 2. Основні теоретичні відомості Стратегічною ціллю використання нетрадиційних джерел енергії є зниження споживання органічного палива та викидів шкідливих речовин в атмосферу. За підрахунками фахівців Сонце ще може існувати понад 8 млрд. років і тому можливо вважати його джерелом вічної енергії. Сонце розташовано на відстані 149598000 км від Землі. Температура його корони складає 5820К, температура в центрі від 15 до 20 млн. К. Енергія Сонця 5
  6. 6. виділяється за рахунок термоядерної реакції переходу водню у гелій. Один кілограм водню при названому переході виділяє енергію еквівалентну спалюванню 8,3 млн. тон нафти (до речі при ядерній реакції розпаду урану один кілограм дає енергію еквівалентну спалюванню 9 тон нафти ). Загальна потужність Сонця оцінюється в 40·1023 кВт. Сонячне випромінювання за межами атмосфери характеризується таким поняттям як сонячна стала. Сонячною сталою Isc називається енергія випромінювання Сонця, падаючого в одиницю часу на одиницю поверхні, що знаходиться по середині між Сонцем та Землею і складає Isc=1353Вт/м2. Інтенсивність сонячного потоку на рівні моря влітку о 12 годині дня, інтенсивність складає біля 1000 Вт/м2. Основні напрями використання сонячної енергії – перетворення в електричну та теплову енергію. Найбільш розповсюдженим методом перетворення енергії Сонця в електричну є використання фотоелементів на основі кристалів кремнію. Але найбільш простим є перетворення сонячної енергії в теплоту нагріву теплоносія низького (до 60˚С) або середнього ( 70..120˚С) потенціалу. Перетворення енергії Сонця може відбуватися з використанням технологій концентрації сонячного світла або без них. Річний потік сонячного випромінювання складає від 1080 кВтгод (в північних регіонах) до 1400 кВтгод (в Криму) на 1 м2 горизонтальної поверхні[3]. За допомогою сучасних геліоколекторних приладів стає можливим використання суттєвої частини сонячної енергії для виробництва теплоти. В теплу пору року (травень-вересень) сонячні колектори здатні покривати потреби ГВП та тепла до 90-100% та до 75% потреб холодопостачання (рис.1). 6
  7. 7. Рис 1. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки (b) і річної потреби в тепловій енергії для ГВП (a) Однак сучасна система опалення та ГВП у зв`язку із нерівномірним надходженням кількості сонячної енергії у різні періоди року не здатна повністю забезпечити потребу в тепловій енергії (тобто в потрібний час відповідної температури в необхідної кількості) (рис.2). Діяти з точки зору економного використання палива та охорони навколишнього середовища означає, що застосування геліоколекторної установки потрібно планувати не тільки для приготування гарячої води, але й для системи опалення. Геліоустановка може працювати лише за умови, якщо температура теплоносія що подається нижче температури адсорбера сонячного колектора. Тому, найкращим варіантом є її застосування для опалювальних приладів з великою площею нагріву і низькими температурами в системі або для підлогового опалення. 7
  8. 8. Рис.2. Співвідношення між енергією, що надходить від геліоколекторної установки(b) і річної потреби в тепловій енергії для ГВП і опалення(a) (а – потреба в енергії (реальний попит); b – енергія, що надходить від геліоустановкою; Q – теплова енергія). – надлишок сонячної енергії (придатної, наприклад, для нагріву басейну) – потреба в енергії (використання додаткового джерела енергії) – задіяна сонячна енергія (забезпечення в повній мірі тепловою енергією за рахунок Сонця) За умови правильного проектування і монтажу, геліосистема покриває до 30% питомої річної потреби в енергії для ГВП та опалення. Системи гарячого водопостачання можуть бути одно - і багатоконтурними з природною або примусовою циркуляцією. Крім того, сонячна енергія є екологічно чистим видом енергії. Інтенсивність сонячної радіації залежить від таких факторів: тривалості 8
  9. 9. дня, хмарності, висоті Сонця над горизонтом, вологості і прозорості атмосфери, географічної широти. Сумарна сонячна радіація складається з прямої (що безпосередньо досягає поверхні Землі) та розсіяної (радіація, що розсіяна хмарами, пилом та вологої в атмосфері). В деяких джерелах сумарна сонячна радіація має назву абсолютна. Відбита сонячна радіація (альбедо) суттєвого впливу на роботу сонячного колектору не має. Для вимірювання сонячної радіації використовуються різні прилади, найбільш розповсюджені – піранометри, у яких в якості датчика використовуються або термопари, що пофарбовані чорною фарбою, або фотодетектор. Датчик поміщають під прозорий скляний або пластиковий ковпак для захисту від зовнішнього впливу. При відсутності прибору для виміру сонячної радіації можна скористатись Інтернет ресурсом в режимі online або таблицями статистичних даних. Також існують комп’ютерні програми, які розраховують рівень сонячної радіації в залежності від географічних координат, дати і часу дня. Існує також інший підхід, який дозволяє динамічно визначати кількість сонячної радіації, яка надходить на довільно орієнтовану в просторі поверхню, у будь-який момент часу для заданого регіону. Ця методика базується на понятті сонячної константи — кількості енергії, яка надходить від Сонця на Землю через космос. Ця величина в середньому за рік рівна 1353 Вт/м2[6]. При розрахунках слід враховувати, що приблизно 30…35% цієї енергії відбивається назад в космос [9]. Геліоколектори для нагрівання теплоносія використовують сумарну сонячну радіацію, яка складається з прямої, розсіяної та відбитої. Щільність потоку прямої сонячної радіації в площині колектору Hпр на поверхню нахилену під кутом до горизонту дорівнює: Hпр= Hsc·Rпр·Кат, (1) де Rпр – коефіцієнт перерахунку приходу прямої сонячної радіації з горизонтальної на похилу поверхню; 9
  10. 10. Кат – коефіцієнт, який враховує поправку на повітряну масу, яку проходить сонячне випромінювання. Коефіцієнт перерахунку приходу прямої сонячної радіації на похилу поверхню буде дорівнювати: cos пох Rпр  (2) cos гор , де  пох – кут між напрямком прямого сонячного випромінювання та нормаллю до похилої поверхні;  гор – кут між напрямком прямого сонячного випромінювання та нормаллю до горизонтальної поверхні. cos  пох  sin  sin  cos S  sin  cos  sin S cos   cos  cos  cos S cos   (3)  cos  sin  sin S cos  cos   cos  sin S sin  sin  cos гор  sin  sin   cos  cos cos  , (4) де S – кут нахилу геліоколектора до горизонту, град;  – азимутальний кут, тобто відхилення нормалі до площини колектора від місцевого меридіана (за початок відліку приймається південне направлення, відхилення до сходу вважається позитивним, а до заходу негативним);  – часовий кут, рівний нулю опівдні; кожна година дорівнює 15˚ довготи, причому значення часового до опівдня вважається позитивним, а після опівдня негативним;  – схилення Сонця, тобто кутове положення Сонця опівдні відносно площини екватору град;  – географічна широта місцевості (позитивна для північної півкулі); Часовий кут  розраховується за формулою   (12  t ), (5) 12 де t – сонячний час для даної місцевості, год. Схилення Сонця розраховуємо так: 10
  11. 11. 2   23  45  sin{ (284  N )}, (6) 365 де N – порядковий номер дня року (починаючи з 1, що відповідає 1-му січня); Коефіцієнт К ат , який враховує поправку на повітряну масу, знаходиться за формулою: 0.1366 К ат  1.1254  , (7) sin h де h – кут, який визначає висоту сонця над горизонтом в даний момент часу, град., синус цього кута рівний : sin h  cos  cos  cos   sin  cos  . (8) Формула (1) дозволяє розраховувати лише величину потоку прямої сонячної радіації , напрямленої на довільну поверхню. Проте, будь-який сонячний колектор сприймає на собі також дію розсіяної сонячної радіації. Точний розрахунок цієї складової частини енергії, яка надходить на сонячний колектор – процес досить складний. Проте, з достатньою точністю для довільно розташованої поверхні цю величину можна апроксимувати емпіричною залежністю: 1 H розс  137.1  14.82 . (9) sin h Відбита сонячна радіація може бути оцінена з виразу: Н від = 0,5·ρ·(1 – cos S)·( Hпр + Hрозс ), (10) де ρ – відбивальна властивість Землі. ρ = 0,2 в літній період ρ = 0,7 в зимній період при наявності снігу. Остаточно, загальний потік енергії, який приноситься сонячної радіацією на довільно орієнтовану у простору нахилену поверхню на широті L, рівний: HT=Hпр+ Hрозс + Н від. (11) 11
  12. 12. Необхідно врахувати, що всі ці значення наведені для ясного дня, на практиці при розрахунку потрібно враховувати так званий коефіцієнт хмарності. Слід також відмітити, що розраховані значення потоків для різних годин практично повністю збігаються із наведеними у таблицях у нормативних документах (СНіП) та кліматичному атласі. Сонячні системи, що забезпечують потреби в тепловій енергії, розподіляють на активні та пасивні. Пасивні системи, де використовуються архітектурні елементи будови, які спроектовані і підібрані таким чином, щоб максимально використати енергію Сонця, більш дешеві і не потребують додаткового обладнання. Активні будуються на основі сонячних колекторів (СК) з примусової циркуляцією теплоносія за допомогою насосів. Пласкі сонячні колектори уловлюють як пряму, так і розсіяну сонячну енергію і дозволяють отримати воду з температурою 40…60 оС. Сезонна ефективність простих пасивних геліосистем може виявитися не менш ефективною в порівнянні з більш складними та дорогими системами сонячного теплопостачання. Недоліком пасивних систем є складність регулювання температури повітря в приміщеннях та необхідність застосування автоматично регулюючих пристроїв. Активні сонячні системи в якості теплоносіїв можуть використовувати повітря або рідину, що не замерзає (антифриз). Перевагою активних систем є легкість інтегрування з традиційними системами теплопостачання, а також можливість автоматичного керування роботою системи, а основним недоліком є велика вартість. Вибір, склад і компоновка елементів активної системи визначається в кожному конкретному випадку кліматичними факторами, типом об’єкту, режимом теплопостачання, економічними показниками. В зв’язку з тим, що підтримувати поверхню сонячного колектора перпендикулярно сонячним променям за допомогою системи слідкування складно і дорого, геліоколектори встановлюють нерухомо, або змінюють орієнтацію два разі на рік. Найкраще орієнтувати колектори на південь. Оптимальний кут нахилу колектора до 12
  13. 13. горизонту складає: - S= φ+12˚, - при літньої (сезонної) експлуатації - S= φ-12˚,- при цілорічної експлуатації де φ- широта місцевості. Геліоустановки бувають двох типів: сезонного та постійного використання. В геліоколекторі сезонного типу вода нагрівається безпосередньо в сонячному колекторі, а в установках цілорічного використання вода нагрівається в баках непрямого року, в якості проміжного теплоносія використовується антифриз, який сприймає енергію сонця в сонячному колекторі. На сучасному етапі серійно випускаються два типа геліоколекторів: пласкі та вакуумні. Найбільш простою моделлю є плаский сонячний колектор, що являє собою теплоізольований знизу і з боків ящик, всередині якого розміщена сприймаюча тепло панель з каналами (абсорбер), де циркулює теплоносій. Загальний вигляд та конструкція плаского сонячного колектора (рис.3) V–Вихід теплоносія з сонячного колектору. R–Вхід теплоносія в сонячний колектор. M–Заглибна гільза датчика температури 1 - скляне покриття; 2 - стрічковий абсорбер; 3 - мідна трубка; 4 - теплоізоляційний матеріал; 5 - тільна стінка корпуса; 6 - рамковий профіль зі скловолокна; 7 - пластикові литі кути; 8 - кожух трубопроводу. Рис.3. Загальний вигляд та конструкція плаского сонячного колектора 13
  14. 14. Тепловий потік від Сонця потрапляє на пластину, що нагрівається, перетворюючи сонячне випромінювання у теплову енергію, яка передається теплоносію. Для покращення сприймання сонячної радіації абсорбери роблять з селективним покриттям. Селективне покриття складається з тонкої плівки фільтру (нікель, титан), нанесеної на металеву основу, що добре проводить тепло (мідь, алюміній) і характеризується високою поглинаючою здатністю у видимій області спектру і низьким коефіцієнтом випромінювання в інфрачервоній області. Режим роботи сонячного колектора описується рівнянням енергетичного балансу, котре розділяє енергію сонячної радіації на корисну акумульовану енергію і втрати. Енергетичний баланс колектора в цілому можна записати в такому вигляді: A {[HR (τα)] b+ [HR (τα)] d} =Qu+QL+Qs, (12) де Н – щільність потоку сонячного випромінювання (прямого або розсіяного), падаючого на одиницю площі горизонтальної поверхні; R – коефіцієнт перерахунку щільності потоку прямого або розсіяного випромінювання з горизонтальної на похилу поверхню; (τα) – приведена поглинаюча властивість системи покриттів відносно прямого або розсіяного випромінювання; A – площа колектору; Qu – тепловий потік, який переданий робочій рідині в сонячному колекторі (корисне тепло); QL – теплові втрати колектора в навколишнє середовище шляхом випромінювання і конвекції, а також шляхом теплопровідності по опорах поглинаючої пластини і т.п.; Qs – потік тепла, що акумулюється колектором[6]. Показником ефективності колектора сонячної енергії є його коефіцієнт корисної дії (ККД) – відношення корисної теплової енергії Qu до падаючої сонячної енергії. Для випробовувань сонячних колекторів часто використовують методику 14
  15. 15. Національного бюро стандартів США[7]. Згідно з цією методикою випробовування проводять на експериментальному стенді в стаціонарних умовах, коли сонячна радіація , швидкість вітру, температура навколишнього середовища і температура рідини на вході слабо змінюються на протязі деякого часу. Випробування проводять або в природних умовах приблизно опівдні в сонячні дні, або з використанням сонячного імітатору. Корисна енергія, що відводиться з колектору, визначається виразом[6] Qu=FRA [IT (τα)-UL(Ti-Ta)], (13) де FR – коефіцієнт відводу тепла з колектора; IT – щільність потоку сумарної сонячної радіації в площині колектору, Вт/м2; τα – приведена поглинальна здатність (враховує також ту частину випромінювання, що пройшла крізь скляне покриття, досягла адсорбера, і знову повернулась до скла): UL – повний коефіцієнт теплових втрат колектору Вт/(м2К); Ti – температура рідини на вході в колектор , °С; Та – температура навколишнього середовища, °С; За результатами випробувань визначається ефективність колектору. Qu  . (14) AI T Теплопродуктивність колектора можна визначити ще за температурами теплоносія на вході і виході колектора за формулою: Qu=GСр(To-Ti), (15) де G – масова витрата теплоносія, кг/с; Ср – питома масова теплоємність теплоносія, Дж/(кгК); To,Ti – температури теплоносія на виході та вході в абсорбер 15
  16. 16. колектора, 0С. Коефіцієнт корисної дії можна визначити ще наступним чином: η =FR(τα) - FRUL(Ti – Ta)/ IT , (16) де FR(τα) – складовий коефіцієнт, який показує максимальне теоретичне значення ККД для цієї конструкції геліоколектора; FRUL - складовий коефіцієнт, що характеризує теплові втрати конкретної конструкції колектора. Коефіцієнт, знайдений за формулою (16) значною мірою характеризує конструктивну і теплотехнічну досконалість конструкції плаского сонячного колектора. У стані рівноваги (відсутня циркуляція теплоносія) при наявної інтенсивності випромінювання Сонця та температури навколишнього середовища колектор нагрівається до максимальної температури. Температура рівноваги в деякій мірі є характеристикою теплової ефективності колектора (теплових втрат колектора). Великий вплив на значення ККД сонячного колектора має температура теплоносія на вході в колектор: чим нижча температура, тим менші теплові втрати і вище ККД. За досвідом експлуатації пласких сонячних колекторів, підвищення густини потоку сонячного випромінювання від 300 до 1000 Вт/м2 призводить до підвищення ККД від 32 до 59%, а при підвищенні температури зовнішнього повітря від 20 до 30 оС ККД збільшується від 41 до 55% [3,4]. Густина поглиненої перетвореної енергії розраховується за формулою: E q , (17) А де А– робоча площа поверхні колектора, м2. 16
  17. 17. 3. Опис експериментальної установки На рис.5 наведено принципову теплову схему для дослідження плаского колектора SKN 3.0. Основними елементами схеми є: К2 – плаский колектор SKN 3.0, (Виробник –Buderus BOSCH); К4.2 - двотрубна комплектна станція керування сонячного колектору Logasol RS0105; К5.2 – мембранний розширювальний бак розсільного контуру сонячного колектору; К7 - комбінований буферний накопичувач для приготування води гарячого водопостачання та підтримки опалення Logalux P-750SW; К11 - циркуляційний насос контуру гарячого водопостачання; 5.1 – тепловий лічильник контуру сонячного колектору; 7 – витратомір холодної води на потреби гарячого водопостачання; 8 – витратомір циркуляційної лінії гарячого водопостачання;4.1 – вентиль вихідного трубопроводу геліоколектора (антифриз); 4.1´– вентиль трубопроводу подачі антифризу на геліоколектор. Контур руху теплоносія пов`язаний із сонячним колектором, насосною станцією та теплообмінником комбінованого буферного накопичувача. Теплоносієм сонячного колектору є суміш гліколю з водою у співвідношенні 50:50. Теплоносієм контуру системи гарячого водопостачання є вода з водопроводу. Контур системи гарячого водопостачання складається з вбудованого баку-водонагрівачу, трьоходового регулюючого клапану прямої дії та циркуляційного насосу гарячого водопостачання. Вода з водопроводу направляється до вбудованого в комбінований буферний накопичувач баку- водонагрівачу на 160 літрів, в якому вона нагрівається від контуру сонячного колектора. У внутрішньому вбудованому баку-водонагрівачі вода може нагріватися до температури вище 60 оС, тому для підтримання максимальної температури о води на потреби гарячого водопостачання не вище 60 С встановлено трьоходовий клапан прямої дії, який підмішує воду з водопроводу до необхідної температури. Циркуляційна вода гарячого водопостачання повертається до вбудованого баку-водонагрівачу. Для знезараження води від 17
  18. 18. бактерій легіонери у системі ГВП передбачено процедуру знезараження, яка забезпечує нагрівання води вище 60˚С на протязі певного часу з визначеною періодичністю. Оптимальний режим сонячного колектора забезпечує автоматичний регулятор Logamatic SC-20, який керує циркуляційним насосом комплектної станції KS0105, а також відображає на дисплеї параметри роботи системи. Автоматика дозволяє встановлювати декілька режимів роботи геліоколектора. На рис. 4 умовно показаний розріз плаского колектору. Рис. 4 Розріз плаского колектора Плаский сонячний колектор типу Logasol SKN 3.0 виконаний з наступних елементів та матеріалів: рама корпусу виконана з скловолокна, задня стінка колектору виконана з стального листа із алюмінієво-цинковим покриттям, в якості ізоляції використовується мінеральна вата товщиною 55 мм, скло – структуроване безпечне скло з низьким вмістом заліза, товщиною 3,2 мм та світлопроникністю до 92 %, абсорбер колектору мідний з міцним чорним хромованим покриттям. Технічні характеристики та детальний опис конструкції сонячного колектора Logasol SKN 3.0 і бойлеру можна подивитись в Додатку 2 Дані по сонячному колектору Logasol SKN 3.0 необхідні для розрахунків ефективності геліоколектора наведені в таблиці 1. 18
  19. 19. Таблиця 1. Данні по сонячному колектору Logasol SKN 3.0 Площа поглинальної Площа приймача в Коефіцієнт Коефіцієнт Постачальник Модель пластини в колекторі (м2) FR(τα) FRUL колекторі (м2) ((Вт/м2)/С) Logasol SKN3.0 2,37 2,25 0,73 4,35 Buderus SKS4.0 2,37 2,1 0,86 5,01 Геліоколектор встановлено на даху будівлі № 6 НТУУ «КПІ» під кутом нахилу до горизонту 45˚. Азимутальний кут орієнтації сонячного колектора дорівнює = - 22˚ На моніторі комп’ютера, що знаходиться біля лабораторного стенду, виведено зображення мнемосхеми робочої схеми лабораторної установки. На ній відображаються параметри процесів, що відбуваються, в режимі реального часу(рис.6). 19
  20. 20. Рис.5.Принципова теплова схема для дослідження високоефективного плаского колектора Logasol SKN 3.0 (Виробник – Buderus концерн Bosch 20
  21. 21. Риc 6.Мнемосхема лабораторного стенда на моніторі комп’ютера 21
  22. 22. 4. Заходи безпеки під час виконання лабораторної роботи 1. До виконання лабораторної роботи на установці допускаються лише студенти, що ознайомилися з методичними вказівками та правилами безпеки, підготували протокол до лабораторної роботи. 2. Дослідження проводять лише під наглядом викладача або лаборанта. 3. Категорично забороняється самостійно переключати систему автоматики, працювати з клапанами та приладами. 4. Без дозволу викладача не дозволяється вмикати установку, порушувати цілісність системи (крутити вентилі, тощо). 5. Порядок проведення лабораторної роботи Група розбивається на три бригади, кожна з яких по черзі проводить дослідження сонячного колектору на лабораторному стенді. Потім експериментальні дані порівнюються, виправляються недоліки і помилки в проведені експерименту та у разі необхідності проводиться повторне зняття даних. Послідовність роботи 1. Ознайомитись з конструктивною схемою експериментальної установки та її основними структурними елементами та відповісти на контрольні питання. 2. Одержати допуск до виконання лабораторної роботи у викладача. 3. За даними термодатчиків та витратоміру, встановлених в контурі теплоносія сонячного колектора, зафіксувати наступні параметри для відповідних моментів часу: To,Ti температури теплоносія (суміш гліколю з водою) на вході та виході з сонячного колектору відповідно, оС; Tк – середня температура поверхні адсорбера в сонячному колекторі, оС; V – об’єм теплоносія, м3; G – витрата теплоносія, м3/год.; Qu- теплопродуктивність колектора, кВт; 22
  23. 23. Е – кількість поглиненої перетвореної сонячної енергії, кВтгод; 4. За показниками блоку керування SC-20 визначити температуру Tк – середню температуру поверхні адсорбера в сонячному колекторі, оС; 5. За даними вимірів (наприклад, за допомогою піранометру) записати інтенсивність сонячної радіації I, Вт/м2 для відповідних моментів часу. При необхідності ці дані можна отримати з Гідрометеоцентру. Статистичні дані сонячної радіації наведено в додатку 1. Зафіксувати температуру зовнішнього повітря Та для відповідних моментів часу для кожного з режимів дослідження. 6. Провести аналогічні виміри для певного періоду часу, наприклад, протягом години; щоденно протягом декількох годин; добові протягом місяця (для моніторингових досліджень устаткування). 7. Занести експериментальні дані для сонячного колектору в таблицю 2. Дані спостережень можуть бути отримані за допомогою ручних вимірів або за допомогою автоматичного моніторингу. 8. Провести експериментальну обробку інформації: розрахунки, побудову залежностей, тощо. 9. Оформити протокол, перевірити отримані результати, де зробити відповідні висновки. 10. Здійснити захист лабораторної роботи у викладача. Таблиця 2. Експериментальні дані Дата «______»_____________20__ року. Астрономічн Температура G, Qк , Е, I, V, № дослідження о 3 ий час, год. С м /год кВт кВт Вт/м2 м3 . год. антифриз повітря Закінчення Початок To, Ti, Tк, Та, Tкімн о о о о о С С С С С 23
  24. 24. 6. Обробка експериментальних даних В ході обробки результатів вимірювання необхідно визначити такі параметри: 1) Обчислимо середню витрату теплоносія, що протікає в колекторі за певний проміжок часу   (доба, година, півгодини): Vi 1  Vi V  , (18)  де Vi , Vi 1 - показання лічильника на початок і кінець визначеного проміжку часу відповідно, м3. 2) Обчислимо середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за визначений проміжок часу (доба, година, півгодини): E i 1  E i E  , (19)  де Ei , Ei1 - показання лічильника на початку і в кінці визначеного проміжку часу відповідно, кВтгод. 3) Густина поглиненої перетвореної енергії: E q , (20) А де E – середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за певний проміжок часу, кВтгод.; A– робоча площа поверхні колектора, м2. Технічні характеристики відповідних колекторів наведено в п.3 «Опис експериментальної установки». 4)Експериментальне значення ККД сонячного колектора. Qu  , (21) AI T де Qu - теплопродуктивність колектора(показник теплового лічильника з табл. 2, Вт; І – інтенсивність сонячної радіації Вт/м2. 24
  25. 25. 5) Розрахункова теплова продуктивність колектора. Qu=GСр (To-Ti), (22) де G - масова витрата теплоносія , яка вираховується за формулою G =Vτ·ρА , (23) де ρА- питома густина антифризу (див. додаток 3) Питому масову теплоємність теплоносія Ср, (в нашому випадку це 50% водний розчин пропіленгліколю ) взяти з таблиці в Додатку 3 6) Обчислюємо розрахункове значення ККД  Qu  розр  . (24) IF 7)Визначаємо теоретичне значення ККД геліоколектора, підставляючи в формулу (14) корисну теплоту Qu, розраховану по формулі (13) 8)Знаходимо паспортне значення ККД сонячних колекторів пасп (Додаток 2) 9)Розраховуємо інтенсивність сонячної радіації на площину геліоколектора згідно формул (1)-(9). Результати обчислень занести в таблицю 3. Таблиця 3. Результати обчислень №п/п  , V E q експ  розр  теор пасп IT годин 1 2 3 4 5 Побудувати наступні залежності. 1) Залежність теплопродуктивності колектору Qu кВт від зміни витрат теплоносія (див. рис.6). 25
  26. 26. 2) Залежність температури теплоносія на виході з колектора t , оС від змін витрат теплоносія. 3) Залежність коефіцієнта корисної дії від температури на виході геліоколектора. Загальний вигляд залежностей показано на рис.6. Рис. 6. Загальний вигляд залежностей 26
  27. 27. КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. Що називають абсорбером? 2. Від чого залежить ефективність сонячних колекторів? 3. Яка конструкція плаского сонячного колектора? 4. В чому особливості конструкції плаского колектора? 5. Які напрями використання сонячної енергії? 6. Від чого залежить величина сонячної радіації? 7. Класифікація сонячних систем з використанням сонячної енергії? 8. Переваги та недоліки активних сонячних систем? 9. Переваги та недоліки пасивних сонячних систем? 10. Як визначити ефективність сонячного колектора? 11. Що впливає на ККД сонячного колектора? 12. Назвіть основні елементи експериментальної установки. 13. Як працює експериментальна установка? 14. Порядок проведення лабораторної роботи? 15. Порядок обробки результатів? 16. Які залежності необхідно побудувати в результаті виконання роботи? 17. З яких елементів складається первинний контур СК? 18. Що представляє собою вторинний контур? 19. Які величини вимірювалися в роботі, які розраховувалися? 20. Як визначити середній потік поглиненої перетвореної сонячної енергії за визначений проміжок часу? 21. Як визначити середню витрату теплоносія, що протікає в колекторі за певний проміжок часу? 22. Як визначити густину поглиненої перетвореної сонячної енергії? 23. За якою формулою визначається ККД сонячних колекторів в лабораторній роботі? 24. Одиниці виміру інтенсивності сонячної радіації? 27
  28. 28. Список рекомендованої літератури 1. Альтернативная энергетика и энергосбережение: современное состояние и перспективы: Уч. пос. – Х.: Вокруг света, 2004. – 312 с. - ISBN 966-553-276-6. – 1000 прим. 2. Андерсон Б. Солнечная энергия – основы строительного проектирования. – М.:Стройиздат, 1982. – 375 с. – 2000 екз. 3. Мхитарян Н.М.Энергосберегающие технологи в жилищном и гражданском строительстве. – К.: Наукова думка, 2000. – 413 с. – ISBN 966-00-0668-3. –5000 прим. 4. Мхитарян Н. М. Гелиотехника. Системы, технологи, применение. – К.: Наукова думка, 2002. – 313 с. - – ISBN 966-01-1228-1. –3500 прим. 5. Сабади П. Р. Солнечный дом. – М.:Стройиздат, 1981. – 113 с. – 8000 екз. 6. У.Бекман, С.Клейн, Дж.Даффи. Расчет систем солнечного теплоснабжения. – М.:Энергоиздат, 1982. – 80 с. – 2100 экз. 7. Украина: энергосбережение в зданих. – К.: Изд-во энергет. Центра Европ. Союза в Киеве, 1995. – 274 с. 8. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки. – М.:Энерго- атомиздат, 1991. – 208 с. - – ISBN 966-01-1068-1 – 3000 экз. 9. Кондратьев К.Я., Пивоварова З.И., Федорова М.П. Радиационный расчет наклонных поверхностей. - Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 10. Бринкворт Б. Солнечная энергия для человека. - М.: Мир, 1976. - 291 с. 28
  29. 29. Додаток 1 Таблиця 4.Пряма сонячна радіація: часова(Вт/м2) Київська область Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 0 23 34 46 46 46 23 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 23 46 69 93 104, 93 69 34 0 0 0 0 3 0 0 11 34 81 116 151 174 186 174 174 128, 81 34 0 0 4 0 0 34 81 151 209 232 244 221 209 174 116 69 34 0 0 5 0 23 81 151 232 302 325 314 302 290 232 174 128 69 23 0 Місяць 6 11 46 116 197 279 349 384 395 372 337 290 232 162 93 34 0 7 0 34 104 186 267 337 349 349 337 325 279 221 162 93 34 0 8 0 11 58 139 221 290 325 337 314 290 256 186 116 58 11 0 9 0 0 11 69 139 209 267 290 256 232 174 139 69 23 0 0 10 0 0 0 23 58 93 139 162 162 139 104 58 23 0 0 0 11 0 0 0 0 11 23 34 46 46 46 23 11 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 11 23 46 34 23 11 0 0 0 0 0 29
  30. 30. Бориспіль Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 11 11 46 46 46 46 23 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 34 46 69 93 93 81 34 23 0 0 0 0 3 0 0 0 23 93 116 162 197 197 174 174 139 93 34 0 0 4 0 11 34 81 151 197 232 244 256 209 186 139 81 34 11 0 5 0 23 81 197 267 314 349 337 337 279 256 186 116 69 34 0 Місяць 6 11 46 128 209 290 337 360 360 372 325 290 232 162 104 34 11,64 7 0 34 104 209 290 360 38 384 372 360 290 162,94 93 34 0 8 0 1 69 151 221 290 337 349 337 314 256 186 128 58 23 0 9 0 0 23 81 162, 232, 267, 279 267 232 186, 139 116 34 0 0 10 0 0 0 23 46 93 128 162 162 151 104 58 11 0 0 0 11 0 0 0 0 11 23 46 58 58 54 23 11 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0 11 23 34 34 34 11 0 0 0 0 0 30
  31. 31. Таблиця 5. Розсіяна сонячна радіація: часова(Вт/м2) Київська область Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 23 46 93 116 116 104 81 46 11 0 0 0 2 0 0 0 23 46 93 139 151 151 128 116 69 34 0 0 0 3 0 0 11 46 104 151 197 221 209 197 162 128 81 34 0 0 4 0 23 58 104 151 186 232 244 256 244 209 174 128 69 23 0 5 11 46 93 151 197 221 256 290 267 244 244 209 151 116 58 11 Місяць 6 11 58 104 162 221 232 256 279 267 267 256 221 186 139 81 23 7 23 58 104 151 186 209 256 267 279 256 256 209 162 116 58 23 8 0 23 6 116 162 186 221 232 244 232 209 186 151 93 34 0 9 0 11 46 81 128 174 186 186 197 186 174 128 81 34 11 0 10 0 0 11 34 81 116 139 151 151 139 116 81 34 11 0 0 11 0 0 0 11 34 69 81 93 93 81 69 34 11 0 0 0 12 0 0 0 0 11 46 81 81 81 69 58 23 0 0 0 0 31
  32. 32. Бориспіль Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 23 69 104 128 128 104 69 34 0 0 0 0 2 0 0 0 23 58 116 162 174 174 151 116 69 23 0 0 0 3 0 0 23 69 104 151 197 209 209 186 151 116 69 23 0 0 4 0 11 58 116 162 209 232 244 244 232 197 162 116 58 11 0 5 11 58 104 151 186 232 267 279 279 267 244 209 162 116 46 11 Місяць 6 23 69 116 162 209 256 279 290 290 279 244 221 174 128 81 23 7 23 69 116 162 197 232 267 279 290 267 244 209 174 116 69 23 8 0 34 81 128 174 209 244 256 267 232 221 186 128 81 23 0 9 0 0 46 93 128 162 197 221 209 197 174 139 46 23 0 0 10 0 0 0 34 81 116 151 151 151 128 116 81 34 0 0 0 11 0 0 0 0 23 58 81 93 93 69 58 23 0 0 0 0 12 0 0 0 0 23 46 81 93 93 69 46 23 0 0 0 0 32
  33. 33. Таблиця 6.Сумарна сонячна радіація: часова(Вт/м2) Київська область Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 23 69 128 162 162 151 104 46 11 0 0 0 2 0 0 0 23 69 139 209 244 256 221 186 104 34 0 0 0 3 0 0 23 81 186 267 349 395 395 372 337 256 162 69 0 0 4 0 23 93 186 302 395 465 488 477 453 384 290 197 104 23 0 5 11 69 174 302 430 523 581 605 570 535 477 384 279 186 81 11 Місяць 6 23 105 221 360 500 581 640 675 640 605 547 453 349 232 116 23 7 23 93 209 337 453 547 605 616 616 581 535 430 325 209 93 23 8 0 34 128 256 384 477 547 570 558 523 465 372 267 151 46 0 9 0 11 58 151 267 384 453 477 453 419 349 267 151 58 11 0 10 0 0 11 58 139 209 279 314 314 279 221 139 58 11 0 0 11 0 0 0 11 46 93 116 139 139 128 93 46 11 0 0 0 12 0 0 0 0 11 58 104 128 116 93 69 23 0 0 0 0 33
  34. 34. Продовження таблиці 6 Бориспіль Години 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 0 0 0 0 34 81 151 174 174 151 93 34 0 0 0 0 2 0 0 0 23 93 162 232 267 267 232 151 93 23 0 0 0 3 0 0 23,28 93 197 267 360 407 407 360 325 256 162 58 0 0 4 0 23 93 197 314 407 465 488 500 442 384 302 197 93 23 0 5 11 81 186 349 453 547 616 616 616 547 500 395 279 186 81 11 Місяць 6 34 116 244 372 500 593 640 651 663 605 535 453 337 232 116 34,917 7 23 105 221 372 488 593 651 663 663 628 535 453 337 209 105 23,278 8 0 46 151 279 395 500 581 605 605 547 477 372 256 139 46 0 9 0 0 69 174 290 395 465 500 477 430 360 279 162 58 0 0 10 0 0 0 58 128 209 279 314 314 279 221 139 46 0 0 0 11 0 0 0 0 34 81 128 151 151 128 81 34 0 0 0 0 12 0 0 0 0 23 58 104 128 128 104 58 23 0 0 0 0 34
  35. 35. Таблиця 7.Дані клімату Місяць Темпера- Відносна Денна сума Атмосферний Швидкість Температура Градусо-дні опалювального Градусо-дні з тура вологість сонячної радіації тиск (кПа) вітру (м/с) землі (С) сезону (С-д) від’ємної повітря (%) (кВт.год/м²/день) температурой (С-д) (С) м. Київ Січень -5,6 87,00 0,79 100 4,3 -5,9 732 0 Лютий -4,2 84,00 1,27 100 4,5 -4,9 622 0 Березень 0,7 79,00 2,56 99,8 4,3 0,5 536 0 Квітень 8,7 69,00 3,21 99,4 4,3 9,8 279 0 Травень 15,1 63,00 4,98 99,5 3,8 16,8 90 158 Червень 18,2 65,00 5,44 99,3 3,7 19,8 0 246 Липень 19,3 67,00 5,7 99,3 3,5 22 0 288 Серпень 18,6 70,00 4,62 99,5 3,5 21,8 0 267 Вересень 13,9 73,00 3,04 99,6 3,7 15,8 123 117 Жовтень 8,1 80,00 1,8 100 3,9 8,5 307 0 Листопад 2,1 86,00 0,73 99,9 4,3 0,4 477 0 Грудень -2,3 88,00 0,58 99,8 4,2 -5,1 629 0 35
  36. 36. Додаток2 Технічні характеристики та опис конструкції сонячного колектору і бойлеру. 2.1. Плаский геліоколектор Logasol SKN3.0 2.1.1.Основні характеристики та особливості:  Оптимальне співвідношення «ціна/продуктивність» ;  Довготривала спроможність до поглинання сонячної енергії завдяки міцності та високо селективному покриттю хромованим чорнінням;  Приєднувальні комплекти, перевірені Системою технічного контролю (TUV);  Швидке підключення геліоколекторів без застосування спеціального інструмента;  Спрощений монтаж завдяки невеликій вазі 42кг;  В повному обсязі виконуються вимоги для отримання федеральних фінансових пільг;  Довготривалі стабільні характеристики теплоносія завдяки арфоподібному абсорбенту;  Енергозберігаюче виготовлення із застосуванням матеріалів, придатних для повторної переробки  Європейський знак сертифікації якості “Solar Keymark” 2.1.2. Конструкція геліоколектора і функції компонентів Корпус плоских геліоколекторів Logasol SKN3.0 у вигляді рами виготовлений із легкого та високоміцного скловолоконного профілю. Для тільної стінки застосований стальний лист товщиною 0.6 мм з алюмінієво-цинковим покриттям. Геліоколектор закритий цільним листом безпечного скла, товщиною 3.2мм. Прозоре лите структуроване скло з низьким вмістом заліза не відбиває світло, має високу проникність (92% світо пропускання) і витримує навантаження. 36
  37. 37. Добру теплоізоляцію та високу ефективність забезпечує термостійка мінеральна вата товщиною 55мм Абсорбер (поглинач) виготовлено із окремих вузьких смужок з високо селективним чорним хромованим покриттям. Особливо ефективну теплопередачу забезпечую арфо подібний абсорбер, приварений за допомогою ультразвукової зварки. Для забезпечення простого та швидкого гідравлічного підключення геліоколектор Logasol SKN3.0 оснащений чотирма патрубками для шлангів. Геліоколектори монтуються без застосування спеціального інструмента за допомогою стрічкових пружинних хомутів, розрахованих з геліоколекторами на температуру до 170°С и тиск до 6 бар. V – Місце підключення зворотного трубопроводу геліоконтура R – Місце підключення трубопроводу гелікон тура, що подає теплоносій . M – Заглибна гільза датчика температури 1 - скляне покриття; 2 - стрічковий абсорбер; 3 - мідна трубка; 4 - теплоізоляційний матеріал; 5 - тільна стінка корпуса; 6 - рамковий профіль зі скловолокна; 7 - пластикові литі кути; 8 - кожух трубопроводу. 37
  38. 38. 2.1.3. Габаритні розміри та основні технічні данні плоских геліоколекторів Logasol SKN3.0 R - Зворотній трубопровід геліоконтура V - Трубопровід що подає геліоконтура M – Місце вимірювання температури (заглибна гільза датчика температури) Плоский геліоколектор Одиниця Logasol Logasol SKN3.0- вимір. SKN3.0-s w Тип монтажу Вертикальний Горизонтальний 2 Зовнішня поверхня (площа брутто) м 2.37 2.37 2 Апертурна площа (площа м 2.25 2.25 проникання світла) Площа абсорбера (площа нетто) м2 2.23 2.23 Ємність абсорбера л 0.86 1.25 Селективність Коефіцієнт поглинання від 0.92 до 0.94 Коефіцієнт випромінювання від 0.12 до 0.16 Вага кг 42 ККД % 77 2 Ефективний Вт(м К) коефіцієнт теплопередачі к1 Вт(м2К2) 3.681 коефіцієнт теплопередачі к2 0.0173 2 Теплоємність, С кДж(м К) 2.96 Поправочний коефіцієнт кута інсоляції IAMdirτα (50°) 0.911 dfu IAM τα 0.9 Номінальний об’ємний потік V л/год 50 Температура в стані стагнації °С 188 Макс. допустимий надлишок Бар 6 робочого тиску(тиск живлення) Вихід геліотермічної енергії >525 геліоколектора 38
  39. 39. 2.2. Комбіновані бойлери Logalux P750 Sта термосифонні комбіновані бойлери Logalux PL750/2s та PL1000/2S для гарячого водопостачання та підтримки опалення. Комбіновані бойлери призначені для геліотермічного приготування гарячої води і геліотермічної підтримки системи опалення. Їх компактна конструкція забезпечує оптимальне співвідношення зовнішньої поверхні та об’єму так, що теплові втрати бойлера суттєво мінімізовані. Всі комбіновані бойлери Logaluxоснащуються теплозахисним облицюванням з м’якого поліуретану, з фторо-хлоро-вуглеводовміских речовин, товщиною 100мм. Окрім того, до переваг комбінованих бойлерів відносяться так само просте гідравлічне підключення з найменшим використанням дорогих та складних вузлів з’єднання. 2.2.1. Основні характеристики і особливості комбінованих бойлерів Logalux P750 S: Розташований всередині резервуара гарячої води, з термоемаллю «Buderus» та магнієвим анодним протектором для захисту від корозії. Великий гладкотрубний теплообмінник для оптимального використання сонячної енергії Підключення всіх труб системи приготування гарячої води до верхньої частини бойлера, а всіх труб опалення до бокової частини бака. Теплообмінник геліоконтура розміщенийв зоні води опалення таким чином, щоб запобігти утворенню накипу 2.2.2. Конструкція та функціонування комбінованого бойлера Logalux P750 S У верхній частині буферного бака-акумулятора знаходиться накопичувач питної води, в якій холодна вода надходить зверху і який створений за принципом конструкції з подвійним корпусом. В нижній частині збоку підключений теплообмінник геліоконутра, який спочатку нагріває буферну воду опалення. Через короткий проміжок часу вода гарячого водопостачання в зоні готовності у верхній частині бойлера досягає заданої температури і тоді зверху може здійснюватись відбір нагрітої води. Для подальшого нагріву гарячої води за допомогою звичайного котла опалення використовується патрубок зворотного трубопроводу напроти нижній частини бака гарячої води. Дляпідключення до системи опалення рекомендується використовувати реле контролю зворотного потоку або комплект HZG-Set з функціональним геліомодулем FM443. 39
  40. 40. 1. Магнієвий анод-протектор 2. Теплоізоляція 3. Заглибна гільза датчика температури 4. Зона готовності гарячої води 5. Вхід холодної води 6. Буферний бак 7. Теплообмінник геліоконура 2.2.3. Габаритні розміри та основні технічні данні комбінованих бойлерів LogaluxP750 S МВ1 Місце зміни температури гарячої води М1 – М8 Місця зміни температури: необхідність місць підключення – в залежності від застосованих компонентів системи, гідравліки та регуляторів На боковій проекції затискачі М1 – М9 для монтажу температурних датчиків зображені зі зміщенням. 40
  41. 41. Комбінований бойлер Logalux P750 S Діаметр бойлера з ізоляцією/без ізоляції ØDØDsp дюйм 1000/800 Вхід холодної води ØЕК дюйм R 14 Спорожнення: буфер опалення,Ø ØEL дюйм R 14 Зворотній трубопровід бойлера зі сторони геліоконтура ØRS1 R1 дюйм Трубопровід що подає до бойлера зі сторонигеліоконтура ØVS1 R 1 дюйм Зворотний трубопровід рідкопаливного / газового конденсаційного котла опалення для підігріву витратної води ØRS2 дюйм R 14 Подаючий трубопровід рідкопаливного / газового / конденсаційного котла опалення для підігріву холодної води ØVS3 дюйм R 14 Зворотній трубопровід котла опалення рідкопаливного/газового/ теплового насоса ØRS3 дюйм R 14 Зворотній трубопровід контура опалення ØRS4 дюйм R 14 Подаючий трубопровід контура опалення ØVS4 дюйм R 14 41
  42. 42. Подаючий трубопровід твердопаливного котла ØVS2 дюйм R 14 Циркуляційний трубопровід гарячої води ØEZ дюйм R 34 Вихід гарячої води ØAW дюйм R 34 Ємність бойлера л 750 Ємність буферної частини бойлера для опалення л ≈400 Ємність частини гарячої води л ≈160 Ємність теплообмінника геліоконтура л 16.4 Площа теплообмінника геліоконтура м2 2.15 Витрата тепла на підтримку в стані готовності кВт час/24 3.34 Індекс потужності NL 3 Експлуатаційна потужність, при 80/45/10 °С кВт час(л/година) 28(688) Кількість геліоконтурів Вага нетто, кг 262 Макс. допустимий надлишковий тиск(гелі оконтур/вода 8/3/10 опалення/гаряча вода) бар Макс. робоча температура (вода опалення/гаряча вода) °С 95/95 42

×