Солнечные коллекторы для нагрева воздуха

В воздушных коллекторах теплоносителем является воздух, который по сравнению с жидкими теплоносителями (водой-или антифризом) имеет ряд преимуществ:

  • воздух не замерзает и не закипает,
  • воздух не токсичен,
  • воздух электрически нейтрален,
  • воздух доступен везде и всегда.
  • принцип действия Это дает возможность использовать воздушные солнечные коллекторы в условиях характерных для России низких отрицательных температур, когда применение солнечных коллекторов известных типов с жидкими теплоносителями существенно затрудненно.

    Особенно эффективно использование воздушных коллекторов в регионах Сибири и Приморья.

    Используя горячий воздух, поступающий из коллекторов для прямого обогрева помещений и нагрева воды, можно эффективно эксплуатировать воздушные солнечные энергетические установки 8 месяцев в году.

    Обычно солнечная воздушная система экономит около 50% топлива, расходуемого на отопление помещений. Эти выводы сделаны на основании результатов испытаний коллекторов в г. Таганроге.

    Принцип действия солнечного воздушного коллектора.

    Известно, что стекло хорошо пропускает короткие и практически не пропускает длинные тепловые волны, поэтому коротковолновое солнечное излучение легко проникает сквозь стекло и нагревает металлическую оребренную солнцеприемную панель, которая нагреваясь излучает длинные тепловые волны. Эти волны не могут проникнуть сквозь стекло наружу, таким образом, между стеклом и панелью возникает парниковый эффект, в результате чего солнцеприемная панель с ребрами нагревается до температуры, значительно превышающей температуру окружающей среды, в каналы образованные ребрами, внутренней поверхностью солнцеприемной панели и изолятором за счет естественной циркуляции или вентилятора подается холодный воздух, который соприкасаясь с горячими поверхностями каналов, нагревается и поступает для обогрева помещений или нагрева воды.

    Параметры воздушного коллектора

  • теплоноситель: воздух
  • производительность: 60 м3/час м2
  • мощность: 0,7 кВт/м2
  • солнцеприемная панель: штампо-сварная многоканальная
  • конструкция прозрачная изоляция: стекло 3 мм с минимальным содержанием железа
  • стыковка: через фланцы и резиновые прокладки болтами М6
  • габариты: 1000х1000х220
  • вес: 30 кг
  • Характеристики воздушных коллекторов КМЗ

    При испытаниях были определены следующие параметры:

    U – приведенный коэффициент тепловых потерь солнечного коллектора в окружающую среду Вт/(м2×°С)
    t - оптический коэффициент прозрачного покрытия;
    a - коэффициент эффективности поглощающей панели;

    Значения этих параметров равны:

    U = 3 Вт/(м2×°С);
    ta =0.56;

    Полученные с учетом этих значений расчетные величины среднегодового количества тепловой энергии, вырабатываемой воздушными СК и величины среднегодового КПД воздушных СК для районов Сибири и Дальнего Востока, приведены в табл.1 и графиках

    Расчетные значения выработки тепловой энергии и КПД воздушных солнечных коллекторов для районов Сибири и Дальнего Востока.>

    Таблица 1

    Географическая широта местности,

    град. с.ш.

    Годовая суммарная солнечная радиация поступающая на поверхность, наклоненную под углом, равным широте  местности

    кВтч/(м2.год)

    Годовое время использования солнечной энергии,ч/год Температура наружного воздуха Среднегодовое колличество тепловой энергии, вырабатываемой воздушными СК,
    кВт×ч/(м2.год)
    Сред.год. КПД СК, %
    Среднегодовая °С Средняя за отопительный сезон,°С
    43 1800 1980 4,0 -6,0 883,3 49,1
    45 1700 1920 3,0 -6,5 825,3 48,5
    47 1600 1890 2,0 -7,0 765,6 47,8
    49 1500 1870 1,0 -7,5 705,4 47,0
    51 1400 1850 0,0 -8,0 645,3 46,1
    53 1300 1820 -1,0 -8,5 586,0 45,1
    55 1200 1795 -2,0 -9,0 526,6 43,9
    56 1100 1770 -3,0 -10,0 467,3 42,5

    Здесь вентилятор V забирает воздух из отапливаемого помещения, прогоняет его через поле солнечных  коллекторов и возвращает в помещение нагретым. Выходные отверстия нагнетательного короба обращены к одной из стен здания. Эта стена, нагреваясь потоком воздуха, аккумулирует тепло и, затем, в ночные часы и в пасмурную погоду отдает его в помещение. Для управления работой вентилятора служат магнитный пускатель КМ и кнопка пуска-останова SА. Для отопления помещения по рассматриваемой схеме нужны дублирующие источники тепла, которые необходимо использовать при длительных периодах пасмурной погоды. При этом за отопительный период в целом оказывается возможным экономить по предварительной оценке 30...40 % органического топлива.

    Информация предоставлена: http://www.solarhome.ru