Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.

Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. (http://windpower-russia.ru/index.php)
-   Энергия солнца (http://windpower-russia.ru/forumdisplay.php?f=5)
-   -   Воздушные солнечные коллекторы: эффективность-стоимость, изготовление, применение (http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=731)

petruha256 08.12.2012 21:54

Воздушные солнечные коллекторы: эффективность-стоимость, изготовление, применение
 
Доброго всем здоровья!

Предлагаю обсудить вопрос использования солнечных коллекторов для отопления.

Наиболее целесообразно для отопления, на мой взгляд использование плоского воздухонагревательного коллектора.

почему не трубчатого вакуумного? - дорогой он и в свете последующих цифр будет сильно уступать плоскому по стоимости произведенного тепла.

почему не водонагревательного? - потому, что при разумных (в плане цены и технологичности) реализациях системы передачи тепла в дом температура его рабочей поверхности должна быть выше, чем у воздухонагревательного на 20-40 градусов. Более высокая температура рабочей поверхности (особенно в отопительный сезон) обеспечит более высокие теплопотери.

Есть смысл эти моменты подвергнуть сомнению, тогда постепенно углубляясь в суть вопроса мы придем к пониманию и возможно обнаружим нестандартные и полезные решения.

Цифры, графики, расчеты и прочие дела пойдут в следующих постах (чтобы читабельно и усвояемо было).

petruha256 08.12.2012 22:26

Вложений: 1
Итак, во что обойдется киловатт*час тепла, полученного от солнечного коллектора в отопительный сезон.

Чтобы ответить на вопрос решил провести расчеты, для которых задался некоторыми исходными данными.

сначала о коллекторе:

- выдумал некую стандартную конструкцию с размерами приемника 1,1х2,2 метра, корпус на 15 мм шире приемника во все стороны
остекление одинарное с оконным стеклом,
зазор между стеклом и приемником 20 мм
приемник - металлический лист 0,5 мм оребренный с обратной стороны
высота ребер 20 мм, шаг 27,5 мм
сзади утеплитель, эквивалентный 50 мм пенопласта
рабочая поверхность приемника "имеет" селективное покрытие
(коэффициент поглощения в видимом диапазоне 0,9, коэффициент излучения в тепловом ИК диапазоне - 0,1)

- провел расчет теплопотерь в различных режимах работы
температуры окружающего воздуха от -36 до + 14 градусов
температуры рабочей (приемной) проверхности - от +35 до +120 градусов

Расчеты проводил в SolidWorks FlowSimulation (который пришлось для этого освоить)

в результате получились такие характеристики (которые потом были превращены в эмпирическую формулу).

З.Ы. Значения мощностей теплопотерь не удельные, а для площади 2,42 м2

petruha256 08.12.2012 22:48

Вложений: 1
Далее посчитал теплопередающую способность оребренной стороны приемника в зависимости от температур и расходов воздуха.

Совместив этот расчет с расчетом из предыдущего поста получил такую расчетную табличку, которая в зависимости от исходных данных


(мощность прямого излучения, угол освещения, мощность рассеянного излучения, температура воздуха на улице, температура воздуха на подаче)

позволяет получить значение температуры воздуха на выходе из коллектора, и соответственной тепловую мощность коллектора.


(не забываем в екселе в сервис-параметры-вычисления ставить галочку "итерации", данные вводить в желтых полях)

petruha256 08.12.2012 23:00

Вложений: 1
Следующим этапом попытался определить параметры солнечного излучения для коллектора (сколько, когда, под каким углом и в течение каких промежутков времени).

Перелопатил кучу сайтов с архивами погоды, данными по инсоляции и прочей околостоящей ерунды, в результате получил следующее:

Данные по инсоляции взяты для средней полосы России и широта, соответствует Курску. (считал, что коллектор усановлен под оптимальным углом к горизонту и направлен на юг)

petruha256 08.12.2012 23:32

Итого получилось 144 квт*ч за отопительный сезон с одного коллектора площадью 2,42 м2.

Маловато будет..... маловато.

Вот теперь давайте прикинем, сколько труда и времени и материалов должен стоить такой коллектор, чтобы был смысл его городить.

Есть у меня еще чего сказать, в частности по поводу технологии нанесения селективного покрытия, но это потом. А сейчас вопросы, предложения критика и т.д.

983 09.12.2012 01:11

Цитата:

Сообщение от petruha256 (Сообщение 28082)
Есть у меня еще чего сказать, в частности по поводу технологии нанесения селективного покрытия...

Вот это больше всего и интересует !

А энерго-экономические показатели полюбому будут грустными, покуда угле-газо-электро-солярка не вздорожает, как ей и предначертано.

Goga65 09.12.2012 14:07

Цитата:

Сообщение от petruha256 (Сообщение 28082)
А сейчас вопросы, предложения критика и т.д.

Не знаю......я вот нечего не считал,взял собрал: http://windpower-russia.ru/forum/sho...0&postcount=13 ,и когда солнышко есть - греюсь:P

petruha256 09.12.2012 22:33

Согласен, дешево и сердито.
Но не все окна выходят на юг а с тех, что выходят на юг - много не нагреешься.

Если конструкцию такого типа размещать на улице, то зимой при таких температурах потери тепла будут слишком большие, отсюда необходимость вентилятора и селективного покрытия.

Добавлено через 9 минут
Только что возникла идея.....
Если подобные воздухонагревательные коллекторы сразу делать в виде внешней стороны стены, для которой сразу при строительстве предусмотреть слой теплоизоляции и вентиляционные каналы, то отпадает необходимость в некоторых конструктивных элементах (например несущее основание, кожух).

И всё должно получиться существенно дешевле и и если закрыть такой байдой всю стену, то выработка тепла получится вполне существенной.

Понятно, что идея стара. Многие крепят множество коллекторов на всю стену, однако не встречал, чтобы стена дома изначально была использована в качестве элемента коллектора.

Goga65 10.12.2012 09:37

Цитата:

Сообщение от petruha256 (Сообщение 28125)
Если подобные воздухонагревательные коллекторы сразу делать в виде внешней стороны стены

Наверно с повышением цен на энергоносители-от этого никуда не деться!У меня и сейчас такая мысль есть(но пристроить к стене).Многие соседи обкладывают дома пенопластом - вот сли что то придумать и туда добавить такой "обогрев":scratch_one-s_head:

petruha256 10.12.2012 15:09

Вот для такого варианта нужно научиться делать оребренные панели с селективным покрытием достаточно большой площади.

И еще, воздух должен обдувать панель с обратной стороны, а между остеклением и панелью он должен быть неподвижен (кроме естественного теплового движения) - иначе сразу половина тепла пойдет на улицу.

Самый простой способ сделать селективное покрытие - это оксидирование меди.
Было дело я проводил эксперименты и сравнивал параметры нагрева просто черной поверхности с оксидированной медью - разница ощутимая. Где-то остались результаты замеров, вечером посмотрю - выложу.

Оксидирование меди я делал кухонным способом:
горячий раствор средства для чистки труб (т.к. чистой щелочи не было) с добавлением перекиси водорода (медицинской) - всё это на отполированную медную поверхность наливал тонким слоем, главное не давать всей этой смеси, находящейся на поверхности остыть (держать температуру 80-90 градусов).
есть нюанс - в процессе оксидирования ионы меди попадают в раствор и разлагают перекись, в результате активный кислород улетучивается, процесс прекращается. В общем делать оксидирование за 3-4 захода со сменой раствора и ополаскиванием поверхности.
В результате получается черное глянцевое покрытие, достаточно прочное.
Можете легко попробовать на любом куске меди, предварительно отполировав и промыв поверхность.

А при термическом оксидировании - покрытия не получается - оксид моментально сползает при остывании.

Более быстрое оксидирование получается если вместо средства для чистки труб использовать щелочь, а вместо перекиси водорода - персульфат аммония. И то и другое продается в радиомагазинах как средства для работы с печатными платами.

Нудно еще проверить, как покрытие будет себя вести при температурах до 200 градусов и как реагирует на влажный воздух, в общем долговечность покрытия требует проверки.

Чтобы всю приемную поверхность на делать медную, думаю оптимальным вариантом будет наклеивание медной фольги на основу панели (сталь, алюминий) и последующая обработка поверхности.


Часовой пояс GMT +4, время: 14:21.

Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia