Хамитов Ф.М.
РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ СОЛНЕЧНЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ *
Аннотация:
в данной статье приведены расчеты коэффициент тепловых потерь солнечных водонагревательных коллекторов. Использованы различные методики подсчета тепловых потерь. Рассчитаны значения для солнечных водонагревательных коллекторов с однослойным светопрозрачным покрытием
Ключевые слова:
энергопотребление, тепловая эффективность, солнечное излучение, коллектор, светопрозрачное покрытие
Постоянное возрастание объемов энергопотребления, истощение запасов ископаемого топлива и экологические проблемы, возникающие в результате его сжигания, ставят перед человечеством, наряду с рациональным и бережливым использованием традиционных топливно-энергетических ресурсов, задачу перестройки энергетической базы, поиска и разработки местных нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Из нетрадиционных возобновляемых энергетических ресурсов в условиях Республики Узбекистан наиболее перспективна солнечная энергия, энергетический потенциал которого составляет 98,5 % возобновляемых источников энергии вместе взятых [1]. Тепловая эффективность или коэффициент полезного действия (КПД) солнечных водонагревательных коллекторов, как и для других солнечных тепловых установок, определяется из отношения полезно полученной энергии (Qпол ) и падающего на фронтальную поверхность суммарного солнечного излучения ( Qпод ), т.е. пад пол Q Q . (1.1) В свою очередь значение ( Qпол ) определяется расходом (G)и разностью температур нагреваемой в данном коллекторе воды ( вых вх t t t ), т.е. ( ) пол вых вх Q GCр t t , (1.2) где Ср=4,1868 кДж/(кг·0С) – удельная теплоемкость воды; вых t и вх t - соответственно температуры горячей воды на выходе из коллектора и холодной воды на входе в коллектор; G Gуд A (1.3) - расход нагреваемой воды через коллектор; Gуд - удельный (т.е. отнесенный к единице площади фронтальной поверхности коллектора) расход нагреваемой воды через данный коллектор; А – площадь фронтальной поверхности коллектора. Значение Qпод в отношении (1.1) определяется из выражения Qпод qпадA, (1.4) где пад диф пад пр qпад q q (1.5) - поверхностная плотность потоки суммарного солнечного излучения, падающего на фронтальную поверхность коллектора; пад пр q и пад диф q - соответственно поверхностные плотности потоков прямого (пр) и диффузного солнечного излучения, падающего на фронтальную поверхность коллектора[2]. Значение общих тепловых потерь коллектора в окружающую среду ( Qтп ) в (1.9) складывается из потерь тепла через светопрозрачное покрытие ( с Qтп ), дна ( дна Qтп ) и боковые стенки ( бс Qтп ) корпуса данного коллектора, т.е. Qтп= с Qтп + дна Qтп + бс Qтп . В свою очередь Qтп= Aqтп , (1.7) с Qтп = сп Aсп qтп , (1.8) дна Qтп = дна Aднqтп , (1.9) бс Qтп = бс бс тп A q , (1.10) где Aсп , Aдн , Aбс - соответственно, площади теплообменных поверхностей светопрозрачного покрытия (остекления), дна и боковых стенок корпуса коллектора; ( )0 q К t t p сп р о сп т п (1.11) - удельные теплопотери коллектора через светопрозрачноепокрытие его корпуса; ( )0 q K t t p дн р о дн т п (1.12) - удельные теплопотери коллектора через дно его корпуса; ( )0 q K t t p бс р о сп т п (1.13) - удельные теплопотери коллектора через боковые его корпуса. Подставляя (1.14) – (1.18) в (1.14), а за тем, полученное – в (1.9), с учетом значений сп qтп , дна qтп и бс qтп , соответственно, по (1.19) – (1.21), получим А А К А К А К К бс бс р о дн дн р о сп сп р о р о пр . (1.14) Если обозначить через А F а сп , А F в дн и А F с бс , (1.15) то выражение (1.20) можеть быть представлено в виде бс р о дн р о сп р о р о пр К аК вК сК . (1.16) Наиболее существенными из коэффициентов тепловых потерь, входящих в формулу (1.16), является коэффициент тепловых потерь через светопрозрачного покрытия (остекления) корпуса коллектора, который зависит от многих факторов: толщины воздушной прослойки между лучепоглощающей панелью и светопрозрачного покрытия ( впрсп ), между слоями покрытия ( 1 2 сп сп ) для двухслойного остекления, угла наклона коллектора и горизонту, температуры поверхности лучепоглощающей панели, скорости и направления ветрам т.п[3]. Значения сп Кро , дн Кро и бс Кро для солнечных водонагревательных коллекторов с однослойным светопрозрачным покрытием корпуса расчетным путем в общем виде могут быть определены из выражений, полученных из равенства тепловых потоков на сопряженных поверхностях в условиях стационарной теплопередачи [4]
Номер журнала Вестник науки №8 (29) том 3
Ссылка для цитирования:
Хамитов Ф.М. РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬ СОЛНЕЧНЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ // Вестник науки №8 (29) том 3. С. 64 - 68. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3548 (дата обращения: 19.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+