ЭФФЕКТИВНОСТЬ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ И МЕТОДЫ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ 2

Характеристика солнечного коллектора описывается следующей формулой: ηк = η0 — Ккy. При этом оптический КПД η0 и коэффициент теплопотерь Кк для коллекторов, характеристики которых представлены на рис. 13, равны:




η0

Кк

Неселективный плоский коллектор без остекления

0,95

15

То же с однослойным остеклением

0,85

7

То же с двухслойным остеклением

0,75

5

Селективный плоский коллектор с однослойным остеклением

0,8

3,5

Вакуумированный стеклянный трубчатый коллектор

0,75

2

Оптический КПД определяется произведением коэффициента пропускания солнечного излучения прозрачной изоляцией τ (для 1 - 3-слойного остекления τ = 0,6 ÷ 0,95) и коэффициента его поглощения абсорбером α (α = 0,85 ÷ 0,98) и не зависит от Iк и разности температур ΔТ коллектора Тк и наружного воздуха Тв. Тепловые потери снижают полезную энергию коллектора и возрастают с увеличением разности температур ΔТ. Диапазон типичных значений коэффициента теплопотерь Кк = 1,2 ÷ 10 Вт/(м2·°С).

Из рис. 13 видно, что при y = ΔТ / Iк < 0,013 м2·°С/Вт, плоский коллектор без остекления имеет наибольший КПД, в диапазоне значений y до 0,045 м2·°С/Вт коллектор с однослойным остеклением более эффективен, чем коллектор с двумя слоями стекла, при y > 0,025 м2·°С/Вт самым эффективным является вакуумированный коллектор. Для плавательных бассейнов, работающих летом при высоких значениях температуры воздуха Тв и интенсивности солнечного излучения в плоскости коллектора Iк, y мало из-за малой разности температур ΔТ, и наиболее целесообразно использовать дешевые плоские коллекторы без остекления (в частности, пластмассовые). Область А (y < 0,03 м2·°С/Вт) соответствует применению солнечных коллекторов для обогрева плавательных бассейнов, Б (у = 0,03÷0,08 м2·°С/Вт) - для горячего водоснабжения и В (у > 0,08 м2·°С/Вт) - для отопления.

Для горячего водоснабжения требуется разность температур ΔТ = 20÷50 °С, и чтобы при средней и невысокой интенсивности солнечного излучения, скажем, 300 - 500 Вт/м2, давать полезную энергию, требуются неселективные коллекторы с одним-двумя слоями остекления или селективный коллектор с однослойным остеклением. Применение двух слоев остекления снижает тепловые потери, но одновременно увеличивает оптические потери.