Трубчатый вакуумированный коллектор 5

С ростом w оптический КПД коллектора η0 уменьшается, что, естественно, приводит к уменьшению удельной (в расчете на 1 м2 площади отражателя) теплопроизводительности. Однако при этом число трубок в расчете на 1 м2 площади отражателя также снижается, а следовательно, уменьшаются как удельные потери, так и удельная стоимость коллектора. В одной работе было показано, что увеличение w с 2dсп до 2,5dсп является экономически вполне оправданным. Разумеется при других стоимостных показателях (например, очень дешевых коллекторных трубках) технико-экономический анализ может показать иные результаты.

Также наряду с плоским отражателем рассмотрены диффузные отражатели иной конфигурации - треугольные и полукруглые. Экспериментально показано, что при одинаковых углах падения лучей значения оптического КПД для указанных конфигураций различаются не более чем на 0,33. Очевидно, что ввиду простоты и меньших затрат на изготовление предпочтение следует отдать плоскому отражателю.

Влияние оптических характеристик αs, RD и τ на оптический КПД изучено в работе [16]. Расчеты, выполненные для коллекторной сборки с w = 2dсп, h = 1,5dсп показали, что изменение RD на ±0,01 (при αs = 0,92) приводит к изменению η0 на ±0,0035, а изменение αs на ±0,01 (при RD = 0,8) вызывает изменение η0 на ±0,004. Как видно, эффективность коллектора несколько больше зависит от αs, чем от RD.

Как уже упоминалось, зеркальные отражатели позволяют получить более высокий оптический КПД, чем диффузные отражатели. В существующих конструкциях СТВК используют зеркальные отражатели различной конфигурации - фоклины, параболоцилиндры, круглые цилиндры, эвольвенты и др. Значительный эффект дает применение эвольвентных отражателей. Согласно расчетам [29], для солнечного излучения, падающего по нормали, при w = 2dсп, αs = 0,875 и отражательной способности эвольвентного отражателя RN = 0,83 оптический КПД η0 последнего составляет 0,765, тогда как для плоского диффузного отражателя при RD = 0,85 и h = 2dсп всего лишь 0,65. При w = 2,5dсп значения оптического КПД равны соответственно 0,71 и 0,53. Таким образом, в последнем случае замена плоского диффузного отражателя зеркальным эвольвентным отражателем приводит к увеличению КПД на 34 %.

Важной тепловой характеристикой СТВК является КПД:

где FA — площадь апертуры, под которой понимается общая площадь коллектора за вычетом площади, занимаемой гидравлическими соединениями и устройствами для отвода полезной теплоты (например, конденсаторами тепловых труб). Иногда при определении КПД вместо площади апертуры используется общая площадь сборки.

Остальные обозначения см. формулы (3.1)... (3.6).