Расход теплоносителя в солнечном коллекторе
В гелиосистемах с принудительной циркуляцией теплоносителя основополагающим фактором является удельный расход теплоносителя. Этот параметр измеряется в литрах/час на 1 м² площади абсорбера солнечных коллекторов.
Значение расхода зависит как от конструкции гелиосистемы и солнечных коллекторов, так и географического места эксплуатации гелиосистемы.
Во время циркуляции, увеличение расхода теплоносителя при одинаковой производительности солнечного коллектора уменьшает разность температур в контуре гелиосистемы (разница между температурой подачи теплоносителя в солнечные коллектора и температурой выхода), а уменьшение расхода ведет к увеличению разности температур.
При низком расходе теплоносителя КПД гелиосистемы падает, при слишком высоком увеличиваются капитальные затраты
При высоком значении разницы температур (т.е. при уменьшении расхода) средняя температура солнечных коллекторов будет возрастать, соответственно КПД падает. Однако, в таком режиме циркуляции требуется меньшее электроэнергии при работе циркуляционного насоса и можно использовать магистральные трубы меньших диаметров.
Значительное увеличение расхода (Снижение разницы температур) с целью повышения коэффициента полезного действия нецелесообразно, поскольку это повлечет за собой необходимость использования более мощного насоса с высокой производительностью, поэтому эти затраты не будут компенсированы. Так же потребуется использовать трубопроводы с более высокими диаметрами. Это повлечет за собой удорожание всей системы и повышение значения тепловых потерь из-за увеличения площадей трубы.
Различают три основных режима циркуляции:
- режим с расходом до 30 л/(ч · м2) (low flow)
- режим с расходом более 30 л/(ч · м2) (hihg flow)
- режим с регулируемым расходом теплоносителя
Оптимальный расход теплоносителя в солнечных коллекторах
Удельный расход должен быть таким, чтобы была обеспечена надежная циркуляция по всему гелиоконтуру и наиболее эффективный теплосъем солнечной энергии. Производители указывают различные значения удельного расхода для своих солнечных коллекторов.
Оптимальным значением для гелиосистем с плоскими коллекторами считается значение 25 л/(ч · м²) при полной мощности насоса. Для некоторых типов вакуумных трубчатых солнечных коллекторов (коллекторы с прямоточным каналом) значение 40 л/(ч · м²) считается оптимальным. Для солнечных вакуумных коллекторов с тепловой трубкой «Heat pipe» значение такое же, как для плоских коллекторов. Что характерно, что с развитием гелиотехники оптимальное значение расхода теплоносителя изменялось, так, например, 10 лет назад для плоских коллекторов оптимальным считалось значение 40 л /(ч · м²).
Наиболее эффективными являются системы с регулируемым (переменным) расходом теплоносителя. Значение расхода устанавливается автоматически посредствам контроллера и зависит от температуры в баке аккумуляторе и уровня солнечного излучения. Контроллер меняет значение расхода от 100% (максимальное значение) до 20%, регулируя в реальном времени мощность, подаваемую на насос, тем самым ускоряя или замедляя циркуляцию теплоносителя.
Однако в системах с использованием трубчатых солнечных коллекторов с прямоточным каналом режим с регулируемым расходом не рекомендуется, поскольку это нарушает равномерную циркуляцию теплоносителя через солнечный коллектор. При сложной гидравлической схеме коллекторного поля с несколькими параллельно подключенными коллекторными группами режим с регулируемым расходом требует особо точного проектирования и настройки.
Сергей Маринец
Автор - инженер по возобновляемым источникам энергии
Похожие записи
Запрошуємо на захід
No Comment