1.1. Назначение: солнечные водонагреватели (коллекторы) предназначены к использованию в качестве альтернативного или дополнительного источника тепловой энергии для систем нагрева воды и отопления объектов индивидуального или производственного назначения, а также нагрева бассейнов. Воздухонагревательные системы на базе панели СВ "Баган" могут использоваться также для отопления или для технологических нужд, например для сушки сена в сельском хозяйстве и тп.
1.2. Конструкция: СВ выполнены в виде панели из ячеистой пластмассы, по каналам которой протекает вода. Сверху и снизу панель защищена от потерь тепла сотовым поликарбонатом. Для подачи теплоносителя используются трубы.
1.3. Нагреватели рассчитаны на длительную непрерывную работу при соблюдении правил эксплуатации и хранения.
2.1. Технические параметры
1. Теплоносителем может быть питьевая вода, дистиллированная вода, незамерзающая жидкость (пропиленгликоль).
2. Избыточное рабочее давление теплоносителя не более чем 0,1 МРа (1,0 кг/см3);
3. Мощность коллектора: до 1,0 кВт/час;
4. Температура воды в солнечном коллекторе: до 100 градусов С;
5. Производительность: до 10,0 л воды/час с температурой воды 70 градусов С;
6. Габаритные размеры: 1050х1050х40 мм;
7. Вес СВ без теплоносителя - 3,0 кг;
8. Прозрачная теплоизоляция выполнена из поликарбоната.
9. Диаметр соединительных труб: 20 мм.;
10. Трубы, соприкасаемые с водой выполнены из полипропилена;
11. Режим работы при нормальных условиях эксплуатации - продолжительный (не менее 25 лет)
Самая простая система водонагрева (представлена на схеме одноконтурной системы солнечного горячего водоснабжения) для сборки которой требуется бак емкостью 50-200 литров, который необходимо утеплить, чтобы вода не остывала за ночь. Для сборки системы необходимо соединить СВ с баком посредством труб и фитингов и подать холодную воду в бак аккумулятор из водопровода. Для автоматического заполнения водой бака аккумулятора можно использовать клапан с поплавком аналогично бачку унитаза.
СВ можно использовать для подогрева воды и отопления в загородном доме, на даче для полива теплой водой растений, подогрева теплиц и принятия душа. СВ также можно использовать для подогрева воды в бассейне для чего требуется установка циркуляционного насоса.
Примеры установки:
Современное состояние производства бытовых электроприборов.
По назначению бытовые нагревательные приборы принято разделять на пять групп:
- для приготовления пищи;
- нагрева воды;
- дополнительного или основного отопления помещений;
- личной гигиены;
- нагревательного электроинструмента.
Принцип их действия основан на использовании тепла контактного нагрева, передаваемого от трубчатого электрического нагревателя (ТЭН). Он представляет собой металлическую трубку, внутри которой находится спираль из нихрома, запрессованная в специальном наполнителе (периклазе). В настоящее время в Электротехнической промышленности России и зарубежных стран задействованы огромные материальные ресурсы для производства ТЭНов и нагревательных электроприборов на их основе. Работают специализированные заводы по их выпуску, а также предприятия-разработчики и производители оборудования, обеспечивающего работу этих заводов. Наблюдается некоторый застой и консервативный подход к проектированию и производству бытовых электроприборов. Согласно патентно-информационным источникам усовершенствование конструкции и технологии изготовления нагревателей производилось, в основном, по частным решениям, не меняя общего состояния развития техники. Это является тем сдерживающим фактором, который не позволяет:
- потребителю получить новые дешевые и качественные товары;
- производителю экономить материальные и энергетические ресурсы.
Конструкция ТЭНа и способ нагрева с его помощью имеют следующие основные недостатки:
1. Ограниченный ресурс работы. В нагревателе в качестве преобразователя электрической энергии в тепловую используется спираль из нихрома, которая в процессе эксплуатации нагрева-ется до высоких температур и, как следствие, часто перегорает.
2. Низкие значения коэффициента теплопередачи. Это обусловлено тем, что тепло от спирали к металлической трубке передается через засыпку порошка периклаза, плотность которого по сечению трубки и длине может изменяться. Кроме того, площадь контакта трубки с нагреваемым объектом, следовательно, и эффективность теплоотдачи - невелика.
3. Высокая пожароопасность. Она имеет место из-за высокой удельной тепловой мощности, приходящейся на нагреватель, и вероятности короткого замыкания спирали на корпус.
Для устранения указанных недостатков разработана и теоретически обоснована концепция перехода от трубчатых электрических нагревателей к распределенным электрическим нагревателям (РЭН).
Тезисы концепции РЭН
Тезисы концепции РЭН:
- использовать в качестве материала электрического сопротивления тепловыделяющего элемента высоко- и низкотемпературные, стойкие к модификации соединения;
- наносить материал электрического сопротивления непосредственно на поверхность изделия, по возможности на большую его часть;
- задавать параметры распределенного нагревательного элемента толщиной материала электрического сопротивления.
Это позволит снизить:
- пожароопасность изделий;
- энергозатраты в производстве и при эксплуатации приборов;
- материалоемкость и, как следствие, стоимость изделий;
- тепловую инерцию - соответственно повысить потребительские качества, а также электробезопасность, КПД и долговечность изделий.
Характеристика РЭН
Основные понятия о РЭН
Особенностью РЭНов является то, что нагревателем служит тонкая токопроводящая пленка с большой поверхностью теплоотдачи. Это обеспечивает малую инерционность нагревателя и его высокий КПД. Электропроводный слой может быть получен разными способами, начиная от вакуумного напыления до применения специальных резистивных тонколистовых материалов.
Используются нагреватели на плоской металлической подложке с использованием двойной изоляции, получаемой методами напыления. Способы нанесения диэлектрика на металл (алюминия, титана, нержавеющая стали) и резистивного слоя на диэлектрик широко используются в Электронной промышленности при производстве интегральных микросхем и много-уровневых коммутационных плат микросборок. Однако, для изготовления электрических нагревателей они не нашли широкого применения.
Приоритет заключается в том, что известные технологические приемы и решения были использованы для изготовления нового класса распределенных электрических нагревателей, которые принципиально не имеют ограничений по величине их площади.
Преимущество РЭН по сравнению с ТЭНами
Основное преимущество РЭН по сравнению с трубчатыми нагревателями заключается в создании равномерного теплового поля для нагреваемого объекта с минимальной тепловой мощностью. Ввиду отсутствия ненадежных элементов (спирали), применения материалов, устойчивых к высоким температурам и модификации, можно создавать нагреватели с теоретически неограниченным ресурсом работы. Причем КПД и коэффициент теплоотдачи будут высокими за счет минимальных потерь при передаче тепла от тепловыделяющего элемента через диэлектрик к металлическому корпусу.
Положительным моментом является и то, что нагреватель можно наносить непосредственно на поверхность нагревательного прибора. Это позволяет усовершенствовать конструкцию изделий и технологию их изготовления, существенно снизить материалоемкость приборов, а также уменьшить расход электроэнергии в быту, материалов и топливных ресурсов в промышленн
Информация размещена с интернет ресурса.
У кого есть опыт использования в Томске этих трубок, собирающих тепло даже зимой? Работает у нас - или фикция?
ЗАВЛЕКУХА:
Работает круглый год.
Вакуумный (трубчатый) коллектор может производить тепло даже при температуре
минус 45 °С.
Простота и удобство в использовании делает его надёжным средством для ГВС и отопления. Эксплуатация солнечного коллектора не требует никаких специальных знаний или навыков. Каждый потребитель без посторонней помощи может с ним работать.
Экономическая целесообразность установки солнечного коллектора осознаётся, когда Вы получаете ГВС и отопления, используя бесплатную солнечную энергию. В зависимости от интенсивности эксплуатации коллектор окупает себя в течение 2 - 3 лет.
Для тех, кто не в теме, перепечатка:
1. Термосифонные системы (водонагреватели открытого типа или низкого давления).
Термосифонные системы работают на принципе стремления теплой воды вверх, явление, известное как естественная конвекция, используемое для циркуляции воды через коллектор и бак. В этом типе установки, бак должен быть расположен выше коллектора.
Когда вода в трубках коллектора нагревается, она становится легче и естественно поднимается в верхнюю часть бака. Тем временем, более прохладная вода в баке течет вниз в трубки, таким образом начинается циркуляция во всей системе. Для маленьких систем, бак фактически включен в коллектор. Большие баки должны быть расположены рядом с коллектором. Эти системы надежны и относительно недороги, но требуют осторожного монтажа, потому что водные баки тяжелы.
Эти системы не автоматизированы подобно активным системам, но более дешевы, т.к. не имеют насос и контроллер.
Они идеальны, где требуется дешевый солнечный нагрев. Баки этих систем не рассчитаны на магистральное давление, поэтому использовать их надо либо с подачей воды из вышерасположенной емкости, либо через уменьшающие давление редукторы.
2. Солнечный водонагреватель с выносным баком.
Наиболее эффективные и распространенные установки в Европе. Существует большое количество схем подлючения. Легко встраивается в существующие системы отопления или горячего водоснабжения. Подходит для всех типов климата и единственная система, рекомендованная для районов с низкими температурами (до -60°С) и низкими значениями солнечной радиации. В связи с использованием контроллеров, автоматически поддерживает самые оптимальные параметры циркуляции, имеет режим антизамерзания, обеспечивает комфортную заданную температуру. Т.к. теплоаккумулятор обычно устанавливается внутри помещения, то это дает дополнительное сохранение тепла в районах с очень холодным климатом. При отсутствии достаточной солнечной активности контроллер может включать дополнительный электронагреватель, установленный в теплоаккумуляторе.
1. Вакуумные трубки
2.Воздухоотводчик
3. Теплообменник
4. Выход
5. Вход
6. Кран для заполнения бака
7. Выход горячей воды
8.Теплоноситель теплоаккумулятора
9. Вход холодной воды
Конструкция вакуумной трубки
Солнечная радиация проходит сквозь наружную стеклянную трубку, попадает на трубку-поглотитель и превращается в тепло. Оно передается жидкости, протекающей по трубке. Коллектор состоит из нескольких рядов параллельных стеклянных трубок, с селективным покрытием. Нагретая жидкость циркулирует и отдает тепло воде, содержащейся в баке-накопителе. Водонагревателям нужен просто ультрафиолет, а он как известно присутствует даже в ночное время суток.
1. Вакуумная трубка
Одна из самых распространенных и недорогих вакуумных трубок для СВНУ. Используется в системах с открытым контуром или с низким давлением.
В системах, где теплоносителем является вода, рекомендовано применение при продолжительных температурах не ниже -30°С. На основе данной трубки изготавливаются некоторые другие модификации.
RDm
>> Водонагревателям нужен просто
ультрафиолет
, а он как известно присутствует даже в ночное время суток.
>> Солнечная радиация проходит сквозь наружную
стеклянную
трубку
УФ излучение через стекло фактически не проходит, или сильно режется. Коэффициетн поглощения равет 1 уже при 400-360 нм и короче... Так что как то сомнительные фразы.... Действительно навевает на ЗАМАНУХУ
Если даже принцип работы описать нормально не могут....
>> Водонагревателям нужен просто ультрафиолет, а он
как известно
присутствует даже в
ночное время суток
.
Это аксиома? кому известно? мне не известно.... Да и сколько его там? излучения в темное время суток... Спектрометром когда тычу на улицу - солнце есть - УФ есть, а нету... откуда он возьмется?
Может УФ с ИК перепутали? но в -40 ИК тоже на улице как то не густо
Ну да это все теории...........
cpt
Ну с теорией у авторов статьй действительно плоховато, но коллеторы от это всё равно не перестанут работать.
Если же искать экономию то на 1 кв.м в год приходится 1100-1200 кВтч солнечной энергии (для Томска), вакуумный коллектор на 4 кв.м стоит 50000р (на термотрубках, которые гораздо привлекательней для Сибири) и может вырабатывать около 4000 кВтч тепла в год. Производители указывают срок службы в 15 или 25 лет тогда цена кВтч составит 0,83 рубля для срока службы в 15 лет и 0,5рублей для срока службы в 25 лет. Тоесть довольно неплохой источник горячей воды, если у вас нет газа или угля.
Как вариант сравнение с электрическим бойлером. если он проточного типа примем стоимость в 6000р мощностью в 6 кВт, для накопительного 11000р мощностью 10кВт. Для солнечного коллектора примем среднию мощность в 12 кВт (для 4 кв.м). Предположим что нам ежедневно требуется 200л горячей воды с температурой 55 градусов, а из крана у нас течёт холодная вода с температурой в8 градусов тогда имеем
200л*4190Дж*(55-8)=39386000 Дж или 39386000/3600000=10,9 кВтч.
Примем срок службы всего оборудования 15 лет в итоге проточный водонагреватель (если стоимость за электроэнергию не возрастёт) нагреет нам 59677,5 литров воды на 89516,25 и +6000р его стоимость, накопительный нагреет теже самые 59677,5 литров воды на 89516,25 и +11000р его стоимость, вакуумный солнечный коллектор нагреет теже 59677,5 литров воды, но за 50000 р его стоимости. Так что вопрос только в том как долго он прослужит.
AlexP
Вот этот вопрос на семинаре поставить нужно.
Думаю дело не только в том, как долго он прослужит (коллектор), а ещё и где он возьмёт энергию, если на улице уже неделю как льёт дождь или вьюжит метель. В Сибири живём, однако. Здесь солнце только либо летом, либо в трескучий мороз зимой.
Скорее солнечный коллектор как вспомогательный источник энергии для экономии дров (угля), но не(ни) в коем случае не резервный - уж очень у нас не надёжна эта солярная субстанция. Может в Крыму по-другому, а здесь Вам не тут!
imba
приколюха в том, что вот это хоть и верно:
Если же искать экономию то на 1 кв.м в год приходится 1100-1200 кВтч солнечной энергии (для Томска)
но основная доля этой энергии приходится на лето, когда тепло нужно в очень ограниченных количествах и которое можно надыбать от того же солнца почти бесплатно без этой дорогущей вещички.
А зимой, для отопления.. опять облом ((
ЗЫ интересно, сколько времени держится вакуум в этих трубках? какая потеря тепла в нагревателе при, например, -30 на улице и +80 в теплоносителе?
Добавление: поковырялся в интернете, нашел паспорт немецких коллекторов серии TZ58/1800. В нем есть формулка, по которой считается потеря тепла. Получается около 5 Вт/м^2, только доверия ей нет - температура окружающей среды в ней не фигурирует. Странно как-то..
cpt
Потери скорее всего указанны довольно условно, т.к замерить их в такой конструкции довольно сложно, да и вакуум всё таки очень хороший теплоизолятор и потери скорее всего возникают не от теплопередачи, а от собственного излучения и отражения радиации и будут в пределах тех 5 Вт/м^2 не зависящих от температуры окружающей среды. (вакуум скорее всего и определяет срок службы, интерес в другом предусмотренна ли конструкцией возможность его восстановления в случае разгерметизации).
Соотношение же количества энергии приходящееся на 1 кв.м летом и зимой всегда будет в пользу лета, но это отношение по сути одинакого для любого города будь то Берлин, Томск, Сочи или Мадрид. Значение же суточной радиации например Томска и Берлина можно принять равными, а в Новосибирске например эта велечина даже больше. Так что при необходимости вакуумные коллекторы можно смело применять в быту при больших расходац горячей воды.
dadadada
Да даже если это и будет работать с середины весны и до середины осени - уже хороший плюс. У меня на подогрев воды для ГВС одинаковое кол-во денег уходит в течении года. А тут пол года экономить - круто! Но опять таки........ купите кто-нибудь и расскажите, как все работает.
imba
Потери скорее всего указанны довольно условно, т.к замерить их в такой конструкции довольно сложно
Чего сложного замерить Т воды внутри коллектора два раза (ночью) и сделать тривиальный расчетик?
Значение же суточной радиации например Томска и Берлина можно принять равными, а в Новосибирске например эта велечина даже больше.
у нас зимой облачно - и это стандартная погода. А в Берлине - ясная гораздо чаще. Поэтому лучше не сравнивать берлинскую и томскую радиацию, приходящуюся на ясную погоду, а сравнивать кол-ва энергии, дошедшей там и там до поверхности шарика.
cpt
Так вы только мощность в течении дня замерите, а кроме неё надо знать реальное количество солнечной радиации, сколько из ней было поглощенно коллектором, отразилось от его поверхности и было потерянно от нагретой воды за счёт теплопередачи и излучения, а это уже сложнее согласитесь.
Ну а по поводу облачной погоды я свами всё же не соглашусь, да и количество энергии я рассматривал именно то которое действительно приходится на 1 кв.м земли.
imba
с вакуумом оказалось всё просто - там поглотитель стоит (его поверхность является индикатором вакуума на рисунке), которого как раз и хватает на 15 лет
RDm
т.е. вакуум может быть и есть, а вот вакууметр уже не кажет, по этому прибор считаем поломатым? ))))))))))))))
Ни у кого на мерсе спидометра сломанного нет? могу забрать мерс по цене металолома ;-)
imba
Так вы только мощность в течении дня замерите
тут всё просто: теплопотери в Вт приблизительно равны
(Q2-Q1)/t
t - время между измерениями
Q1 и Q2 - тепловая энергия ( Q1=c*m*T1, Q2=c*m*T2, c - теплоёмкость ) в первое и второе измерение температуры теплоносителя в коллекторе (без протока). Ночью - это для того, чтобы не было поступления энергии от солнца. Почему мощность теплопотерь "приблизительна"? Потому что эффективная температура небосвода разнится в зависимости от погодных условий и за счет излучения улетает разное кол-во тепла.
Ну а по поводу облачной погоды я свами всё же не соглашусь, да и количество энергии я рассматривал именно то которое действительно приходится на 1 кв.м земли.
Если честно, то я не знаю точных данных. На сайте НИИ оптики атмосферы сразу не нашел, к сожалению. Поэтому оперирую догадками: субъективно, в Томске зима разительно отличается облачностью от всех мест, где я бывал, в том числе - от Германии (6 месяцев там "зимовал"). Ну еще может быть такое рассуждение: облака зимой дают снег, если в регионе зима обычно ясная (юг Хакасии, например), то снега там мало. У нас же снега дофига. Значит, чаще облачно, чем в Хакасии (это факт). Ошибусь-ли я, если рядом с Хакасией поставлю Германию?
cpt
взможно и так измерить, но там скорее всего потери будут от колеектора, а не от самих трубок
Если даже принцип работы описать нормально не могут....
