1598005349-cbdd2b750b348f5994382c5962e09db2 (Индивидуальные солнечные установки [автор неизвестен]u), страница 4

В цикле теплота от рабочего тела отводится в конденсаторе Я„) и абсорбере Я,), а подводится в генераторе (О,) и испарителе (О„). Коэффициент преобразования анергип дли абсорбцпояпой холодильной установки равен отношению холодопроизводительвости О, к количеству теплоты, подведенной в генераторе, Оы я=О,/О,. Типичные значения этого коэффициента для бромисто-литиевой установки 0,6 — 0,3, а для водоаымиачкой — 0,4 — 0,6.

Эти цифры в 5— 7 раэ ниже, чем для парокомпрессиониой установки с электроприводом, но если учесть КПД преобразования тепловой эпегии в электрическую, который составляет 0,33, а также потери энергии в сети, то рззиица становится значительно меньше, Тепловой насос — это как бы холодильная установка наоборот. Он состит из тех же элементов, что п холодильная установка, только работает в другом температурном режиме и предназначен для отопления зданий за счет использования теплоты окружающей среды (воздуха, воды, грунта, солнечной энергии) и тепловых отходов. Тепловой насос может использоваться для отопления зданий зимой и их охлаждения летом.

Существуют парокомпрессионпые и абсорбцпонпые тепловые насосы. Аналогично холодильной установке парокомпрессионный тепловой насос включает испаритель, компрессор, конденсатор и дроссельный вентиль. Пикл работы теплового насоса осуществляется в диапазоне температур рабочего тела в испарителе и конденсаторе. Баланс энергии парокомпрессионного теплового насоса записывается, в виде уРавнениЯ д,=г/и+(к, где с/, — количество теплоты, отводимой в конденсаторе, кДж/кг; г/, — количество теплоты, подводимой в пспарптеле, кДж/кг; /з — работа сжатия хладагента в компрессоре, Эффективность установки в случае, когда тепловой насос используется для отопления здания, характеризуется тепловым (отопительным) коэффициентом пли коэффициентом преобра- зованиЯ энеРгии гу=г/к/( Максимальную эффективность имеют теплонасосная и холодильная установки, работающие по обратному циклу Карно в диапазоне температур в иснарителе Т„ и конденсаторе Т,.

При этом фи=Та/(Ти — Ти) и е,= Т / /(Т„-Т„). В парокомпрессионном тепловом насосе в качестве источника теплоты, подводимой к рабочему телу пспаителя, может использоваться грунтовая вода или вода пз реки, моря, озера, влажная почва, наружный воздух, солнечная радиация. Подвод и отвод теплоты осущестиляются посредством циркулирующего теплоносителя— воды или воздуха. В зависимости от источника теплоты и теплоотводящей среды различают тепловые насосы типа подав вода, грунт — вода, воздух — вода, вода — воздух, грунт — воздух и воздух — воздух.

Наиболее пригодны для систем отопления первые три типа, а для охлаждения — остальные. Для работы теплового насоса в режимах отоплегпи и охлаждения необходимо иметь специальный дроссельный вентиль и четырехходовой клапан, обеспечивающий изменение направления движения хладагента па противоположное.

Тот теплообменник, который был испарнтелем в режиме отопления, становится конденсатором в режиме охлаждения и наоборот. Бакинский завод «Кондиционер» выпускает тепловые насосы типа воздух — воздух, пригодные для отопления жилых и общественных зданий. Глава вторая СОЛНЕЧНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ И АККУМУЛЯТОРЫ ТЕПЛОТЫ 4.

ТИПЫ КОЛЛЕКТОРОВ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ Основным конструктивным элементом солнечной установки является коллектор, в котором происходит улавливание солнечной энергии, ее преобразование в теплоту и нагрев воды, воздуха или какого-либо другого теплоносителя.

Различают два типа солнечных коллекторов — плоские и фокусирующие. В плоских коллекторах солнечная энергия поглощается без концентрации, а в фокусирующих — с концентрацией, т. е, с увеличением плотности поступающего потока радиации. Наиболее РаспРостраненным типом коллекторов в низкотемпературных гелиоустановках является плоский коллектор солнечной энергии (КСЭ).

Его рабата основана на принци- пе «горячего ящика», который легко представить себе, если вспомнить, как нагревается на солнце салон закрытого автомобиля, который служит своеобразной ловушкой для солнечных лучей, поступающих в него через ярозрачные поверхности остекления. Для того чтобы н»- готовить плоский КСЭ, необходима прежде всего лучгпоглошаюшая поверхность, имеющая надежный контакт с рядом труб или каналов для движения нагреваемоьт теплоносителя. Совокупность плоской лучепоглощаюшеч поверхности и труб (каналов) для теплоносителя образует единый конструктивный элемент — абсорбер. Дл ~ лучшего поглощения солнечной энергии верхняя поверхность абсорбера должна быть окрашена в черный цвет н,ни должна иметь специальное поглошающее покрытие.

Снижение тепловых потерь от абсорбера в окружающс ' пространство достигается путем применения тепловой изоляции, закрывающей нижнюю поверхность абсорбера, а также светопрозрачной изоляции, размещаемой над абсорбером на определенном расстоянии от него, Все названные элементы помещаются в корпус, и производится уплотнение прозрачной изоляции — остекления (рис. 8). улавливать как прямую (лучистую), так и рассеянную солнечную энергию и как следствие этого — возможность его стационарной установки без необходимости слежения ва Солнцем.

Абсорбер плоского коллектора солнечной энергии, как правило, изготовляется из металла с высокой теплопроводностью, а именно из стали, алюминия и даже нз мс- дп. Для низких рабочих температур его можно также изготовить из пластмассы или резины. Прозрачная изо- Рнс. 9. Общнй внд плоского ноллскторн солнечной энергии: 1 — корпус; у — теплоиаолиция; д— луиепоглощающая ловерхвостщ 4 — двухслойное остекление; 5— натрубил для подвода теплоиоси.

тела !патрубок для отвода нагретого теллоиасителя ве покатаау Рнс. 8. Конструктивные элементы плоского коллектора солнечной энергии: 1 — остеклаеие; у — луеепоглощающая поверхность с трубками для Ч иагревагмой жидкости; 3 — корпущ а — теплоизоляции Таким образом получается плоский коллектор для нагрева жидкости, общий вид которого показан на рис. О. Максимальная температура, до которой можно нагреть теплоноситель в плоском коллекторе, не превышает !00'С и зависит ~гак от климатических данных, так н от характеристшс коллектора и условий его эксплуатации, Несмотря на простоту конструкции создание хорошего коллектора требует большого искусства.

К числу принципнальных преимуществ плоского КСЭ по сравнению е коллекторамн других типов относится его способность ляция представляет собой один нли два слоя стекла нли полимерной пленки. Может использоваться комбинация из наружного слоя стекла и внутреннего слоя полимерной пленки. В случае низкой температуры нагрева теплоносителя (до 30 'С) коллектор может вовсе пе иметь прозрачной изоляции, Корпус коллектора может быть изготовлен из оцинкованного железа, алюминия, дерева, пластмассы. В качестве тепловой изоляции могут применяться различные материалы: минеральная вата, пенополиуретан и т.п. Существуют разнообразные конструкции плоских КСЭ.

Наиболее широко применяемые конструкции абсорберов плоских солнечных коллекторов показаны на рис. 10. а] В качестве цоглотителя солнечного излучения в коллекторе типа труба в листе (рис. 10, а) для жидкого теплоносителя используется ряд параллельных труб диаметром 12 — 15 мм, припаянных или приваренных сверху, снизу или в одной плоскости к металлическому листу 11 расположенных на расстоянии 50 †1 мм друг от дру- Рис. 10.

Схемы вбсорберов плоских жидкостных коллекторов: а — труба в листе; б — саелваепле' гой«ркрава««нога и плоского ластов; з †штампованн абсарбер; з — лист с прпвареняыми првмаугальпымн ка. наламк га. Верхние и нижние концы этих труб прнсоединяютсп путем пайки или сварки к гидравлическим коллекторам. В коллекторах для нагрева воздуха (рнс. 11) среди движется в пространстве, образованном прозрачной изоляцией и лучевосприиимающей поверхностью из метал. «$ф~М йф~Д « Рнс. 11.

Схемы плоских воздушных солнечнык коллекторов с движением воздуха под плоским (а), оребреиным (б) н гофрированным (в) вбсорбсром, через ряд стеклянных пластин (В) н пористую насадку (гу): У вЂ” остекление: У вЂ” абсарбер;  — теплоизоляция; 4 — ноток воздуха лического листа плоского (рис. 11, а), с ребрами (рис.

1!,б) или гофрированного (рис. 1!,в), из стеклянных пластин, наполовину зачерненных и наполовину прозрачных (рис. 11,г), и из пористой насадки (рис. 1!,д). В плоском КСЭ площадь «окна», через которое сол. печная энергия попадает внутрь коллектора, равна площади лучепоглощающей поверхности, и поэтому плот. 28 ность потока солнечной радиации не увеличивается.

При использовании концентраторов,т.е.оптических устройств типа зеркал или линз, достигается повь1ШЕннЕ плотнОсти потока солнечной энергии. Это имеет место в фокусирующих коллекторах солнечной энергии, требующих спеццального механизма для слежения за Солнцем. Зеркала — плоские, параболоидные или параболо-цилиндрические — изготовляют из тонкого металлического листа нлп фольги или других материалов с высокой отражательной способностью; линзы — из стекла или пластмасс. Фокусирующие коллекторы обычно применяются там, где Рис. 12.

Концентраторы солнечной знергин: а — парабола-цилиндрический концентратор с трубчатым пркечакком чзлуче. кк»; б — жаклин« з — параболоядный кояцектрагор; з — линза Фреиелаг д ноле гелиосгатов с центральным приемником излучения; à — отраыательу  — приемник нзлученвя требуются высокие температуры (солнечиые электростанции, печи, кухни и т. п.). В система- теплоснабжения зданий они, как правило, пе используются. Некоторые типы концентраторов, используемых в фокусирующих коллекторах, показаны на рис.

12. Плоские КСЭ также могут быть снабжены дешевыми плоскими отражателями. Кроме описанных двух основных типов КСЭ вЂ” плоских и фокусиру1ощих коллекторов — разработаны и используются стеклянные трубчатые вакуумироваиные Относительннн трнбтепнн площадь. ь, Рабочая ченпернхт- рн, с кпд наллеиТОРа, % Тип солнечного яоллщпорз Слщкение аа Солнцев 100 130 20 — 40 30 — 50 15 — 25 60 — 75 30 — 100 40 — 100 до 1000 Плоский КСЭ Солнечный пруд Центральный приемник с полем гелиостатов Параболо.цилиндрический концентратор Вакуумнрованный стеклянный трубчатый коллектор Не требуется Не требуется Вращение во круг двух осей до 500 50 — 70; 30 — 50 40 — 60 9) — 75 Вращение во круг одяой осн Не требуется 5.