1598005388-75817e507af1149f1b780e44ae0a31ce (811205), страница 13
Текст из файла (страница 13)
39. Они концентрируют солнечные лучи зеркалами или эффективными линзами. Температура от 200'С до 500'С может быть получена путем слабой концентрации (1:10). При более высокой концентрации лучей может быть достигнута 1 до 4000' С. 3 з»к. 204> Рис. 87, Сплошная солнечная крыша (Цинка) В тяжелой индустрии или в исследовательских работах солнечные концентраторы составляют часть солнечных топок илн солнечных силовых станций.
Солнечная топка в Одейло-фон-Роме (Французкие Пиренеи) имеет систему параболических зеркал 49 м высоты и 54 м ширины (фокусная длина !8,4 и). Прн этом достигается ~=4000' С (максимальная термическая мощность установки 1000 кВт), которая используется для экспериментов по плавке. Болыпне концентраторы радиации построены также в США, Японии, Австрии, Алжире, Греции, Советском Союзе и других странах. Концеитрирующне коллекторы, или, как их называют, зеркальные коллекторы, должны находиться под постоянным контролем.
Оии очень чувствительны к загрязнению пылью н мусором, которые снижают нх оптические качества. Зеркала можно защитить от воздействия погодных условий стеклянным покрытием, но стекло в отличие от поверхностных коллекторов должно часто очищаться, чтобы не ослабить прямую радиацию добавочным рассеиванием. Радиацнониыс концентраторы обычно используют только прямую радиацию.
Но исследования последних лет показывают, что, несмотря на это свойство, такие коллекторы могут использоваться в среднеевропейских климатических условиях для бытовых целей. Солнечные коллекторы, построенные научно-исследовательской лабораторией фирмы «Филипс ОгпвН», снабжены тепловым отражающим фильтром с окисью индия (ЗпвОв), который имеет Рис. 38. Солнечная крыша в Лелино Рис.
оу. Солнечная тепловая установка с фокусирующими и плоскими сол- нечнылш панелями трансмиссию для солнечного света Т=85% и отражатель для тепловой радиации )е=90е7о. Коллектор обладает поглощающей способностью солнечной радиации, равной 95%. Некоторые показатели, характерные для коллектора фирмы «Филипс» с дополнительным покрытием, приводятся в табл. 8. Эти показатели были получены экспериментально прн нагреве воды в летних условиях.
т л в л и ц л а. поклзлтнлп коллвкторов оирмы «филипс» погодине усаояия Общая рвляваия, Ве/и* КПД, 6 61 55 800 600 Безоблачное небо, ясно Слабая облачность, ту- ман Средняя облачность Сплошная облачность 45 20 300 150 Фирма «Лайби, Нойеншвандер и К'» (Берн, Швейцария) также выпускает фокусирующие солнечные коллекторы, которые состоят из многочисленных параболических зеркал. Прямая радиация, поглощаемая зеркалами, концентрируется в трубе, направленной по фокусирующим линиям, проходя через которую поток жидкости нагревается. Для избежания тепловых потерь при передаче концентрируемая энергия должна попадать непосредственно внутрь трубы, которая для этой цели делается прозрачной, Внутри нее имеется черный поглотитель, который передает полученную энергию на нагревательные средства с помощью конвекцнн.
В Великобритании компания «Силовые системы» использует параболические фокусирующие солнечные коллекторы, в которых цилиндрические параболические рефлекторы вращаются вокруг трубы по фокусирующим направлениям, следующим за солнцем. Труба с циркулирующей жидкостью зачернена для поглощения радиации и покрыта концентрической стеклянной трубой для уменьшения тепловых потерь.
Дальнейшая эксплуатация покажет, какой тип коллектора наиболее экономичен. 6.1.2. Плоские коллекторы. Этот тип коллекторов имеет плоскую поглощающую поверхность, его работа основана на парниковом эффекте. Плоские коллекторы состоят из каркаса (пластикового, стеклянного или деревянного), прозрачного покрытия (одинарного, двойного, тройного, стеклянного или пластикового), поглощающих поверхностей (избирательных или неизбирательных), изоляции и средств передачи тепла (воздух, вода, масло, бензин и т. д.).
Характерные особенности избирательных наружных поверхггостей в современных солнечных коллекторах были экспериментально изучены проф. Табором, который определил оптимальную комбинацию двух тонких слоев прозрачного покрытия, которая обеспечивает 94% поглощения солнечной радиации при 6% соответствующей эмиссии. Все элементы плоского коллектора образуют вместе устройство для поглощения солнечной радиации, которое охлаждается средствами теплопередачи. Однако получаемая солнечная энергия может быть использована лишь частично, так как часть ее теряется при отражении, поглощении нли утечке через конструктивные элементы. Оптимальный по КПД плоский коллектор с температурной шкалой до 100' С должен обладать следующими качествами: прочными конструкциями; при потребности в средней температуре эффективностью не ниже 50 — 60%; при низких температурах — 70 — 80%, высоких температурах — 20 — 30%.
Материалы, используемые для изоляции, а также облицовки плоского коллектора должны обладать возможно более низкой теплопроводностью. При коротком периоде солнечной радиации рабочая температура коллектора должна достигаться в минимальные сроки. Наружная поверхность теплоизоляции должна быть устойчива при любых атмосферных условиях. Главные теплопотери коллекторов происходят вследствие загрязнения, затенения от стоек и перемычек каркаса, отражения от стеклянных покрытий, а также при передаче тепла сквозь стекло. Кроме того, существуют потери радиации, передаваемой стеклянными покрытиями, возникающие в результате теплопотерь через водосточные желоба в поглощающих поверхностях (опи пропорциональны разности в температурах наружных и поглощающих слоев и, следовательно, могут быть представлены, значением К для коллектора), а также потери тепла от поглощенна холодной воды, конвекции в воздушных слоях между поверхностью коллектора и стеклянным покрытием, потери тепла, проводимого через стойки или изоляцию стеклянного покрытия и через воздух между коллектором и стеклянным покрытием.
Соотношение между энергией поступающей радиации и полезной тепловой производительностью определяет эффективность коллектора. Самая высокая температура, которая может быть получспа коллектором, достигается тогда, когда добавочное полезное тепло не уходит через средства тсплопередачи, т. е. когда полученная энергия радиации равна потерям коллектора плюс извлеченное полезное тепло.
Это называется непроизводительной, или уравновешенной, температурой. Различные непроизводительные температуры соответствуют проекту и качеству коллектора, интенсивности радиации и окружающим условиям. Например, в средней Европе солнечная радиация в 800 ккал/ч может считаться нормальной величиной. При такой радиации коллектор с одинарным остеклением может вэ выработать температуру до 100'С, в то время как коллектор с тройным остеклеиием может дать температуру до 190'С, а обычный коллектор с плоским покрытием обеспечивает нагрев лишь до 70 — 80' С.
Эффективность коллектора может быть увеличена специальной обработкой стеклянного покрытия, панелей, листового матейм' риала и поглощающих поверх- Ф ностей. Коллектор с эффектив- постыл 70% может рассматри- 1 Ю ваться как нормальный в случае обычного низкого уровня тепла. Размеры поглощающих по- верхностей установки зависят 3, от того, как много требуется тепла, как спроектированы дом б и коллектор, от географичеРиб. 4д Соли иный водяной но вк- СКИХ И КЛИМатИЧЕСКИХ УСЛОВнй. тор (тип М)Т) Для горячего (1=80 — 100'С) 1 — радиепия; 2 — стеклянное листовое по- ВОДоснабжения дома в средней крытие, 3 — второе стеклянное покрытие; т 4 — черная металл есхая поверхность; 5 — ' з.",ВРОПЕ ДОСТВТОЧНО КОЛЛЕКТора медные водопроводные трувм; б — нзоля- ПЛощадью 7 — 10 Мй В Том СЛуция Рив.
41. Солнечный воздушный коллектор (Диковин-Блибс) 1 — радиация; 2 — двойное остекление; 3 — поглощаюгцая поверхность металлической хонструнции; 4 — холодный воздух; 5 — выпуск теплого воздуха в аккумулятор Рис. 42. Солнечный воз- Ф 3 душный коллектор (Ледг) 1 — Радиация; 2 — холодный воздух; 3 — выпуск теплого воздуха в аккумулятор; 4— пластинки из темного стекла; 5 — изоляция; б — покрытие; У вЂ” пластины с зачерненной поверхностью; 5— каркасная конструкция 70 Рпс.
48, Мпсляный тип солнвчного кол- лектора (Ллехсиндров) 1 — радиация; 2 — конструкция крыюиг 3 прозрачное покрытие; 4 — масло; 5 — черная поглощающая металлическая поверхность чае, если возможно хранение соответствующего количества энергии.
Для обогре- йв вания комнаты площадью ййу от 30 до 150 м' требуется при соответствующей инсоляции и климатических ус- 2. 3 ловиях добавочная мощность теплового возмещения, получаемая от аккумуля- Ф" ' тора. Наклон коллекторов р~ определяется обычно для зимних условий (см. рнс.
46 и 4?). Величины, полученные экспериментально, 'следующие: наклон — от +10' до +15' (по отношению к гори- зв' зонту); если коллектор используется только в летнее время, то наклон — 15'. Л Наиболее известными «классическими» коллекторамп считаются: водяной тип — М1Т (рис. 40); воздуунный тип — ДеноваиБлисс (рис. 41); воздушный тип — Леф (рис. 42); масляный тип — Александров (рис.
43); воздушный тип — Франция (рис. 44). Не считая этих ставших уже классическими коллекторов, в сегодняшней практике используются и другие модели, снабженные интересными усовершенствованиями, Солнечные коллекторы, работающие летом и зимой в суровых климатических и тепловых режимах, подвергаются различным опасностям, которые могут быть учтены в проекте. Основные проблемы, встречающиеся при эксплуатации солнечных коллекторов, следующие: перегрев, опасность замерзания, коррозия, загрязнение, повреждение, тепловое расширение (сужение), утечка тепла.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
