• Вам перезвонить?
  • (050) 474-74-14 (067) 474-74-14

Подбор и расчет вакуумных солнечных коллекторов.

Подбор и расчет вакуумных солнечных коллекторов.

Расчет солнечных коллекторов гелиосистемы нужно выполнять в каждом конкретном случае отдельно, поскольку потребление горячей воды и нужды на отопление зданий зависят от множества всевозможных факторов.

Самым простым и от этого не менее эффективным способом расчета ориентировочного количества энергии, получаемой от солнечного коллектора в определенно взятом регионе, является метод, основанный на использовании данных об среднегодовой солнечной активности в этой местности и площади поглощения устройства.

Для оценки полноты обеспечения тепловой энергией солнечным коллектором воспользуемся статистическими данными.

Так, в среднем одно домохозяйство требует 2-4 кВт энергии для нагрева горячей воды в день на человека.

Объемы вырабатываемой энергии солнечным коллектором напрямую зависят от нескольких параметров, среди них:

  • уровень солнечной инсоляции в регионе эксплуатации устройства;
  • площадь поглощения прибора;
  • КПД коллектора;
  • угол наклона панелей к солнечному излучению.

  • Величину солнечной инсоляции для поверхности площадью 1 м² для разных регионов Украины можно найти в статистической отчетности по активности солнечного излучения в данном определенном регионе или в строительных данных по теплотехнике.

    Площадь коллектора можно узнать из паспортной документации солнечных гелиосистем.

    Величину КПД берем из диапазона 80 - 85% (паспортные данные).

    Принимаем оптимальный угол наклона апертурной поверхности относительно солнца для своей местности (согласно географической широте располагаемого объекта).

    В случае если найти точную информацию о солнечной активности в вашем районе не удается, можно воспользоваться данными средней инсоляции по регионам Украины с 1 м² на горизонтальной площадке.

    Еще один вариант – это воспользоваться эмпирической формулой: количество энергии на горизонтальной площадке умножить на 1,2.

    Методика расчета

    1. В технической документации к солнечным коллекторам производители указывают значение именно поглощающей площади.

    2. Исходя из паспортных данных поглощающей площади, указываемой для всего вакуумного коллектора Apricus (состоящего из 30 трубок) можно определить поглощающую площадь одной стеклянной трубки: 2,83 / 30 = 0,09 м².

    3. Теперь можно найти необходимое количество трубок, образующих 1 м² площади коллектора.

    Определение данного значения необходим по той причине, что повсюду величина солнечной энергии приводится именно из расчета на 1 м².

    Получаем: 1м² / 0,16 м² = 11,11.

    Другими словами 1 м² = 11 вакуумным трубкам коллектора.

    4. Чтобы определить, сколько трубок должен содержать солнечный коллектор для выработки необходимого количества тепловой мощности, необходимо знать величину тепловой мощности 1 трубки.

    Ее находим по формуле:

    Мощность 1 трубки (годовая) = Площадь поглощения 1 трубки х инсоляцию 1 м² для данного региона (годовую) х КПД коллектора.

    Из таблицы берем значения среднемесячной (берем 30 дней в месяце) инсоляции для Харькова. Месяц Январь,  Февраль,  Март,  Апрель, Май,  Июнь,  Июль,  Август, Сентябрь, Октябрь, Ноябрь, Декабрь:  32,1 56,1 88,5 118,8 157,5 156,6 157,5 140,1 93,6 58,2 30,6 25,8

    Тогда годовая инсоляция 1 м² для Харькова составит: 1115,4 кВт*час/м².

    Итого: Годовая мощность 1 трубки = 0,09 х 1115,4 х 0,8 = 80,3 кВт.

    5. Тепловая энергия, вырабатываемая 1м² солнечного коллектора в год, составит: 80,3 х 11 = 883 кВт.

    6. Рассматриваемый коллектор поглощающей площадью 2,83 м² вырабатывает: 883 х 2,83 = 2498,89 кВт = 2,5 МВт.

    Теперь вернемся к началу статьи, где говорилось о том, что в домохозяйстве на 1 человека тратится 2-4 кВт энергии для нагрева воды.

    Таким образом, при круглогодичном использовании в Харькове солнечного коллектора, состоящего из 30 стеклянных трубок площадью 2,83 м² и КПД = 0,8, в среднем в день можно получить: 2498,89 кВт / 365 = 6,8 кВт. Этой энергии достаточно для нужд семьи из 2-3 человек. Опять же все это приблизительные расчеты, полученные на основе усредненных данных.

    На практике вырабатываемой энергии может быть меньше, например, в пасмурный день, поэтому площадь коллекторов необходимо выбирать с запасом в 20%.

    Для правильной установки коллекторов гелиосистемы необходим выезд сертифицированного специалиста на объект установки гелио коллекторов.

    Из основных требований по установке необходимо обратить внимание на расположение относительно сторон света.

    Требования по установке коллекторов

  • Коллектор должен быть обращён лицевой стороной на экватор.
  • Гелиоколлектора будут работать, даже если ориентировать его на Восток или Запад, но это приведёт к уменьшению продуктивности, в зависимости от места и конфигурации системы.

  • Так же не маловажное значение имеет угол наклона установки.

    Для оптимальной годовой производительности, угол установки коллектора должен быть равен широте места установки. Отклонение +/- 10 градусов является приемлемым и сильно не влияет на производительность гелиосистемы.

    Если есть вероятность того, что летом производительность будет сильно превышать потребность в тепле, установите коллектор под углом на 15-20 градусов больше чем широта места установки. Это поможет уменьшить летнюю производительность и увеличить зимнюю.

    Например, при широте в 30 градусов, угол установки должен быть 45-50 градусов.

  • Коллектор не может быть установлен в перевернутом виде или с горизонтальным расположением труб, так как в этом случае он не будет функционировать.
  • Хотим обратить внимание на предотвращение затенения гелиоколлекторов. Коллекторы должны быть расположены таким образом, чтобы избежать затенения, по крайней мере, с 9 часов утра до 15 часов дня по местному времени. Частичное затенение из-за небольших объектов, таких как антенны и небольшие дымоходы, не вызывает серьезного уменьшения производительности.
  • Если соблюдать правильный подбор и расположение гелиосистемы, то Вашем доме всегда будет комфортно и уютно.

    03.04.2017