Дәріс №4. Күн энергиясын қолдану
жүктеу/скачать 268,25 Kb.
|
F – жылуберу бетінің ауданы;
Ta және T0 – сәйкесінше, абсорбер бетінің орташа температурасы және қоршаған орта температурасы. Күн коллекторы 100 % эффективті болу мүмкін емес. Себебі, жылу энергиясына түрлену кезәнде және оптикалық шығындар пайда болады. Жылу шығындары – бұл күн коллекторында жылу энергиясына түрленген, бірақ жылутасығышты қаздаруға қолданылмай, қоршаған ауаға таратылған күн энергия бөлігі. Берілген шығын түрлері коллектор мен қоршаған ауа температуралар айырымына және жылу шығындар коэффициентіне k₁ (жылу шығындарының сызықты коэффициенті Вт/(м²·К)) және k2 (жылу шығындарының сызықтыеместігін ескеретін коэффициенті Вт/(м²·К)) тәуелді. Күн коллекторының ортақ эффективтілігін коллектор ПӘК анықтайды: k T k T 2 1 2 , (4.4) 0 E E мұнда η – коллектордың пайдалы әсер коэффициенті; η0 – оптикалық пайдалы әсер коэффициенті; k1 – жылу шығындар коэффициенті, Вт/(м²·К); k2 – жылу шығындар коэффициенті, Вт/(м²·К); T = (Ta T0 ) айырымы, К; – коллектор және ауа температуралары арасындағы Е – күн сәуле шашырауының қосынды қарқындылығы. ПӘК максималды мәні температуралар айырымы ∆Т нөлге тең болғанда іске асады. Бұл жағдайда коллекторда жылу шығындары болмайды. Бірақ осындай идеал шарттар практикада кездеспейді. η0 мәні кез келген күн коллекторының төлқұжаттық мән болып табылады және күн коллекторының құжатында міндетті түрде көрсетілуі керек. суретте түрлі коллекторлардың жылулық ПӘК-ның коллектор мен ауа температуралар арасындағы айырым тәуелділігі көрсетілген. сурет – Түрлі типті күн коллекторларының эффективтілігін салыстыру Вакуумды коллекторлар. Жоғары температураларға дейін қыздыру үшін вакуумды коллекторлар қолданылады. Оларда абсорбирлеуші бет қоршаған ортамен вакуумдалған кеңістік көмегімен бөлінген. Ол конвекция мен жылу өткізгіштікті болдырмау есебінен, сыртқы ортаға кететін жылу шығындарын айтарлықтай төмендетеді. Ал сәуленеуден болатын жылу шығындары селективті жапқыштар қолдану арқылы басылады. Конструкциясы құрылымды түрде 4.5 суретте көрсетілген вакуумды коллекторлар жылутасығышты 120-150 ºС және одан да жоғарыға дейін қыздыра алады. Вакуумды құбырлы коллекторларда оқшаулағыш рөлін шыны колбадағы кеңістікті толтыратын вакуум атқарады. Колбада абсорбер орналастырылған. Вакуумды құбырлы күн коллекторларының бірнеше түрі бар: шыны түтік түріне байланысты (коаксиалды және қаламды); жылу канал типіне байланысты (жылулық түтік, тура ағынды); «Прогресс-ХХI» (Ресей) фирмасы шығаратын гелио жүйелерде жоғары эффективті вакуумды құбырлы гелиоколлекторлар қолданылады. Ваккумды жылу құбыры автономды және аса берік борсиликатты шыныдан тұрады. Сыртұы түтігі – түссір, ал ішкі минималды сәуле шағылту кезінде максималды жылу сіңірілуді қамтамасыз ететін арнайы селективті жабынға ие. «Прогресс-ХХI» күн су қыздырғышының ішкі және сыртқы түтіктер арасындағы вакуумды қамтамасыз ету үшін, сақтау және эксплуатациялау кезінде түіктен бөлінетін СО, СО2, N2, O2, H2О және H2 газдарын жұтатын, бариерлік газ сіңіргіштерді қолданады және ол күн коллектор түтігіндегі вакуум күйінің нақты визуалды индикаторы болып табылады. Түтіктің газдалу кезінде бариерлік қабат күміс түстіден аққа айналады, ол вакууады күн су қыздырғыш құбырының бүтіндігін анықтауға мүмкіндік береді. сурет – Жылу түтік жұмысының сұлбасы
сурет – Вакуумды күн коллекторындағы жылулық түтіктің жұмыс істеу сұлбасы және шатырдағы күн коллекторының орналасуы Күн сәулелері (тура, шашыраңқы) болғанда жылудың сіңірілуі мыс түтігінде іске асады. Ол ваккулды түтіктің ішінде орналасқан және қыздыру кезінде буланатын органикалық емес улы емес сұйықтық бар. Түтіктегі қысым төмне болғандықтан, булану тіпті -25-30 °С төмен температураларда да іске аса береді. Бу жылу түтігінің ұшына (конденсаторға) көтеріледі. Мұнда гелиоколлектор жылуөткізгішінде ағып жатқан жылутасымалдағышқа (антифризға) жылуын береді. Содан кейін ол конденсацияланады және төмен түседі және процесс қайталанады. Вакуумды түтіктері бар күн су қыздырғыш салқын күндерде де жақсы нәтиже көрсетеді. Себебі олар бұлттар арқылы өткен инфрақызыл сәуле энергиясын сіңіре алады. Вакуумның оқшаулағыш қасиеттерінің арқасында, гелиожүйенің жұмысына желдің және төмен температуралардың әсері, жазық күн коллекторына әсерімен салыстырғанда аз. Вакуумды күн коллекторы бар гелиожүйе -35 °С температураға дейін жақсы жұмыс істей алады. Вакуумдыұ түтіктер дөңгелек. Осының есебінен гелио коллекторға келіп түсетін күн сәуле шашырауының мөлшері таңнан кешке дейін тұрақты болып қалады. Бұл жазықпен салыстырғанда, қосынды сіңірілген энергияны арттырады. Түтіктер күн су қыздырғышында параллель орналастырылған, олардың көлбеулену бұрышы жылыту жүйесінің орналастырылу орнының географиялық ендігіне байланысты. Солтүстіктен оңтүстікке бағытталған, күні бойы ваккумдық күн коллекторлар түтіктері күн соңынан пассивті қозғалады. Вакуумды коллекторлардың артықшылықтары: жыл бойғы жоғары ПӘК; қыс мезгіліндегі максимал ПӘК. Кемшіліктері: бағасы қымбат; коллектордың басқы түрлерімен салыстырғанда, салмағы үлкен және көлемі ауқымды; қысқы мезгіл кезінде қар жауу мен қырау пайда болу салдарынан болған салқын климаттық жағдайлардағы жұмыс эффективтілігінің төмендігі. жүктеу/скачать 268,25 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|