вирішуємо на базі тепла, яке необхідно для системи гарячого водопостачання.
Підрахунок кількості тепла необхідного для забезпечення сім'ї з 2 чоловік гарячою водою.
Визначення, на скільки градусів повинна підвищитися температура води і її обсяг. Сім'я - 2 людини.
За емпіричними даними на середньої людини витрачається в день 50 літрів води. Сумарний обсяг ємнісного нагрівача треба розраховувати з розрахунку 1,5 ... 2 добової потреби.
Відповідно, тр (50 · 2) · 1,5=150 л
Середня температура вхідної води tвх=5 ° С. Вона повинна бути нагріта до tкон=40 ° С
? t=40-5=35 ° С.
Визначаємо кількість енергії необхідної для нагрівання цієї кількості води.
Враховуємо, що для нагріву одного літра води на один градус треба затратити енергію рівну 1 ккал.необх=150 л · 35 ° C=+5250 ккал.
Для перекладу даної енергії в кВт · год скористаємося наступною формулойнеобх/859,8=5250/859,8=6,105 кВт · год (1 кВт · год=859,8 ккал)
Визначаємо кількість енергії, яка може поглинатися і перетворюватися в тепло сонячними колекторами.
Кількість енергії, що поглинається сонячним колектором, залежить від усередненого опромінення сонцем, значення яких, наведені в таблиці 5.1.
Таблиця 5.1
Опромінення сонцем.
Щомісячне усереднене опромінення сонцем на горизонтальну поверхность.кВт · год/м 2/день0,681,522,934,385,055,705,954,012,651,430,840,48
Сонячний колектор здатний поглинати до 80% енергії сонця.
Значення передачі поглиненої енергії вакуумними трубками одно 1=0,68 · 0,8=0,544 кВт · год/день 2=1,52 · 0,8=1,216 кВт · год/день 3=2 , 93 · 0,8=2,344 кВт · год/день 4=4,38 · 0,8=3,504 кВт · год/день 5=??5,05 · 0,8=4,04 кВт · год/день 6=5 , 70 · 0,8=4,56 кВт · год/день 7=5.95 · 0,8=4,76 кВт · год/день 8=4,01 · 0,8=3,208 кВт · год/день 9=2 , 65 · 0,8=2,12 кВт · год/день 10=1,43 · 0,8=1,144 кВт · год/день 11=0,84 · 0,8=0,672 кВт · год/день 12=0 , 48 · 0,8=0,384 кВт · год/день
площі поглинання колектора для даного місяця.
Площа поглинання вакуумної трубки діаметром 58 і довжиною 1800 мм становить 0,08 м2
Відповідно одна трубка здатна отримувати і передавати сонячне тепло у розмірі 1=P 1 · 0,08=0,544 · 0,08=0,0435 кВт · год 2=P 2 · 0,08=1,216 · 0,08=0,0973 кВт · год 3=P 3 · 0,08=2,344 · 0,08=0,188 кВт · год 4=P 4 · 0,08=3,504 · 0,08=0,280 кВт · год 5 =P 5 · 0,08=4,04 · 0,08=0,323 кВт · год 6=P 6 · 0,08=4,56 · 0,08=0,365 кВт · год 7=P 7 · 0,08= 4,76 · 0,08=0,381 кВт · год 8=P 8 · 0,08=3,208 · 0,08=0,257 кВт · год 9=P 9 · 0,08=2,12 · 0,08=0, 17кВт · год 10=P 10 · 0,08=1,144 · 0,08=0,092 кВт · год 11=P 11 · 0,08=0,672 · 0,08=0,054 кВт · год 12=P 12 · 0,08= 0,384 · 0,08=0,031кВт · год
Визначаємо необхідне число трубок.
Використовуючи значення, обчислене вище, визначаємо кількість трубок, яке треба встановити.
Енергія, яку необхідно затратити на нагрів потрібної кількості води становить Q необх=6,105 кВт · год.
Енергія, яку може передати один вакуумна трубка, залежно від місяця, становить S i кВт · год, тоді 1=6,105/0,0435=140 2=6,105/0,0973=63 3= 6,105/0,188=33 4=6,105/0,280=22 5=6,105/0,323=19 6=6,105/0,365=17 7=6,105/0,381=16 8=6,105/0,257=24 9=6,105/0,17=35 10 =6,105/0,092=67 11=6,105/0,054=113 12=6,105/0,031=197
Підрахувавши, кількість трубок у складі колекторів, ми бачимо, що в залежності від місяця використання для приготування потрібної кількості води, кількість трубок суттєво відрізняється. У даному випадку варіант - чим більше, тим краще, не підходить. Взимку ми отримаємо необхідну кількість тепла, але влітку зіткнемося з дуже суттєвою проблемою - утилізацією надлишкового тепла. Сонце неможливо виключити або включити, тому воно буде постійно нагрівати воду у вашому баку. Зрештою вода в баці акумуляторі закипить, а це може призвести до виходу з ладу обладнання. Можна здійснити скидання гарячої води в каналізацію і набір в бак холодної води для подальшого нагріву, але таке використання сонячних колекторів не доцільно.
Застосування сонячних колекторів спрямовано, насамперед, на економію грошей і економію природних ресурсів. Тому необхідно використовувати ту кількість сонячних колекторів, яке економічно доцільно.
В даному випадку, ставилося завдання забезпечити гарячою водою родину з 2 чоловік. Правильним рішенням буде вважатися підбір кількості трубок колектора залежно від місяця, в якому максимальна сонячна ефективність. Тобто для сім'ї з двох чоловік в передмісті Єкатеринбурга необхідний бак-накопичувач на 200 літрів і сонячний колектор на 35 трубок.
Таким чином, сонячний колектор, працює в неопалювальний сезон, отже, пропадає необхідність ...
