Из российских производителей СК в Краснодарском крае наиболее массово с 1994 г. представлен Ковровский механический завод (КМЗ), коллекторы которого разработаны ведущим конструктором А.А. Лычагиным и испытаны на стенде Энергетического института им. Кржижановского под руководством доктора технических наук Б.В. Тарнижевского. Выпускаются коллекторы следующих модификаций:

№1 теплопоглощающей панелью из латунных трубок с литы ми алюминиевыми ребрами, корпусом из стали, теплоизоляцией листовым пенополиуретаном полиэтиленовой оболочке, стеклом с креплением угловым алюминиевым профилем (до 1997 г.);

№2 с теплопоглощающей панелью из лагунных трубок со стальными ребрами, остальные конструктивные решения аналогичны модификации No1 (до 1998 г.);

№3 теплопоглощающей панелью из латунных трубок со стальными ребрами и корпусом, теплоизоляцией из полостей пергамина, покрытием тыльной стороны окрашенными древесно-волокнистыми плитами, стеклом креплением плоскими планками (в настоящее время).

В соответствии с договором сотрудничестве с КМЗ Краснодарская лаборатория энергосбережения и нетрадиционных источников энергии Академии коммунального хозяйства с 1995 г. проводила эксплуатационные испытания всех моделей коллекторов завода в натурных условиях.

При обследовании 1230 CK №1, работающих с 1995 г., установлено: незначительный (менее 1%) выход из строя теплопоглощающих панелей: срок службы лакокрасочного покрытия не превышает 5 лет (выгорание, отслаивание от алюминиевых ребер); количество повреждений стекол до 10% (не выдержаны размеры зазоров, некачественное стекло, наличие 28 болтовых соединений крепления стекла на од- ном коллекторе затрудняет его замену); некачественное лакокрасочное покрытие корпуса CK, особенно тыльной стороны теплоизоляции (50- 60% повреждений после 5 лет эксплуатации); отсутствие элементов крепления CK к опорным металлоконструкциям; низкое качество резинотканевых патрубков и хомутов (до 30% повреждений).

С учетом этого Ковровским заводом были разработаны новые конструкции СК №2 и 3. При обследовании с 1999 г. 650 CK модели № установлено: эксплуатационные испытания не выявили существенного снижения КПД (более 5%); теплопоглощающие панели со стальными ребрами не имеют повреждений лакокрасочного покрытия; количество повреждений стекла незначительно (до 1%); отсутствуют повреждения лакокрасочного покрытия стальных элементов корпуса на отдельных коллекторах отмечено отвисание пергамина на тыльной стороне теплоизоляции.

---

Данные обследований СК Ковровского завода собраны при малом сроке наблюдений (до 7 лет) и не позволяют дать обоснованное заключение об их соответствии российскому стандарту. Полученные данные

выводы Б.В. о повреждениях солнечных коллекторов подтверждают Тарнижевского о рекомендуемых материалах для производства СК: те из сплавов на основе меди или коррозионно-стойких материалов, прозрачная изоляция – упрочненное стекло или поликарбонат, теплоизоляция-пенополиуретан.

Стоимости солнечных коллекторов одного типа (плоские неселективные или плоские селективные), но разных производителей, существенно различаются. При близких энергетических характеристиках стоимости коллекторов изменяются от 100 до 530 долл/м. Более объективным является приведение стоимости каждого коллектора к удельному показателю стоимости единицы вырабатываемой ими тепловой энергий при площади 1 м² с учетом интенсивности суммарной солнечной радиации и разницы температур теплоносителя и окружающего воздуха.

Данные показатели рассчитываются на основе энергетической характеристики СК, подтвержденной сертифицированной испытательной организацией. Сопоставление стоимостей плоских солнечных коллекторов 28 изготовителей в сравнимых ценах и вырабатываемой ими тепловой энергии приведены по материалам словацкой фирмы «ТERMO SOLAR». Энергетические характеристики СК приняты по испытательным протоколам таких организаций, как «Solarenergie Pruf und Forschungstelle Rap- perswil» (Германия). Стоимость производимой СК тепловой Энергии определена при суммарной солнечной радиации 800 Bт/м² и разнице температур теплоносителя и окружающего воздуха 40 К. При увеличении стоимости анализируемой группы СК в 5,32 раза стоимость вырабатываемой ими тепловой энергии возрастает с 0,22 до 1,16 долл/(Втм²), т.е. в 5,27 раза.

Таким образом, повышение производителями стоимости всегда свидетельствует об увеличении его тепловой эффективности. Сопоставление данных показывает, что ряд фирм необоснованно стоимость СК по сравнению со стоимостью, вырабатываемой ими тепловой энергии. Расхождение ранжирования на 4-5 пунктов выявлено для CK фирм «Chromagen-Lordan» (Израиль), «Ruesch Solartechnik AGTAMCOR Ltd.», «AGENA SA», «Schuppiser Sonnerenergie» (Швейцария), «VRB/EES - International PCS 130-24/9.2» (Голландия).

Был проработан вопрос расчета оптимальных стоимостей гелноустановки и СК. В общем случае удельная стоимость СК количеством выработанной им за расчетный срок службы

---

тепловой энергии при ее стоимости :

При проектировании гелиоустановок следует рассчитывать диапазон стоимости CK (удельные капитальные вложения) по формуле:



Где - диапазон изменения КПД гелиоустановки; и - интенсивности прямой и рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность в течение усредненных суток расчетного месяца, Вт/м² ; - коэффициент положения СК для прямой солнечной радиации, в угол наклона СК к горизонту; - срок экономической окупаемости гелиоустановки, лет; - стоимость замещаемой тепловой энергии, руб/квт ч; - капитальные вложения в замещаемый традиционный энергоисточник, руб.; - количество суток эксплуатации: - расчетный суточный расход горячей воды потребителя для месяца с минимальным уровнем солнечной радиации; - теплоемкость воды, (кВт/кг °C); и расчетные температуры горячей и холодной воды, ; - удельные капитальные вложения соответственно в бак-аккумулятор, металлоконструкции и прочее.
Из всего вышесказанного следуют выводы:

1. Для выполнения одного из основных требований государственного стандарта гарантированного обеспечения минимального срока службы солнечных коллекторов необходимы систематические наблюдения за их эксплуатацией и обработка показателей по определенной методике.

---

2. Эксплуатационные испытания продолжительностью не менее 10 лет СК, выпущенных основными производителями СССР, показали, что фактический срок их службы ниже требуемого по стандарту СССР и заводского паспортного.

3. Обработка данных многолетних испытаний СК разных производителей позволила установить следующие требования к их основным конструктивным элементам:

теплопоглощающая панель и корпус должны быть выполнены из коррозионностойких материалов:

- при площади коллектора до 1 м оправдано применение оконного стекла толщиной 3 мм; при его креплении должны быть выдержаны размеры зазоров для теплового расширения;

- материал теплоизоляции коллектора при намокании не должен проявлять коррозионные свойства по отношению к материалам теплопоглощающей панели и корпуса;

- резинотканевые и резьбовые (стальные) соединения СК между собой не должны использоваться, так как не обеспечивают их герметичности.

4. Среди СК российских производителей наиболее высокими эксплуатационными показателями обладают коллекторы Ковровского механического завода (модель N3). Стандартный срок службы этих коллекторов может быть обеспечен при выполнении корпуса из коррозионностойких материалов и усовершенствовании узлов соединения патрубков.

5. При сравнении стоимостей CK одного типа разных производителей целесообразно проводить анализ с учетом стоимости получаемой тепловой энергии одинаковых условиях (интенсивность суммарной солнечной радиации, перепад температур теплоносителя и окружающего воздуха) на основе энергетической характеристики испытаний сертификационных организаций.

6. Оптимальная стоимость СК зависит от количества тепловой энергии, выработанной им за расчетный срок службы. Диапазон стоимостей СК применяемых конструкций определяется интенсивностью суммарной солнечной радиации, режимными факторами и проектными решениями гелиоустановок [72].

2.7. Основные элементы и принципиальные схемы систем гелиотеплоснабжения

От выбора схемы потребления энергии, вырабатываемой солнечным коллектором, зависит экономическая целесообразность использования солнечной энергии. Известно значительное количество принципиальных схем использования солнечной энергии для теплоснабжения с применением различного рода теплоносителей. Схемы систем солнечного теплоснабжения приведены на рис. 2.6.

Самыми простыми и дешевыми являются пассивные системы, которые не требуют дополнительного оборудования для сбора и распределения солнечной энергии. Принцип действия пассивных систем заключается в непосредственном обогреве помещения через светопрозрачные южные стены, а также в солнечном нагреве наружной поверхности ограждающих элементов зданий, защищенных слоем прозрачной изоляции.

---

Несмотря на некоторое преимущество пассивных систем, использование солнечной энергии для теплоснабжения идет по пути применения: активных, то есть систем со специально установленным оборудованием для сбора, хранения и распределения преобразованной солнечной энергии. Основными элементами активной системы являются солнечный коллектор, аккумулятор, теплообменники, дополнительный источник теплоты.

Аккумулятор важный компонент системы солнечного теплоснабжения, т.к. главной особенностью солнечной радиации является периодичность ее поступления и несовпадение максимумов нагрузки теплопотребления. Аккумуляторы, как правило, работают за счет теплоемкости рабочего вещества (воды или воздуха). Они просты, надежи и относительно дешевы. Водяной аккумулятор представляет собой стальной цилиндрический резервуар со слоем теплоизоляции. В воздушных аккумуляторах применяют для засыпки резервуара гальку или другой наполнитель [13].



Рис. 2.6. Классификация систем гелиотеплоснабжени

Назначение дублирующего источника теплоты. полное обеспечение объекта теплотой в случае недостатка или отсутствия солнечной радиации. Выбор источника зависит от местных условий: им может быть ТЭН или водогрейный котел на органическом топливе.

Активные системы солнечного теплоснабжения классифицируют:

- по назначению- горячего водоснабжения, отопления и комбинированные;

- по времени работы - сезонные и круглогодичные;

- по числу контуров - одно-, двух- и многоконтурные;

- по наличию и типу дублирующего контура.

Наиболее просты по устройству одноконтурные системы с естественной циркуляцией (рис. 2.7). Основные элементы здесь солнечный коллектор и бак-аккумулятор, расположенный над коллектором. Вода циркулирует в результате естественной конвекции.

Другим примером одноконтурных систем могут служить протонные системы (рис. 2.8). Серьезный недостаток этих систем подверженность коррозии. Для повышения коррозионной устойчивости и обеспечения работы с антифризом в качестве теплоносителя в холодное время года системы выполняют двух- или многоконтурными.
Принципиальная схема простейшей двухконтурной гелносистемы с естественной циркуляцией приведена на рис. 2.9


Рис. 2.7. Одноконтурная система гелио- теплоснабжения с естественной циркуляцией, солнечный коллектор, бак-аккумулятор, забор горячей воды, подача холодной воды, подача холодной воды

---

Смотрите также файлы

• Методические рекомендации по суммативному оцениванию Всемирная история 9 класс.docx

• Задание 18 р расставьте все знаки препинания.docx

• с и мволы р осси и.docx

• Социальноэкономическое развитие Казахской сср в послевоенные годы.docx

• Практическая работа к теме Семья традиции Тема занятия Моя семья традиции и ценности Класс 4.docx