Талисман
ФОРУМ КАМИНИ • Виж темата - ОРАЗМЕРЯВАНЕ НА СОЛАРНИ ИНСТАЛАЦИИ ЗА БГВ


ФОРУМ КАМИНИ

форум за камини и нещата наоколо
Дата и час: Април 22nd, 2018, 10:48 am

Часовете са според зоната UTC + 2 часа



stan

ars


Напиши нова тема Отговори на тема  [ 1 мнение ] 
Автор Съобщение
МнениеПубликувано на: Октомври 2nd, 2012, 4:24 pm 
Site Admin

Регистриран на: Ноември 4th, 2011, 8:45 pm
Мнения: 663
ОРАЗМЕРЯВАНЕ НА СОЛАРНИ ИНСТАЛАЦИИ VIESSMANN ЗА БГВ
автор: инж. Георги Колев
February 2011


Слънчевата енергия бихме могли да използваме за подгряване на топла вода за битови нужди, подпомагане на отоплението, за подгряване на басейни, а дори и за процеси за охлаждане.



Тук е добре да разясним и припомним няколко основни понятия в соларното проектиране:


Обозначения на площите

Брутна площ (A)
Oписва външните размери (дължина х ширина) на един колектор. Тя е от решаващо значение при планирането на монтажа и на необходимата площ на покрива, както и при повечето програми за субсидиране, за заявяване на субсидии.

Абсорбираща площ (B)
Mетална площ със селективно покритие, която е монтирана в колектора.

Апертурна площ (C)
Апертурната площ са технически релевантни данни за планиране на една соларна инсталация и за използване на програмите за изчисляване на оразмеряването.

При плосък колектор:
Площ на покритието на колектора, през която могат да влизат
слънчевите лъчи.

При вакуумно-тръбен колектор:
Сума на надлъжните разрези на отделните тръби. Тъй като горе и долу в тръбите се намират малки области без абсорбираща площ, апертурната площ при тези уреди е малко по-голяма от абсорбиращата площ.


Изображение
Фиг. 2: Обозначения на площите (плосъл колектор ляво и вакуумнотръбен колектор дясно)

КПД на колектор

КПД на един колектор, посочва каква част от попадащите върху апертурната площ слънчеви лъчи може да бъде превърната в използваема топлинна енергия. КПД между другото зависи от експлоатационното състояние на колектора. Начинът на определяне е еднакъв за всички типове колектори.
Изображение

Фиг. 3: Енергийни притоци и загуби при слънчев колектор

Една част от попадащите върху колектора слънчеви лъчи „се губят“ поради рефлектиране и абсорбция на стъклото и рефлектиране в абсорбера (Фиг.3). От съотношението между слънчевите лъчи върху колектора и излъчваната мощност, която може да се превърне в топлина върху абсорбера, може да се изчисли оптичният коефициент на ефективност ηО.

При загряване на колектора, чрез топлопредаването на материала на колектора, топлинно излъчване и конвекция, той отдава една част от топлината на околната среда. Тези загуби се изчисляват чрез коефициентите на топлинни загуби К1 и К2 и температурната разлика ΔT (данни в K) между абсорбера и околната среда:

Изображение

η – КПД на колектора в %
ηО – Оптичен КПД в %
К1 – Коефициент топлинни загуби W/(m².K)
К2 – Коефициент топлинни загуби W/(m².K²)
ΔТ – Температурна разлика в К
Eg - силата на слънчевo облъчване в W/m²

Характеристики на КПД

Оптичният коефициент на ефективност ηО и коефициентите на топлинни загуби К1 и К2 заедно с температурната разлика ΔT и силата на слънчевите лъчи Eg са достатъчни, за да се установи характеристиката на КПД. Максималният КПД се постига, когато разликата между температурата на абсорбера и околната температура ΔT и термичните загуби е нула. Колкото повече се покачва температурата на колектора, толкова по-високи са топлинните загуби, толкова по-малък е коефициентът на ефективност.

От характеристиките на коефициента на ефективност, могат да се отчетат типичните работни диапазони на колекторите. От това се получават възможностите за използване на колекторите (Фиг.4).
Изображение

Фиг. 4: Диаграма на КПД в зависимост от температурната разлика

На Фиг. 5 може да се видят типичните стойности на важните коефициенти при соларните панели на Viessmann.
Оптичен КПД
%
Коефициент топлинни загуби к1
W/(m2-k)
Коефициент топлинни загуби к2
W/(m2-k2)
Плосък колектор 80 4 0,1
Плосък колектор с
антирефлексно стъкло 84 4 0,1
Вакуумнотръбен колектор 80 1,5 0,005



Фиг. 5: Типични колекторни коефициенти при VIESSMANN

Температура при покой

Температурата при покой е максималната температура, която колекторът може да достигне при слънцегреене от 1000 W/m². Ако от колектора не бъде отвеждана топлина, той се нагрява до температурата на покой. В това състояние термичните загуби са толкова големи, колкото поетата мощност на излъчването.

Соларен дял

Соларният дял посочва, колко процента от годишната необходима енергия за загряване на битова гореща вода, респ. отопление на помещенията, може да бъде покрита от соларната инсталация (Фиг. 6).

Изображение


Фиг. 6: Соларен дял при БГВ

Планирането на една соларна инсталация, винаги означава, да се намери добър компромис между добив и соларен дял. Колкото по-голям соларен дял бъде избран, толкова повече конвенционална енергия се пести. С това обаче са свързани топлинни излишъци през лятото. Това означава осреднено по-нисък коефициент на ефективност на колектора и принудително по-малки добиви (количество енергия в kWh) на m² абсорбираща повърхност.

Ориентация, наклон и засенчване на колекторната площ

Наклон на колекторната площ

Добивът на една соларна инсталация варира в зависимост от наклона и ориентацията на колекторната площ. При наклонена колекторната площ се променят ъгълът на попадане на слънчевите лъчи, силата на облъчване и чрез това също и количеството на енергията. То е най-голямо, когато лъчите попадат под прав ъгъл върху колекторната площ. В Германия върху една абсорбиращата площ с 35° наклон, при южно ориентиране (в сравнение с хоризонталното положение) попада ок. 12 % повече енергия.

Ориентация на колекторната площ

Друг фактор за изчисляването на очакваното количество енергия е ориентацията на колекторната площ. В северното полукълбо ориентацията на юг е оптимална.
Изображение

Фиг. 7: Взаимодействието между ориентация и наклон и съответните загуби

На Фиг. 7 е показано взаимодействието между ориентация и наклон. В сравнение с хоризонталата се получават по-големи или по-малки добиви. Между югоизток и югозапад и при ъгли на наклон между 25 и 70° може да се дефинира един диапазон за оптимален добив от една соларна инсталация. По-големи отклонения, напр. при монтаж на фасада, могат да бъдат компенсирани чрез една съответно по-голяма площ на колекторите.

Изображение
Фиг. 8: Влияние на азимута и наклона върху ефективността на колектора

На Фиг. 8 можем да видим по-точно зависимостта на ефективността на колектора от ъгъла на наклона и азимута.

Разликата в наклона при различните инсталации може да доведе до не оптимално използване на безплатната слънчева енергия. Това може да се види ясно от фиг. 9, където e показана зависимостта на добитото количество колекторна енергия в зависимост от наклона на колектора.
Изображение
Фиг. 9: Месечното разпределение на количество на колекторна енергия от южно насочен колектор в зависимост от наклона

Принципно смислена система за БГВ е система, която дава средно годишно соларно покритие 60%. На Фиг. 10 са дадени промените, които могат да настъпят при промяна на някои важни параметри, като наклон, азимут, географско положение и колекторна площ.
Изображение

Фиг. 10: Взаимодействие на различни параметри върху соларното покритие в %. Референтната система е във Франкфурт с днесвно потребление на БГВ 200 l с обем на бойлера 300 l , 2x2,3 m² Vitosol 200-F плоски колектори, наклон 45°, азимут юг.

Избягване на засенчване на поемащата площ

Гледано от един ориентиран на юг колектор, ние препоръчваме, диапазонът между югоизток и югозапад да е свободен от засенчване (с ъгъл към хоризонталата макс. 20° Фиг. 11). При това трябва да се вземе под внимание, че инсталацията ще работи повече от 20 години и през този период, напр. дърветата могат да пораснат.

Изображение
Фиг. 11: Ъгъл към хоризонталата макс. 20°

При монтиране на хоризонтален покрив също трябва да се вземат под внимание отстоянията на колекторите един от друг (Фиг. 12). Това се изчислява със следната формула:
Изображение

z - разтоянието между колекторните редове
h - височина на колектора
α – наклон на колектора
β – ъгъл на позициониране на слънцето

Например величината h в случая е важна, тъй като VIESSMANN предлага, както вертикални плоски колектори, така и хоризонтални плоски колектори. При хоризонталното изпълнение могат да се наредят много по близко полетата и така да се спести място и на де се виждат толкова изявено на покрива.


Оразмеряване на соларната инсталация

Всички препоръчани по-долу оразмерявания се отнасят до немските климатични условия и обичайните за жилищата профили на използване. Тези профили са въведени в Viessmann програмата за изчисляване „ESOP“ и съответстват в многофамилните къщи на предложенията на VDI 6002-1. При тези предпоставки, при всички топлообменници се приема оразмерена мощност от 600 W/m². Максималният добив на една соларна инсталация се приема, че е ок. 4 kWh/(m²•d). Тази стойност се колебае в зависимост от продукта и местоположението. За да може това количество топлина да се поеме в буферната инсталация, при всички обичайни оразмерявания се получава съотношение от ок. 50 l обем на бойлера за m² апертурна площ. Отнесено към инсталацията (в зависимост от соларното покритие и профилите на използване), това съотношение може да се променя. В този случай не може да се мине без симулация на инсталацията.

Независимо от капацитета, който е отнесен към мощността, която трябва да се пренесе, не могат да се свържат произволно много колектори към различните бойлери. Пренасяната мощност на вътрешния топлообменник, зависи от температурната разлика между колектора и бойлерa

Инсталация за загряване на битова гореща вода (БГВ)

Загряването на битова гореща вода в еднофамилна къща, може да се реализира или чрез един бивалентен бойлер, или чрез два моновалентни бойлера (Фиг. 14).

Изображение

Фиг. 14: Примерни схеми за БГВ

Основа за оразмеряването на една соларна инсталация за загряване на битова гореща вода е разходът на БГВ. Пакетите на Viessmann са оразмерени за соларен дял от ок. 60%. Обемът на бойлера, трябва да е по-голям от ежедневния разход на БГВ, като се вземе под внимание желаната температура на битовата гореща вода. За да се постигне соларен дял от ок. 60%, соларната инсталация трябва да бъде оразмерена така, че цялото съдържание на бойлера, в един слънчев ден (5 часа пълно слънцегреене), да може да бъде загрято до мин. 60°C. Така се натрупва запас за следващ ден с по-малко слънцегреене.
Лица Разход на БТВ
на ден в l (60°C) Обем на буферния съд в l Колектор
бивалентен моновалентен Брой Vitosol-F
SV/SH Площ
Vitosol-T
2 60 300 160 2/2 1x3m²
3 90 300 160 1x3m²
4 120 300 160 1x3m²
5 150 400 200 2x2m²
6 180 400 200 3/3 2x2m²
8 240 500 300 4/4 2x3m²
10 300 500 300 4/4 2x3m²
11 360 500 500 5/5 4x2m²
12 450 500 500 6/6 3x3m²

Фиг. 15: Таблица за оразмеряване на солари за БГВ при битови нужди

Инсталация за загряване на битова гореща вода и подпомагане на отоплението

Хидравлично, инсталациите за подпомагане на отоплението, могат да бъдат изградени много лесно, чрез използване на буферен съд за загрята вода с интегрирано загряване на битова гореща вода, напр. Vitocell 340-M или Vitocell 360-M (Фиг. 16).

Изображение

Фиг. 16: Подпомагане на отоплението и БГВ с мултивалентен бойлер Vitocell 340

Алтернативно може да се използва буферен съд за гореща вода Vitocell 140-E или 160-E в комбинация с бивалентен бойлер или модул за прясна вода. Този модул генерира топла вода на принципа на проточния нагревател и могат да бъдат постигнати високи мощности на добива. Неподвижни количества вода се редуцират до минимум. Чрез системата за многослойно
зареждане в Vitocell 360-M и Vitocell 160-E се оптимира зареждането на буферния съд (Фиг. 17). Соларно загрятата буферна вода, през зареждащата ланцета, се отвежда директно в горната област на буферния съд. Така тя по-бързо е на разположение за загряване на битова гореща вода.

извор: otoplenie.eu

_________________
Изображение
камини - http://www.zidkam.com


Върнете се в началото
 Профил  
 
Покажи мненията от миналия:  Сортирай по  
Напиши нова тема Отговори на тема  [ 1 мнение ] 

Часовете са според зоната UTC + 2 часа


Вие не можете да пускате нови теми
Вие не можете да отговаряте на теми
Вие не можете да променяте собственото си мнение
Вие не можете да изтривате собствените си мнения
Вие не можете да прикачвате файл

cron
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group

Zidkam


Камини,Барбекю,Пещи
http://zidkam.com/


stan