Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Техніка arrow Теплові насоси та кондиціонери
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Сонячний абсорбер

Прогрес у використанні сонячної енергії розвивався як у напрямку створення високоефективних сонячних колекторів, так і розробки простих і дешевих панельних елементів, які ефективні, незважаючи на невеликий ККД. Завдяки високій економічності вони знайшли застосування для нагрівання басейнів, а також як джерело теплоти для теплових насосів.

Якщо не враховувати верхнє покриття сонячного колектора, тобто прийняти коефіцієнт прозорості т=1, то коефіцієнт теплопередачі сонячної енергії к буде значно більше. Такі сонячні колектори, що не мають верхнього покриття називаються сонячними абсорберами, а при великорозмірних елементах - також енергетичним дахом або фасадом. Зі зменшенням температури навколишнього середовища продуктивність сонячного абсорбера інтенсивно знижується. Між тим є можливість приросту енергії за допомогою теплового насоса.

При слабкому опроміненні на покритих росою й інеєм поверхнях значення к зростає і становить близько 25...34 Вт/(м К). Отже можливо одержати більшу ефективність ніж для сухих поверхонь. Можна спостерігати, що тільки при шарах інею або снігу товщиною близько 8 мм к знову стає рівним такому ж значенню як і для сухих поверхонь.

Необхідно враховувати деякі особливості установок з абсорберами, які багато в чому визначаються пологою кривою й тісним взаємозв'язком з метеорологічними характеристиками - температурою й радіацією. При цьому протягом дня виникають значні коливання температури випару, які можуть привести, насамперед у літній період, до неприпустимо високої температури й тиску усмоктування в установках споживачів гарячої води.

Таким чином, сонячні абсорбери можуть конкурувати як із сонячними колекторами, так і з повітряними оребренними теплообмінниками із примусовою циркуляцією повітря. Переваги теплонасосних установок із сонячними абсорберами в порівнянні з такими ж установками із сонячними колекторами - у менших капіталовкладеннях і значно більшому числі годин роботи з повним навантаженням. До недоліків - трохи знижені значення коефіцієнтів перетворення теплового насоса.

Теплообмінники для використання рідких теплоносіїв

Теплообмінники для використання рідких речовин джерел енергії відносяться до периферійного устаткування теплонасосних установок. Вони служать сполучним елементом між джерелом і тепловим насосом. З іншого боку, вони можуть бути сполучною ланкою між ТН і приймачем, наприклад, у технологічних процесах.

Число рідких теплоносіїв, які можуть служити джерелом тепла для ТН, відносно великою. До найважливішого з них відносяться поточні й нерухомі води (ріки, струмки, озера й ставки), ґрунтові й стічні води всіх видів, а в особливих випадках - морська вода. Тепло із фунту також відбирається в основному за допомогою рідких теплоносіїв. Всі ці теплоносії характеризуються більшим або меншим ступенем забруднення й вмісту різних домішок, що викликають корозію.

Виходячи з потреби в постійному технічному обслуговуванні найбільш раціональною конструкцією застосовуваних теплопередавачів варто визнати кожухотрубні, спіральні й пластинчасті конструкції.

Ґрунтові теплообмінники

Для витягу тепла із фунту, яке накопичується під час опромінення поверхні землі сонцем, й використання Його в якості теплового джерела не існує стандартних теплообмінників. Звичайно їх виконують із системи труб у вигляді горизонтально (рис. 1.30) або іншим способом покладених у фунт змійовиків, по яких пропускають теплоносій (найчастіше воду або антифриз). Матеріалом труб служить корозійно стійкий пластик або нержавіюча сталь.

Укладання фунтового теплообмінника:

Рис. 1.30. Укладання фунтового теплообмінника: / - труби заглиблені у грунт; 2 - подаюча магістраль; З - зворотна магістраль

Кількість подаваного тепла залежить від умов сонячної радіації, вологості й водопроникності фунту, властивостей фунту й умов теплопередачі, глибини закладення, фунтових умов (значення коефіцієнта теплопровідності) і температури теплоносія.

Розрахунок фунтових теплообмінників пов'язаний із проблемою нестаціонарної теплопередачі й не може дати точних результатів без застосування ЕОМ. Тому застосування розрахункових моделей для визначення кількості енергії, що витягає із ґрунту, дає значний розкид результатів в інтервалі від 6 до 45 Вт/м2 поверхні землі. При цьому більш низькі значення надійніше. Після короткочасного періоду охолодження ґрунту, що примикає, теплообмін можливий тільки за рахунок вторинної теплоти, що надходить зверху або знизу. Результати теоретичного визначення питомого надходження тепла із ґрунту (£?КОр) 3 жовтня по березень, отримані за допомогою комп'ютера, представлені на рис. 1.31. Дані приведені для різних глибин закладання теплообмінника.

Корисне теплонадходження з ґрунту в залежності від глибини закладання труб

Рис. 1.31. Корисне теплонадходження з ґрунту в залежності від глибини закладання труб: 7-0,5 м;2- 1,0м;5-2,0м

Для розрахунку таких теплообмінників рекомендується виходити із заданого питомого теплонадходження й перевіряти, який спад температури можливий між теплоносієм і зовнішньою поверхнею труб у теплообміннику даної конструкції. Аналогічним образом перевіряються сталі втрати тиску.

За даними випробувань сприятливими умовами є: діаметр труб 20...25 мм, відстань між трубами 0,5... 1,8 м ( у середньому близько 1 м), глибина закладення 0,5...З м, залежно від властивостей фунту, питоме теплонадходження б...45 Вт/ґ поверхні ґрунту (в середньому 10 Вт/м2), довжина труб кожної гілки 100 м, температура води 0...5 °С при температурному напорі А/ц, = 5 К.

Частіше ефективною для відбору тепла з землі є скважина. Тепло витягається з енергетичного колодязя, який пробурений в фунті. Скважина займає мінімум місця і буріння триває зазвичай день або два. На рис. 1.32 показана схема такої скважини для невеликого будинку.

Вертикальний фунтовий теплообмінник у колодязі

Рис. 1.32. Вертикальний фунтовий теплообмінник у колодязі

Теплообмінники, що використають повітря як теплоносій

Для застосування теплоносія "повітря" як джерела тепла до складу периферійного устаткування теплонасосної установки включають повітряний теплообмінник. Однак такі ж теплообмінники можна використати для підключення ТН до приймачів тепла.

Застосовують пластинчасто-ребристі теплообмінники в тих випадках, коли неможлива або недоцільна пряма передача енергії від джерела тепла до випарника або пряма віддача теплової енергії конденсатора споживачеві. Таке положення можливо, коли через забруднення або корозійність повітря потрібно застосовувати спеціальні матеріали або у зв'язку з більшою відстанню між джерелом тепла й тепловим насосом більш доцільна передача тепла за допомогою рідкого теплоносія.

Найважливішим конструктивним рішенням для теплообмінників такого типу є пластинчато-ребристі теплообмінники. Вони складаються з труб із зовнішніми ребрами або пластинами, об'єднаними на вході й виході рзподільчо-напрямними коробками. Такі теплообмінники називаються регістрами.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси