Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Charakterystyka techniczna kolektorów słonecznych
Niezbędnik instalatora słonecznych systemów grzewczych. Cz. 7.

Sprawność kolektora słonecznego
Watt
Ciąg dalszy artykułu...

gdzie:

Twy i Twe – temperatura cieczy, odpowiednio na wyjściu i wejściu z kolektora.

gdzie:

k1, k2 – liniowy i kwadratowy składnik współczynnika przewodności cieplnej.

Ostatecznie wzór na sprawność kolektora słonecznego przyjmie postać równania drugiego stopnia:

Temperatura stagnacji

Jeśli nie wykorzystuje się energii użytecznej kolektora, wzrasta w nim temperatura, aż do momentu osiągnięcia stanu równowagi pomiędzy jego uzyskiem a stratami. Oznacza to, że cała pozyskana przez kolektor energia słoneczna przeznaczona jest na pokrycie strat.

Przecyztaj: Zasobniki, oprzyrządowanie i armatura słonecznych systemów grzewczych >>

Tym samym niemożliwe jest w tym przypadku uzyskanie jakiejkolwiek energii użytecznej, innymi słowy sprawność kolektora słonecznego jest równa zeru (h = 0). Temperatura stagnacji określana jest również mianem temperatury postojowej, gdyż zatrzymuje się przyrost temperatury kolektora.

Temperatura stagnacji jest zróżnicowana w zależności od wartości występującego natężenia promieniowania słonecznego, co można przedstawić, wykorzystując wzór na sprawność kolektora słonecznego (przyjęto kolektor słoneczny o parametrach ho = 0,8, k1 = 3,5, k1 = 0,005, wartość natężenia promieniowania Es = 1000, 800, 400 i 100 kW/m2 – rys. 4).

Dla przedstawionego powyżej kolektora temperatura stagnacji przy pełnym nasłonecznieniu i temperaturze otoczenia przekroczy 200°C. Należy jednak zwrócić uwagę, że również przy małych wartościach nasłonecznienia oraz przy ujemnej temperaturze otoczenia możliwe jest powstanie w kolektorze wysokich temperatur. Można również zauważyć, że wzrost prowadzi do zwiększenia strat cieplnych w kolektorze.

Kolektor słoneczny o bardziej korzystnej krzywej sprawności osiąga wyższą temperaturę stagnacji, a co za tym idzie ciecz solarna znajdująca się w nim poddana będzie działaniu wyższych temperatur niż w kolektorze słonecznym o niższej sprawności. Wyższa temperatura stagnacji wymaga od producenta kolektorów słonecznych zapewnienia większego bezpieczeństwa technicznego oraz ochrony podzespołów instalacji solarnej przy niekorzystnych warunkach pracy.

Można to osiągnąć na przykład poprzez skonstruowanie kolektora słonecznego, który będzie pracował z bardzo wysoką sprawnością w zakresie normalnej temperatury roboczej (np. do 150°C), a następnie nastąpi jego „wyłączenie” i co za tym idzie ograniczenie temperatury stagnacji w wyniku gwałtownego spadku sprawności.

Rozwiązanie takie jest dostępne na rynku na przykład w postaci kolektora słonecznego typu heat-pipe z zamontowanym bezpiecznikiem temperaturowym w skraplaczu. Bezpiecznik ten w formie zaworu zwrotnego zamyka dopływ gorącego medium grzewczego z rurki heat-pipe do skraplacza. Tym samym uniemożliwia wzrost temperatury medium grzewczego w kolektorze.

Wysoka temperatura stagnacji bywa wykorzystywana w przetargach publicznych jako dodatkowy parametr decydujący o wyborze kolektora słonecznego. Ale nie bierze się pod uwagę konieczności zastosowania dodatkowych zabezpieczeń podzespołów instalacji solarnej lub specjalnych cieczy solarnych odpornych na przyspieszone starzenie się w ekstremalnych warunkach pracy.

Przeczytaj: Konstrukcje kolektorów słonecznych >>

Wykorzystuje się również nieświadomość osób zasiadających w komisjach przetargowych. W przypadku wielu instytucji badających kolektory słoneczne temperaturę stagnacji nie określa się z krzywej sprawności kolektora słonecznego napełnionego cieczą (jak wyżej), ale przy wysokim nasłonecznieniu w stanie nienapełnionym, przy jednym otwartym króćcu kolektora. Stan ten wydaje się mieć niewiele wspólnego z rzeczywistym trybem pracy kolektora słonecznego.

Dodatkowo w normie PN-EN 12975-2:2006 widnieje zapis, że pomiar temperatury stagnacji powinien być wykonany na absorberze pośrodku szerokości kolektora słonecznego, na 2/3 jego wysokości.

Nie przewidziano, że w przypadku jednych konstrukcji kolektora słonecznego w tym wyznaczonym punkcie kolektora słonecznego będzie się znajdowała cienka blacha absorbera, a w przypadku innych w tym miejscu może się znaleźć rurka przepływowa absorbera o znacznie większej grubości. Producent tego drugiego rozwiązania, dla którego krzywa sprawności jest korzystniejsza, może przegrać przetarg ze względu na niższą temperaturę stagnacji w certyfikacie.

Czytaj dalej: Pozyskiwanie energii cieplnej >>

   08.01.2014

Komentarze

(1)
rapczyn | 19.06.2014, 08:15
Przed stagnacją można się obronić w bardzo prosty i tani sposób... zastosować czystą wodę zamiast glikolu.
   1 / 1   

Wybrane dla Ciebie

 


Czym mogą Cię zaskoczyć nowoczesne pompy do wody »

pompy do wody

 



Zadbaj o bezpieczeństwo swoje i swoich pracowników » Szukasz partnera w projektowaniu inżynieryjnym i specjalistycznym? »
bezpieczeństwo instalatora pomoc w projektowaniu
czytam więcej » poznaj go już dziś »

 


Jak projektować instalacje najwyższej jakości »

innowacyjne projektowanie

 



Poznaj bezpieczne systemy do dezynfekcji wody pitnej i basenowej » Jakich zabezpieczeń wentylatorów dachowych potrzebujesz »
czysta woda wentylator dachowy
wiem więcej » spróbuj już dziś »

 


Czy klimatyzacja jest zdrowa »

wentylacja

 



Kompendium wiedzy o procesach wymiany ciepła » Czy ogrzewanie może wpływać na nasze zdrowie »
pompy woda powietrze pompy ciepła
wiem więcej » wiem więcej »

 


Jak dobrze odseparować wodę kanalizacyjna od gruntowej »

studzienka kanalizacyjna

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
9/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Dofinansowanie ogrzewania i fotowoltaiki
  • - Eksploatacja gruntowych pomp ciepła
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl