Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Тепловые насосы и кондиционеры

Солнечный абсорбер

Прогресс в использовании солнечной энергии развивался как в направлении создания высокоэффективных солнечных коллекторов, так и разработки простых и дешевых панельных элементов, которые эффективны, несмотря на небольшой КПД. Благодаря высокой экономичности они нашли применение для нагрева бассейнов, а также как источник теплоты для тепловых насосов.

Если не учитывать верхнее покрытие солнечного коллектора, то есть принять коэффициент прозрачности т = 1, то коэффициент теплопередачи солнечной энергии к будет значительно больше. Такие солнечные коллекторы, которые не имеют верхнего покрытия называются солнечными абсорберами, а при крупноразмерных элементах - также энергетическим крышей или фасадом. С уменьшением температуры окружающей среды производительность солнечного абсорбера интенсивно снижается. Между тем есть возможность прироста энергии с помощью теплового насоса.

При слабом облучении на покрытых росой и инеем поверхностях значение к растет и составляет около 25 ... 34 Вт / (м К). Итак возможно получить большую эффективность чем для сухих поверхностей. Можно наблюдать, что только при слоях инея или снега толщиной около 8 мм к вновь становится равным таком же значению как и для сухих поверхностей.

Необходимо учитывать некоторые особенности установок из абсорбера, которые во многом определяются пологой кривой и тесной взаимосвязью с метеорологическими характеристиками - температурой и радиацией. При этом в течение дня возникают значительные колебания температуры испарения, которые могут привести, прежде всего в летний период, недопустимо высокой температуры и давления всасывания в установках потребителей горячей воды.

Таким образом, солнечные абсорберы могут конкурировать как с солнечными коллекторами, так и с воздушными оребренными теплообменниками с принудительной циркуляцией воздуха. Преимущества теплонасосных установок с солнечными абсорберами по сравнению с такими же установками с солнечными коллекторами - в меньших капиталовложениях и значительно большем числе часов работы с полной нагрузкой. К недостаткам - несколько снижены значения коэффициентов преобразования теплового насоса.

Теплообменники для использования жидких теплоносителей

Теплообменники для использования жидких веществ источников энергии относятся к периферийному оборудованию теплонасосных установок. Они служат связующим элементом между источником и тепловым насосом. С другой стороны, они могут быть связующим звеном между ТН и приемником, например, в технологических процессах.

Число жидких теплоносителей, которые могут служить источником тепла для ТН, относительно большой. К важнейшим из них относятся текущие и неподвижные воды (реки, ручьи, озера и пруды), грунтовые и сточные воды всех видов, а в особых случаях - морская вода. Тепло с фунту также отбирается в основном с помощью жидких теплоносителей. Все эти теплоносители характеризуются большей или меньшей степенью загрязнения и содержания различных примесей, вызывающих коррозию.

Исходя из потребности в постоянном техническом обслуживании наиболее рациональной конструкцией применяемых теплопередавачив следует признать пластинчатые, спиральные и пластинчатые конструкции.

Грунтовые теплообменники

Для извлечения тепла из фунту, которое накапливается во время облучения поверхности земли солнцем, и использование его в качестве теплового источника не существует стандартных теплообменников. Обычно их выполняют из системы труб в виде горизонтально (рис. 1.30) или другим способом уложенных в фунт змеевиков, по которым пропускают теплоноситель (чаще всего воду или антифриз). Материалом труб служит коррозионно стойкий пластик или нержавеющая сталь.

Заключение фунт теплообменника:

Рис. 1.30. Заключение фунт теплообменника: / - трубы углублены в грунт; 2 - подающая магистраль; С - обратная магистраль

Количество подаваемого тепла зависит от условий солнечной радиации, влажности и водопроницаемости фунту, свойств фунту и условий теплопередачи, глубины заложения, грунтовых условий (значение коэффициента теплопроводности) и температуры теплоносителя.

Расчет грунтовых теплообменников связан с проблемой нестационарной теплопередачи и не может дать точных результатов без применения ЭВМ. Поэтому применение расчетных моделей для определения количества энергии, вытягивает из почвы, дает значительный разброс результатов в интервале от 6 до 45 Вт / м2 поверхности земли. При этом более низкие значения надежнее. После кратковременного периода охлаждения почвы, примыкающей теплообмен возможен только за счет вторичной теплоты, поступающей сверху или снизу. Результаты теоретического определения удельного поступления тепла из почвы (£? Кор) 3 октября по март, полученные с помощью компьютера, представлены на рис. 1.31. Данные приведены для разных глубин закладки теплообменника.

Полезное теплопоступления из почвы в зависимости от глубины заложения труб

Рис. 1.31. Полезное теплопоступления из почвы в зависимости от глубины заложения труб : 7-0,5 м; 2 1,0м; 5-2,0м

Для расчета таких теплообменников рекомендуется исходить из заданного удельного теплопоступления и проверять, который спад температуры возможен между теплоносителем и внешней поверхностью труб в теплообменнике данной конструкции. Аналогичным образом проверяются стали потери давления.

По данным испытаний благоприятными условиями являются: диаметр труб 20 ... 25 мм, расстояние между трубами 0,5 ... 1,8 м (в среднем около 1 м), глубина заложения 0,5 ... С м, в зависимости от свойств фунту, удельное теплопоступления бы ... 45 Вт / с поверхности почвы (в среднем 10 Вт / м2), длина труб каждой ветви 100 м, температура воды 0 ... 5 ° С при температурном напоре А / ц, = 5 К .

Чаще эффективной для отбора тепла от земли есть скважина. Тепло извлекается из энергетического колодца, который пробурено в фунте. Скважина занимает минимум места и бурение продолжается обычно день или два. На рис. 1.32 показана схема такой скважины для небольшого дома.

Вертикальный фунтовый теплообменник в колодце

Рис. 1.32. Вертикальный фунтовый теплообменник в колодце

Теплообменники, использующих воздух как теплоноситель

Для применения теплоносителя "воздух" в качестве источника тепла в состав периферийного оборудования теплонасосной установки включают воздушный теплообменник. Однако такие же теплообменники можно использовать для подключения ТН к приемникам тепла.

Применяют пластинчато-ребристые теплообменники в тех случаях, когда невозможна или нецелесообразна прямая передача энергии от источника тепла до испарителя или прямая отдача тепловой энергии конденсатора потребителю. Такое положение возможно, когда из-за загрязнения или коррозионность воздуха нужно применять специальные материалы или в связи с большим расстоянием между источником тепла и тепловым насосом более целесообразна передача тепла с помощью жидкого теплоносителя.

Важнейшим конструктивным решением для теплообменников такого типа является пластинчато-ребристые теплообменники. Они состоят из труб с внешними ребрами или пластинами, объединенными на входе и выходе распределительно-направляющими коробками. Такие теплообменники называются регистрами.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее