Остальные обозначения см. формулы (3.1)... (3.6).

В табл. 3.6 представлена зависимость от комплекса величин (вх ~ о)/ и другие характеристики некоторых существующих конструкций СТВК [13, 14].

Как видно из таблицы, наибольший КПД имеет коллектор фирмы "Оуэн Иллинойс" (Саипак). Различия в КПД связаны главным образом с различиями как формы и типа отражателя, так и расстояния между осями вакуумированных трубок W. Влияние w на КПД продемонстри-^ ровано данными работы [23], в которой приведены полученные экспе риментальные зависимости q от комплекса величин (t^^ - t^lq для дву>

коллекторных сборок из колб типа сосуда Дьюара с плоским диффуз-! ным отражателем (fij^ = 0,74), отличающихся друг от друга только значением W - соответственно 2d^_^ и 2,5d^_^ (60 и 76 мм). Значения оптичес-; кого КПД этих сборок составляют соответственно 0,614 и 0,574, а коэффициенты теплопередачи - 2,06 и 1,79 ВтДм^-К).

В последнее десятилетие трубчатые вакуумированные коллекторы! использовались в различных странах главным образом для создания^ демонстрационных установок. Поэтому объем производства СТВК был v невелик. Например, в США в период 1982-1983 гг. годовой объем их реализации составлял 7... 7,5 тыс. м^ [17].

Вопрос о масштабах производства СТВК в перспективе существенно] зависит от их стоимостных показателей. В работе [18] приведены^ оценки затрат на изготовление коллекторов из вакуумированньи стеклянных колб типа сосуда Дьюара с гидравлическим трактом "води в стекле" применительно к условиям массового производства (более 10 тыс. колб в день). В составляющие затрат входят следующие^ элементы:

Изготовление вакуумированной стеклянной колбы типа сосуда Дьюара

амер. долл.

Стеклянные трубы (поглощающая труба и внешняя оболочка)......2,5

Стеклодувные операции..................................05

Нанесение селективного покрытия......................... 05

Процессы вакуумирования и распыления геттера...............0,5

Готовая колба...................................... 4

Изготовление СТВК, отнесенные на1м^ площади панели

амер. долл.

Вакуумированные колбы (12 шт. на 1 м^ панели)...............48

Диффузный отражатель (лист нз оцинкованной стали, выкрашенный белой краской)........................................ 1q

Рама коллектора (из оцинкованной стали).................... 15

Гидравлический тракт "вода в стекле"................,,15

Готовый коллектор (в расчете на 1 м^).................ее

■1и

« ё R

6

Ю С!

1Ы

О Э

H

i

OJ e) n „ Ю Q. H

n I i 1.2

eg

of

<] 2

« ^ ~

<oко ко

s-5-

I CO

ь

4

о 8-

\1Ш

в СТВК, где теплоноситель не находится в контакте со стеклом, а заключен в специальное металлическое устройство (как, например, в коллекторе фирмы "Дженерал Электрик"), стоимость гидравлического тракта значительно выше, чем указано ранее. По мнению авторов работы [18], результаты оценки стоимости СЕВК "выглядят ободряющими", особенно если иметь в виду, что стоимость коллекторов плоского типа превышает часто 120 амер. долл /м-^. С учетом относительно более высокой эффективности СТВК цена менее 200 амер. долл /м^ позволяет им успешно конкурировать на рынке с коллекторами других типов.

Результаты оценки стоимости СТВК для условий серийного производства, приведенная в работе [3], дают значения 50 ... 70 руб/м"^. Это значение корреспондируется с оценкой [18], если иметь в виду, что стоимость серийно выпускаемого плоского коллектора в СССР составляет около 50 руб/м^.

Литература

^.Агнихотри О., Гупте Б. Селективные поверхности солнечных установок. - М.: Мир, 1984.

2. Байрамов Т., Газиев У.Х., Абидов Т.З. Исследование теплогфиемника солнечной энергии // Гелиотехника. - 1979. - № 3.

3. Валов М.И., Асташенко В.А., Зимин Е.Н. Оценка стоимости солнечного коллектора для систем гелиотеплоснабжения и пути ее снижения // Гелиотехника. - 1984. - № 3. -С. 65-69.

4. Мышгсо Ю.Л., Мареичев А.В., Смирнов СИ., Фридберг М.Д., Чернов Б.С. Возможности улучшения тепловых характеристик солнечных коллекторов Братского завода / Гелиотехника. - 1988. - №. - С. 30-32.

В.Гухман Г.А., Колтун М.М. Селективные покрьпия для тепловых преобразователей солнечной энергии // Гелиотехника. - 1983. - № 4.

6.Мареичев А.В., Фридберг М.Д., Шлугер М.А. Промышленная технология селективных покрытий "черный хром" для гелиопанелей // Возобновляемые источники энергии: Тезисы докл. 2-й Всесоюз. конф. в г. Ереване. - Черноголовка, 1985.

7.Мышко Ю.Л., Смирнов СИ. Эффективность газонаполненных солнечных коллекторов // Тез. докл. Всесоюз. конф. Использование солнечной энергии. — Ашхабад, 1977. — Ч. 1. - С. 105.

8.Тарнижевсжий Б.В., Гухман Г.А., Гаврилина А.И., Авдеева Л.В., Ефимова А.А. Оптические свойства электрохимических пленок никеля на различных подложках // Гелиотехника. - 1989. - № 1.

9.Абуев И.М., Мьш1К0 Ю.Л., Смирнов СИ., Тарнижевский Б.В. О техническом уровне солнечных коллекторов и перспективах его повышения в СССР // Монтажные и специальные работы в строительстве. - 1989. - № 4. - С. 8-9.

10.£лиееев В.Б., Колтун М.М., Невежин О.А. и др. Преобразователь солнечного излучения в тепловую энергию на основе коаксиальных вакуумированных трубчатых элементов с многослойными и селективными покрытиями // Гелиотехника. - 1978. - № 2. - С. 29-40.

П.СупрунЛ.В., Стронский Л.Н., Шевченко В.Н. Экспериментальное исследование характеристик плоского гелиоприемника с ячеистой структурой // Гелиотехника. - 1987. —-№■2.

12.Умаров Г.Я., Трухов B.C., Газиев У.Х., Байтматов Т., Абидов Т.З., Ключевский Ю.Е Теплоприемник солнечной энергии с селективным покрытием н вакуумной теплоизоляцией // Гелиотехника. - 1978. - № 4.

13.Garge Н.Р., Chakraverity S., Shukla A,R., Agnihotri R.C. Advanced tubular solar energy collector - a state of the art // Energy Convers. Mgmt. - 1983. - Vol. 23, No. 3. -P. 157-169.

14.Bruck M. Vakuum - rohr - koUektoren // Solar-heizungsysteme und Weltaumfragen Ges.m.b.H. - 1981. - S. 123-149.

15.Collins R.E., Duff W.S. Principles of evacuated collectors// Sol. World Congr. Proc. 8th Bien. Congr. Int. Sol. Energy Soc, Perth, 14-19 Aug., 1983. - Oxford e.a., 1984. -Vol. 2. - P. 804-809.

16.Chow S.P., Harding G.L., Window В., Cathro K.J. Effect of coUektor components on the collection efficiency of tubular evacuated collectors vfith diffuse reOectors // Solar Energy. - 1984. - Vol. 32, No. 7.-P. 251-262.

17. Fausch T.A. The News air conditioning, heating, and refrigeration // 1984. -June 4. - P. 19.

18.Harding G.L., Window В., Gammon R. High perfornumce evacuated solar collectors - design, applications and viability. - Intern // Journal of Ambient Energy. -1982. - V. 3, No. 4. - P. 171-180.

19.Hinotany K., Kanatani K., Osumi Masato. An evecuated glass tube sola collector and its application to a solar cooling, heating and hot water supply system for the hospital in Kinki University // Solar Energy. - 1979. - Vol. 22. - P. 535-545.

20.Hollands K.G.T. Honeycomb Devices in flat-plate solar collectors // Solar Energy. - 1965. - V. 9, No. 3.

21.Hollands K.G.T., lynkaraaK. Proposal for a compound- honeycomb collector // Journal of solar energy. - 1985. - V. 34, No. 4/5.

22.Kengo Sasaguchi, Hideaki Imura et al. Performance of honeycomb solar collectors// Bulletin of JSME. - 1985. - V. 28, No. 243. September. - P. 243-32.

23.Chow S.P., Harding G.L., Zhiqiang Y., Morrison G.L. Optimization of evecuated tubular solar collector arrays with diffuse reOectors // Solar Energy. - 1984. - Vol. 33, No. 3/4. - P. 277-282.

24.Philips. Evacuated tubular collector VTR261 // Lighting Division, 1007 921 00021, 7/83, Printed in the Netherlands.,

25.Philips. - Solar receiver tube VTR151 // Lighting Division, 1007 921 00011, 8/81, Printed in the Netherlands.

26.Shi-zhen Zhang et al. A cylindrical glass honeycomb solar collector and its application // Intern. Journal of ambient energy. - 1985. - V. 6, No. 2.

()22-681

27.Symons J.C. Calculation of the transmittance-absorptance product for flat-plate collectors with convection suppression devices // Solar Energy. - 1984. - V. 33, No. 6.

28.Taylor G. Better by tube.// Building Services. - 1982. - July. - P. 38.

29.Window В., Bassett I.M. Optical collection effeciencies of tubular solar collectors with specular reflectors. - Solar Energy, vol. 26, No. 4, 1981, pp. - 341-346.

30.Window В., Zybert J. Optical collection efficiencies of arrays of tubular collectors with diffuse reflectors // Solar Energy. - 1981. - Vol. 26, No. 4. P. 325-331.

31.Zhiqiang Y., Harding G.L., Window B. Water-in-glass manifolds for heat extraction i from evacuated solar collectors tubes // Solar Energy. - 1984. - Vol.-32, No. 2. -

P. 223-230.

Глава 4. СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Системы солнечного теплоснабжения жилых, общественных и производственных зданий, а также технологических процессов являются наиболее интенсивно развиваемой областью гелиотехники.

Число технических и схемных решений, методы расчета, проектирования и строительства, количество используемых материалов и оборудования чрезвычайно велико. Достаточно сказать, что в настоящее время в СССР и за рубежом выдано свыше 3000 авторских свидетельств и патентов на системы солнечного теплоснабжения, разработано множество проектов систем различного назначения и различной, в том числе и значительной мощности (с площадью коллекторов свыше 1000 м^ для теплоснабжения крупных общественных зданий, групп жилых домов и целых микрорайонов.

Классификация систем приведена в главе 2. В нашей стране наиболее разработанными являются установки солнечного горячего водоснабжения жилых и общественных зданий сезонного действия.

К простейшим из них можно отнести установки горячего водоснабжения с емкостными водоподогревателями или скоростными и с естественной циркуляцией, которые применяют для зданий с малой тепловой нагрузкой. Их недостатком является необходимость установки бака-аккумулятора на кровле, что требует устройства специального основания и ограничивает вместимость бака. Тем не менее, благодаря простоте изготовления и обслуживания рассмотренных систем, они получили широкое распространение среди мелких потребителей, и хотя в стране уже разработан ряд типовых проектов, подобных УСТВ, в настоящее время активно ведутся работы по совершенствованию их конструкции и методов расчета.

Для зданий со значительными тепловыми нагрузками такие схемы не применимы, так как в этих случаях используют системы с большими поверхностями коллекторов и аккумуляторами большой вместимости, что не позволяет располагать их совместно. Такие системы получили распространение для теплоснабжения учреждений отдыха, многоэтаж-■ ных жилых зданий, гостиниц и др. В нашей стране после проведения ряда экспериментов и выпуска типовых проектов они нашли достаточно широкое распространение в Украинской ССР, республиках Средней Азии и Закавказья и подобно описаны в других главахкниги.

4.2. СИСТЕМЫ СОЛНЕЧНОГО 0Т01ШЕИИЯ и ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Системы отопления разделяют следующим образом: на пассивные (см. гл. 5); активные, которые в большинстве используют жидкостные солнечные коллекторы и баки-аккумуляторы; комбинированные.

За рубежом широкое распространение получили системы воздушного отопления, где в качестве аккумуляторов используют конструкции здания или специальную каменную засыпку под ним. В нашей стране в этом направлении работают ФТИ АН УзССР и ТбилЗНИИЭП, однако результаты работ явно недостаточны и отлаженных решений не создано, хотя воздушные системы теоретически эффективнее жидкостных, в которых собственно система отопления выполнена низкотемпературной панельно-лучистой или высокотемпературной с обычными нагревательными приборами. В нашей стране здания с жидкостными системами разработаны ИВТАН, ФТИ АН УзССР, ТашЗНИИЭП, ТбилЗНИИЭП, КиевЗНИИЭП и др. и в ряде случаев возведены.

Большой объем информации по активным системам солнечного отопления приведен в вышедшей в 1980 г. книге [6]. Далее же описаны разработанные КиевЗНИИЭП, построенные и испытанные два индивидуальных жилых дома с автономными системами солнечного теплоснабжения: с низкотемпературной панельно-лучистой системой отопления (жилой дом в с. Колесное Одесской обл.) и с тепловым насосом (жилой дом в с. Букурия Молдавской ССР).

При разработке системы солнечного теплоснабжения жилого дома в с. Колесное внесен ряд изменений в архитектурно-строительную часть дома (проект УкрНИИПграждансельскстрой), направленных на его приспособление к требованиям солнечного теплоснабжения: использована эффективная кладка с утеплителем для наружных стен и тройное остекление оконных проемов; змеевики системы отопления совмещены с междуэтажными перекрытиями; предусмотрен подвал для размещения оборудования; проведено дополнительное утепление чердака и утилизация тепла вытяжного воздуха.