а)

д

12

/530

И

6)

-Ж

г}

/ШО)

1

г-1

Рис. 2.5. Ковструкции отечеовенных коллекторов

а - Братского завода отопительного оборудования; б - ППО "Спецгелиотепломонтаж"; в -ФТИ АН Узбекской ССР; г - Бакинского завода по обработке цветных металлов и сплавов; i - остекление; 2 - герметик; 5 - поглощающая панель; 4 - теплоизоляция; 5 - корпус; 6 — днище; 7 - труба; & — вставка

Солнечные коллекторы, выпускаемые ППО "Спецгелиотепломонтаж" Грузинской ССР (рис. 2.5, б), имеют панельный стальной поглотитель колончатого типа с двумя штуцерами и корпус из алюминиевого профиля.

В солнечном водонагревателе конструкции ФТИ АН Узбекской ССР (рис. 2.5, в) в качестве поглотителя применен панельный радиатор типа РСГ или ЗС со змеевиковым расположением каналов. Коллекторы с панельным поглотителем из стали недостаточно коррозийно-стойки и их следует применять в двухконтурных системах солнечного теплоснабжения.

Панельный поглотитель из алюминиевых плакированных сплавов применены коллекторе, выпускаемом Бакинским заводом по обработке цветных металлов и сплавов {рис. 2.5, г).Корпус коллектора выполнен также из алюминия, в качестве теплоизоляции использован пенополиуретан. По теплотехническим показателям этот коллектор не уступает лучшим мировым образцам, однако из-за малой поверхности стоимость его высока.

Экспериментальный завод КиевЗНИИЭП освоил производство коллекторов с поглотителем из алюминиевых плакированных труб в алюминиевом корпусе с теплоизоляцией из пенополистирола. Соединение труб может быть как змеевиковое, так и параллельное. Для поглотителя коллектора ФТИ АН Узбекской ССР использованы водогазо-проводные трубы диаметром 1/2 между которыми установлены упругие вставки из стальных пластин. Несмотря на относительно низкие теплотехнические показатели, он может найти широкое применение, особенно для индивидуальных установок, благодаря высокой коррозионной стойкости и малой стоимости. Простота конструкции этого коллектора позволяет наладить его производство в любых механических мастерских.

В СРР основными типами солнечного жидкостного проточного коллектора являются СА-121 и СА-221 с поглотителем из стального

2.1. Характ^истика солнечтк коллосторю, изготавливаемых в СССР

оборудования Солнечный кол- ППССпецге- 1240x600x100 лектор (ТУ 36 лимонтаж" ГССР-86)

Солнечный кол- ФТИ АН УзССР 1090x650x101 лектор В8005 (ТУ 88 ФТИ УзССР 13-81) Гелиоколлектор (ТУ 47-567174-20-36)

Водонагрева тель солнечный В.8203 (ТУ 88 ФТИ УзССР 16-82)

Бакинский 1440х490х... завод по обработке цветных металлов и сплавов

ФТИ АН УзССР 1104x611x84

0,7244,4 4.SТоже

0,62586

0,6325,5 1 Алюминие-

вая панель

0.6

40

1.7

Стальные трубы с поперечными пластинами

Рис 2.6. По11д)е<1Ный ра^ез солнечного коллеккфа иша СА-121

1 — стальной корпус; 2 — полиэтиленовые листы; 3 — теплоизоляция из минеральной ваты = 40 мм; 4 — стеклопластиковая пластина ^ = 8 мм; 5 — поглощающая пластина; 6 - плоские трубы 40x20x2 мм; 7 -опорная пластмассовая пластина; 8 — закаленное стекло ^ = 4 мм; 9 — крепежные элементы

листа толщиной 1 мм, на котором с шагом 100 мм приварены стальные черные или оцинкованные плоские трубы в виде змеевика (СА-121) или регистра (СА-221) (рис. 2.6). Поглотитель окрашен матовой черной эмалью. Светопрозрачное покрытие, изготовленное из закаленного стекла толщиной 4 мм с высоким пропусканием (0,9 ... 0,92), установлено в рамке с закругленными углами и уплотнено термостойким резиновым уплотнителем типа автомобильного. Теплоизоляция выполнена из слоя минеральной ваты в полиэтиленовой пленке толшлной. 40 мм и фибергласса толщиной 8 мм. Корпус коллектора с резьбовыми отверстиями для крепления стальной. Выходные патрубки расположены с торцевой стороны коллектора, входные - с торцевой или тыльной стороны; диаметр патрубков - 1/2!

Помимо СА-121 и СА-221 в СРР выпускается еще ряд коллекторов с различными типами поглотителей (табл. 2.2).

В НРБ серийно выпускается жидкостный коллектор типа KBT-I (рис. 2.7). Поглотитель выполнен в виде стального листа толщиной 1 мм, к которому приварены стальные трубы ^ 20x2, объединенные гидравлическими коллекторами из труб ^ 32x2. Габарит коллектора 2Л. Характеристика солнечных коллекторов, изготовляемых в СРР

Тип коллектора

Габариты, мм

С-121

С-221 СА-133

Воздушный коллектор СН2

Слабоконцент!»!-РУющий коллектор С-121

Поверхностная

плотность,

кг/м2

Поверхностная плотность! теплоносителя, л/м2

2000x1000x108

2000x1000x108 2000x1000x108

2000x1000x366

2000x1000x108

Тип поглотителя

36

38,5 30

29,5

38.5

2.7

2.7 0,9

2.7

Стальная труба на листе

Тоже Алюминиевая труба на листе Плоская панель

Плоские трубы с параболо-цилиндричес-ким концентратором

I

Рис 2.7. Солнечный коллеккф типа КВТ-1

1 — уплотнитель; i2 - стекло; 3 — поглотитель; 4 — тепловая изоляция; 5 — корпус

1855x875x100 мм, масса 65 кг, объем теплоносителя 3,4 л; теплоизоляция - слой минеральной ваты толщиной 20 мм. Теплотехнические показатели этого коллектора низкие из-за недостаточной теплоизоляции днища и плохого теплового контакта листа с трубами (теплопроводность 30... 35 ВтДм-ОС)].

В ЧССР выпускают солнечные коллекторы, характеристика которых приведена в табл. 2.3.

Одной из проблем конструирования воздушных коллекторов является увеличение коэффициента теплоотдачи поглотителя. С этой целью стремятся создать турбулентный поток воздуха или увеличить

2.3. Характеристика солнечных коллекторов, изготовляемых в ЧССР

поверхность теплообмена (рис. 2.8) за счет ребер. Интересная конструкция воздухонагревателя разработана в ТбилЗНИИЭП, где в качестве объемного поглотителя использована металлическая стружка, создающая турбулентность потока воздуха и одновременно значительно увеличивающая поверхность теплообмена. В НРБ выпускается воздушный коллектор типа КАС-24 с гофрированным стальным поглотителем. В СРР применяют солнечные коллекторы типа CH2Q, состоящие из "солнечной крышки" и турбулизирующих пластин {рис. 2.9). "Солнечая крышка", включающая остекление и поглощающий стальной лист, установлена на опорной конструкции, на которой уложена теплоизоляция, закрытая турбулизирующими пластинами из оцинкованной стали толщиной 0,5 мм. Воздух нагревается в канале между поглощающей и турбулизирующей пластинами. Из коллекторов типа CH2Q собирают так называемые "солнечные крыши".

Как было отмечено ранее, существуют также коллекторы, увеличивающие интенсивность поступающей солнечной энергии. В таких коллекторах между источником и приемником излучения установлено оптическое устройство - концентратор, - благодаря чему увеличивается плотность лучистого потока, падающего на приемник, по сравнению с плоским коллектором, равным по площади выходу в оптическое устройство. Численное значение этого увеличения называют степенью концентрации.

Концентраторы разделяют на рефракторные и рефлекторные.

К классу рефракторных относятся выпуклые линзы, линзы Френеля и призмы {рис. 2.10, а, б). В ЧССР выпускаются линейные линзы Френеля из обычных сортов стекла. Конструктивным недостатком коллекторов с линзами Френеля является большое фокусное расстояние, что приводит к увеличению габарита коллектора. Призменные концентраторы лишены этого недостатка, кроме того, они могут концентрировать часть диффузного излучения. Концентратор подобного типа представляет собой трехгранную призму, передняя грань которой является приемником, задняя - отражателем и боковая - выходом излучения. Принцип работы концентратора состоит в полном внутреннем отражении лучей до попадания на боковую грань.

Рефлекторные отражатели представляют собой зеркала, поверхность которых образовна вращением или перемещением кривой относительно оси. Наибольшую степень концентрации (до 10 ООО) обеспечивают концентраторы параболоидного типа. Для солнечного теплоснабжения основной интерес представляют концентраторы, имеющие плоские или параболоцилиндрические отражатели - фоклины [3] (рис. 2.11).

В СРР выпускаются солнечные коллекторы типа С-121 с параболо-цилиндрическим концентратором, выштампованным из полированного