Menu

Obliczanie wymaganej powierzchni kolektorów

Przy obliczaniu powierzchni użytecznej kolektora możemy wyjść od wzoru

gdzie:

Ez - energia pobierana przez instalację

Ekol - energia słoneczna docierająca do kolektora

η - sprawność kolektora

 

Sprawność kolektora zależy od jego budowy i od różnicy temperatur pomiędzy absorberem i otoczeniem. Im wyższa tym większe straty ciepła (rys. 9)

Rys.9 Sprawność kolektorów płaskich i rurowych

 

Sprawność kolektora można wyliczyć ze wzoru:

gdzie:

η0 - sprawność optyczna kolektora podawana w charakterystyce

k1, k2 - współczynniki strat podawane w charakterystyce każdego kolektora (można spotkać też oznaczenia a1, a2)

ΔT - różnica temperatur pomiędzy temperatura absorbera a temperaturą otoczenia.

Eg - natężenie promieniowania w danej miejscowości w kWh/m2

 

  Maksymalna sprawność osiągana jest wówczas, gdy różnica między temperaturą absorbera a temperaturą zewnętrzną wynosi ΔT, a straty termiczne są równe 0. Im bardziej rośnie temperatura
kolektora, tym większe są straty ciepła i tym mniejszy jest współczynnik sprawności.

 

W przybliżeniu można przyjąć, że średnia sprawność kolektora płaskiego to 50-60%, próżniowego 60-65%. Aby policzyć Ekol, musimy znać wielkość nasłonecznienia w danej miejscowości. Dla Lublina ilość KWh energii słonecznej docierającej w ciągu roku wynosi 1048 kWh/m2 i jest największa w kraju (zależy od przyjętego okresu lat, rejony o największej w Polsce insolacji to teren Zamojszczyzny i lubelskie, według danych IMiGW w ostatnich latach insolacja rośnie i w latach 2005-2012 przekracza już 1200 kWh/m2 dla najbardziej nasłonecznionych obszarów).  

 

Energia promieniowania docierająca do kolektora średnio w ciągu doby obliczymy ze wzoru:

 

Dobowe zapotrzebowanie ciepła w instalacji Ez na przygotowanie ciepłej wody będzie z kolei zależeć od ilości mieszkańców i wielkości zużycia ciepłej wody na mieszkańca (wanna, natrysk, umywalka, itp.)

                                                                  

Ilość ciepłej wody zużywanej przez jednego mieszkańca waha się od 30-60 l/d. Nasz wzór możemy teraz zapisać w postaci:

 

oraz

po uwzględnieniu jednostek 

gdzie:

n - liczba mieszkańców

z- średnie dobowe zużycie ciepłej wody w l/os.

ΔT - różnica temperatur między wodą zimną i ciepłą (około 40C).

cw- ciepło właściwe wody w  4,190kJ/kgK

 

Jeśli nasz kolektor będzie położony pod innym kątem i azymutem niż zalecany wzór powyższy należy przemnożyć przez współczynniki korekcyjne.

 

Przykład. Dla 4-ro osobowej rodziny i 40l ciepłej wody na osobę/dobę powierzchnia kolektora usytuowanego na ścianie (kąt 90°) wyniesie.

Dobór powierzchni kolektorów do przygotowania wody w basenie

projco139.gif

Tabela Uproszczony dobór kolektorów do przygotowania wody basenowej (kolektory firmy ENSOL).

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});