ПЛОСКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ, КАК ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

FLAT SOLAR WATER HEATING COLLECTORS AS BASIC ELEMENTS OF HOT WATER SUPPLY SYSTEMS

Nizomjon Usmonov

PhD, Department of Thermodynamics and Heat Engineering, Associate Professor, Tashkent State Technical University,

Uzbekistan, Tashkent

Feruza Umardjanova

Senior Lecturer, Department of Thermodynamics and Heat Engineering, Tashkent State Technical University,

Uzbekistan, Tashkent

Feruza Xashimova

Senior Lecturer, Department of Thermodynamics and Heat Engineering, Tashkent State Technical University,

Uzbekistan, Tashkent

АННОТАЦИЯ

В работе предложены аппроксимационные выражения для определения приведенного коэффициента тепловых потерь ЛПТП коллектора, наклоненного к горизонту под углом , для средних условий их эксплутации в СГВС.

ABSTRACT

In the article proposes approximating expressions for determining the reduced coefficient of heat loss of RHTP collector inclined to the horizon at an angle of   for the average conditions of their operation in the HWSS.

Ключевые слова: лучепоглощающая теплообменная панель, коллектор.

Keywords: radiant heat exchanger panel, collector.

Плоские солнечные установки (солнечные водо- и воздухонагревательные коллекторы) являются наиболее распространенными техническими средствами для преобразования энергии солнечного излучения в низкопотенциальное тепло, которое может быть использовано для полного или частичного покрытия тепловых нужд потребителей тепла такого же температурного потенциала [1, 2].

Для определения значений показателей плоских солнечных водонагревательных коллекторов (ПСВК), к настоящему времени, предложен широкий спектр различных методов тепловых испытаний: натурные, лабораторные, квазистационарные, нестационарные.

Одной из основных целей темнового метода определения теплотехнических характеристик ПСВК является определение приведенного коэффициента теплопередачи от воды, в теплоотводящих каналах (ТОК) лучепоглощающей теплообменной панели (ЛПТП), к единице площади фронтальной поверхности его корпуса () и окружающей среде (), по результатам измерений , , ,  и  ( – температура наружного воздуха,  и  – температуры воды на входе в коллектор и на выходе из него, соответственно;  – расход воды через коллектор с площадью фронтальной поверхности корпуса ) [2].

Отметим, что для разработчиков и конструкторов солнечных водонагревательных коллекторов очень важны значения  и , в отдельности, а не и . В связи с тем, что значения комплексов  и  получены в околополуденные часы, они могут быть использованы только для сопоставления с аналогичными показателями плоских солнечных водонагревательных коллекторов различных производителей. По этой причине эти комплексы могут быть использованы для определения дневного хода теплопроизводительности тестируемых коллекторов, как это предполагается в [4].

Из графика зависимости  по рис.2. определяется значение комплектов, представляющих собой произведения   .

Рисунок 1. Зависимость

Как следует из графика по рис.1., ордината точки пересечения прямой с осью ординат, т.е. при , равно значению комплекса , а значение комплекса  при этом равно отрицательному значению углового коэффициента прямой [5].

Путем включения в программу тестов “темновых” экспериментов [2], можно существенно сократить продолжительность процесса теплового тестирования ПСВК и значительно снизить трудоемкость [3, 4].

Значение  согласно [5] может быть определено из отношения:

.                                                                       (1)

Значение  при этом может быть определено из аппроксимационных зависимостей:

.                  (2)

в диапазоне изменения  от  до :

,                        (3)

и в диапазоне изменения  от  до , полученных на основе [1] с соответствующим учетом значений приведенных коэффициентов тепловых потерь ЛПТП через дно и боковые стенки корпуса ПСВК () и отношения площадей фронтальных поверхностей СП () и корпуса коллектора (), т.e.

В аппроксимационных выражениях (2) и (3)  – средняя рабочая температура ЛПТП; – соотвественно, температура и относительная влажность наружного воздуха;  – излучательная способность зачерненной поверхности ЛПТП;  –скорость ветра, ; – толщина замкнутой воздушной прослойки, заключенной между наружной поверхностью ЛПТП и внутренной поверхностью СП ().

Выражения (2) и (3) получены для средних условий эксплутации ПСВК в системах горячего водоснабжения (СГВС) и угла наклона ПСВК к горизонту () .

Выводы:

1. Путем включения в программу тестов “темновых” экспериментов можно существенно сократить продолжительность процесса теплового тестирования ПСВК и значительно снизить трудоемкость.
2. Предложены аппроксимационные выражения для определения приведенного коэффициента тепловых потерь ЛПТП коллектора () наклоненного к горизонту под углом , при средних условиях их эксплутации в СГВС.

Список литературы:

1. Усмонов Н.О., Хазратов А.Г. Влияние внутреннего источника тепла на температрное поле и теплопередачу через светопрозрачное покрытие плоских солнечных установок. Сборник статей по материалам XLIX международной научно-практической конференции «Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке» январь 2020. – №1(44) – С. 70-76.
2. Усмонов Н.О., Умарджанова Ф.Ш., Хашимова Ф.А. Плоские солнечные водонагревательные коллекторы источники тепловой энергии. Сборник статей по материалам LVIII международной научно-практической конференции «Экспериментальные и теоретические исследования в современной науке» ноябрь 2020. – №10(52) – С. 54-58.
3. Usmonov N.O., Isaxodjayev X.S. Influence of the internal heat source on the temperature field and transfer through light-translucent coating of flat solar plants // The American journal of engineering and technology. 30 july, 2020. Volume-II, Issue-VII. – 46-50 p. doi: 10.37547/tajet/volume02issue07-07
4. Avezov R.R., Vokhidov A.U., Usmonov N.O. Heat Transfer Coefficient from the Sheet-Piped Light-Absorbing Panels of the Flat-Plate Solar Water-Heating Collectors to the Heat Transfer Fluid in Their Heat-Removing Channels // Applied solar energy, 2018. №54, -168-172 p.
5. Бекман У., Клейн С., Даффи Д.Ж. Расчет систем солнечного теплоснабжения. – М.: Энергоиздат. – 1982. – 80 с.