4.2.4. Исследование теплотехнических характеристик солнечной водонагревательной установки с разработанными солнечными коллекторами
В рамках экспериментальной работы были проведены также экспериментальные исследования разработанной при участии автора СВУ с естественной циркуляцией в соответствии с методикой ISO 9459-2:1995.
Солнечная водонагревательная установка включала в себя 2 пластмассовых СК суммарной площадью 1,6 м2, бак аккумулятор из вспененного полиэтилена емкостью 180 л и соединительные теплоизолированные трубопроводы.Были проведены 4 эксперимента по определению дневной производительности СВУ и выполнено математическое моделирование данной установки. Результаты расчета приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4.
Сравнение результатов моделирования СВУ в условиях эксперимента с
результатами измерений Дата эксперимента Тем-ра окружающего воздуха,
ta,°C Тем-ра холодной воды,
tmaim °С Тем-ра отводимой воды в начале отбора,
td(max)i °С Расчетная
тем-ра отводимой воды в
начале отбора,
tmaxi °С Полезное
тепло, снимаемое с СВУ, Q, МДж Дневная сумма солнечного излучения в
плоскости СК,
Н, МДж/м2 15.10.2005 20.3 14.1 30.5 27.5 6.1 10.9 16.10.2005 20.7 13.8 22.5 22.7 4.8 8.2 21.10.2005 15.4 13.3 20.3 21.3 3.7 7.1 22.10.2005 16.5 13.5 19.2 19.6 2.5 4.8 Сравнение экспериментальных данных натурных испытаний с результатами моделирования показывает незначительные отличия по начальной температуре воды в начале отбора (табл. 4.4).
Полученные экспериментальные данные аппроксимировались формулой (4.2). Коэффициенты аппроксимации определённые с использованием линейного метода наименьших квадратов приведены в табл. 4.5, соответствующая им "input-output" диаграмма - на рис. 4.10.
Таблица 4.5.
Аппроксимационные коэффициенты "input-output" зависимостей для Q Коэффициенты аппроксимации, "1 Оа1 а2 Оа2 а* Оа3 м2 МДж/К МДж 0.53 0.02 1.11 0.02 0.4 0.1 o
Рис. 4.10. Input-output диаграмма для Q
Н, МДж/м2
Полученные характеристики СВУ позволяет определить производительность данной установки и для других климатических условий. Зная среднедневную сумму солнечного излучения, температуру окружающего воздуха и температуру водопроводной воды, на месте предполагаемой эксплуатации рассмотренной СВУ, с помощью рис. 4.10 легко рассчитать КПД данной СВУ.