Техника - молодёжи 1949-07, страница 16

195000 HflAft

перь применяться, можно ставить и горизонтально. В конце концов водонагреватели зимой не работают, а летом между горизонтальной и наклонной установками нет большой разницы в производительности. Зато горизонтальная установка дешевле.

Слабо нагревающиеся солнцем несложные водоподогренательные установки являются как бы солнечными «кухонными плитами». Каким же образом солнечные лучи можно заставить обслуживать не кухонную плиту, а мощный паровой котел промышленной установки?

Одно и то же количество тепла может быть использовано либо для получения большого количества горячей воды, либо для получения небольшого количества промышленного пара.

Тепло высокого потенциала (тепловая энергия, находящаяся при высокой температуре), всегда дороже и получить его труднее, чем тепло низкого потенциала.

Но редко можно обойтись теплом низкого потенциала. Когда речь идет о приведении в действие двигателей, необходимо тепло высокого потенциала. Ведь для получения одного киловатт-часа с помощью перегретого пара высокого давления требуется в восемь-десять раз меньше калорий, чем для получения киловатт-часа из тепла низкого потенциала.

Каким же образом, пользуясь солнечными лучами, рассеянными на огромной площади, можно получать тепло высокого потенциала? Для этого солнечные лучи прежде всего нужно собрать, сконцентрировать на очень небольшой поверхности»

Естественно, что чем больше поверхность, тем больше она теряет тепла» и поэ^му только на маленькой поверхности удается получЙь высокие температуры, то-есть высокое тепловое напряжение.

Задача эта решается в солнечных установках только при помощи зер

ы

'it

Ш

Я

тай?

• Г

t

кал, позволяющих концентрировать солнечное тепло в «точке». Но и тут выступают потери: ведь чем горячее поверхность, тем больше она теряет тепла. Не потеряем ли мы поэтому бесполезно все тепло, собранное на очень горячей поверхности?

Чтобы не попасть в такое положение, надо уметь правильно подводить баланс прихода и расхода тепла, подобно тому как бухгалтер подводит денежный и материальный балансы производства. Рассмотрим небольшой пример, характеризующий тепловой баланс.

В солнечный день в Сахаре на земле лежит трубчатый змеевик. Он может нагреться до 80°С, но если через него пропускать холодную воду, он сразу остынет, и теплой воды нельзя будет получить. Здесь мы сталкиваемся с неблагоприятным тепловым балансом — потеря тепла превышают полезное тепло. Коэфи-циент полезного действия установки (кпд), являющийся отношением полезного тепла к теплу, получаемому от солнца в этой установке, чрезвычайно низок.

Очень важно, что количество потерь не зависит от теплового напряжения, а зависит только от температуры. Потери тепла на квадратном метре на тепловую утечку будут одинаковы при получении и 700 килокалорий в час и 200 000 килокалорий в час.

Единственным средством исправления теплового баланса при низком тепловом напряжении является снижение потерь тепла при помощи разного рода тепловой изоляции- Но . нельзя же изолировать со всех сторон котел в гелиоустановках, так как нужно оставить где-нибудь дорогу к нему для солнечных лучей.

Рассмотрим тепловой баланс металлического водонагревателя (горячего ящика). Поток энергии, отдаваемой солнцем, частично отражается

Тепловые балансы неизолированных поверхностей при тепловом напряжении в 200 000 ккал/час и 700 ккал/час. Как, видно из рисунка, потери при разных тепловых напряжениях одинаковы по абсолютной величине. При тепловом напряжении в 700 ккал/час уже при 80° нельзя получить полез* ноео тепла.

фЩЦ

summit тепло :

# S

стеклами, частично поглощается ими, частично отражается поверхностью труб, и только небольшая часть тепла достается воде. Через стекло, дно и стенки ящика теряется примерно 15°/о тепла, если температура воды достигает 50—70°С, а если она доходит до точки кипения, потери настолько возрастают, что полезного тепла вообще не остается. Это значит, что в данном случае очень трудно получить значительное количество пара.

Была сделана попытка создания дорогого вращающегося горячего ящика с 8 стеклами и усиленной изоляцией. На дне этого ящика удавалось получать температуры выше 200°С после шестичасового нагрева в жаркий день. Однако количество энергии, достигающее дна такой установки, очень невелико. Если пустить на это дно небольшое количество ео-ды, она сразу испарилась бы, но зато одновременно ящик стал бы холодным. Коэфициеит полезного действия этой установки равняется нулю. Недавно за рубежом были сделаны попытки уменьшить потери путем специальной обработки стеклянной поверхности. Они привели только к недопустимому удорожанию установок.

Все это означает, что горячие ящики пригодны только для получения теплой воды для бытовых целей.

У параболоидных установок тепловой баланс совсем иного типа. Здесь благодаря малой поверхности котла кпд одинаков летом и зимой, при любой температуре пара в котле, так как потери тем больше, чем больше нагрета поверхность. Практически нами был получен зимой пар с температурой в 470°С, то-есть тот перегретый пар, который употребляют крупные современные электростанции.

Коэфицнент полезного действия параболоидных установок доходит до 90*/о. Для постройки котла с таким

Тепловой баланс трубчатого водонагревателя с хорошими стеклами. нагревающего воду до 80° С. При этом режиме 424* получаемого от солнца тепла эта установка превращает в полезное тепло горячей воды. При попытке же нагреть воду до 150° С этот водонагреватель полезного тепла не даст совсем.

сшбиаО и стенки X^jw*