Дом 1999-05, страница 23

Рис.2. Компактная отопительная установка

тура любой реальной поверхности, до которой она нагреется на солнце.

Теплоноситель (воду) в контуре в принципе можно нагреть до равновесной температуры коллектора за вычетом некоторого температурного перепада, величина которого определяется совершенством конструкции гелиоустановки в целом. Чем выше качество коллектора, тем выше его равновесная температура, меньше достижимый температурный перепад и выше КПД — доля полезного тепла. Но именно достижение наилучших значений эти показателей и сопряжено с наибольшими затратами — хорошие коллекторы очень дороги, 1 2

что и сдерживает их широкое распространение.

При самостоятельно изготовлении качественного коллектора также не удастся избежать значительных материальных и трудозатрат. Для их определения необходимо в первую очередь оценить параметры установки в целом** И тут главным, пожалуй, является вопрос о её мощности, величина которой определяется хозяйственными нуждами, для обеспечения которых предназначена гелиоустановка. Если отапливается дом, то какой: площадь ограждений, качество их теплоизоляции и т.п. Если потребляется подогретая вода — то её температура и расход.

Мощность установки в первую очередь определяет потребную площадь коллектора, которая, кроме того, зависит ещё от КПД установки в целом. Вопрос о КПД гелиоустановок довольно специальный и требует отдельного разговора, на что отвлекаться не будем. Отметим лишь, что для достижения его высоких значений (у коллекторов 85% и выше) промышленность использует специальные материалы и технологии, чего нет в условиях «домашнего» производства. Поэтому, если достичь КПД самодель-

**Приведенные ниже рассуждения ни в коем случае нельзя принимать за расчёты. Они служат лишь для получения представления о величинах, с которыми приходится иметь дело при проектировании гелиоустановок.

Рис.3.

Автономная мини-водогрейка: 1 — бак; 2 — рама корпуса коллектора; 3 — теплоизоляция; 4 — трубчатый змеевик; 5 — крепёжный лист; 6 — стекло

Рис.4. Различные солнечные коллекторы:

1-е использованием резинового шланга;

2 — с использованием шланга на гофрированной кровле;

3 — с использованием шланга на металлической кровле;

4 - трубчатый коллектор;

5 — панельный коллектор;

6 — плоский коллектор;

7 — коллектор на тепловых трубах;

8 — высокопроизводительный трубчатый коллектор

ной установки 50%, что очень хорошо, можно рассчитывать на получение полезных 400-500 Вт с 1 м² при самых благоприятных условиях. Это означает, что для обеспечения мощности в 2 кВт (современный электрический чайник) нужно иметь 4-5 м² площади коллектора. Если учесть, что нынешние весьма экономичные коллекторы иностранного производства имеют конструкционную массу порядка 25 кг/м², то легко представить себе, сколько же будет весить самодельный аналог, например, на водопроводных трубах.

Теперь посмотрим, что нам даст такая мощность установки. В случае с чайником всё ясно: за несколько минут 1,5-2 л воды доводятся до кипения. Но давайте не ставить перед гелиоустановкой такой задачи (из-за дороговизны её решения), а зададимся целью просто греть воду, что гораздо проще. Допустим, что мощность 2 кВт установка будет выдавать в течение 6 часов светового дня. Тогда запасённая энергия при всех наших допущениях составит 12 кВт-ч, что составит 10320 ккал. Если система заправлена 200 л воды, то эта энергия может поднять её температуру на 51,6 °С, но конечная температура горячей воды никогда не превзойдёт равновесную температуру коллектора. Тем же теплом 300 л воды нагреются на 34,4°С, а 400 л - на 25,8°С. Понятно, что ухудшение рассмотренных нами параметров установки (площади и КПД коллектора, времени облучения и т.п.) приведёт кснижению полученных нами результатов. Заметим также, что дешевле нагревать воду до более низких значений температуры, так как конструкция коллектора при этом проще.

Однако в любом случае она остаётся слишком сложной: тут и корпус, и герметичные соединения труб, и черная поверхность, и теплоизоляция, и остекление. Всё это обеспечивается соответствующими наборами материалов и технологических операций. Хорошо бы было от всего этого отказаться, но из литературы следует — иначе нельзя. А так ли это?

y^L

щ ®

©

©

in

©

©

Продолжение в следующем номере.

«Дом» 5'99,

23