четверг, 10 октября 2019 г.

Определение КПД солнечного коллектора

КПД и реальная мощность солнечного коллектора:

Площадь 2.4 на 3 метра
Максимальный КПД 67 %, Мощность 1150 Ватт.
Приборы:
Два датчика температуры на базе DS18H20 подключенных к распберри.
Измеритель скорости движения воздуха Тесто
Линейка
Программное обеспечение
Приложение для Blender
Как я делал замеры:
Во-первых я убрал клапана и установил в отверстия входа и выхода длинные трубы диаметром 110 мм чтобы при замерах скорости движения воздуха, там не было завихрений.
Сначала я установил вентилятор на входную трубу и замерил поток.
Затем установил измеритель в выходном патрубке - там был более ровный поток. Пока температура не превышала предельно допустимую для прибора я замерял скорость потока.
В те же самые отверстия в которые я вставлял прибор скорости потока я разместил датчики температуры. Температура замерялась каждые 5 минут.
Зная площадь поперечного сечения, я получил расход кубических метров в секунду. Зная плотность воздуха в этом температурном диапазоне я получил массовый расход воздуха в секунду. Затем умножил на разность температур и на коэффициент теплоемкости воздуха и получил количество теплоты, которую получает масса воздуха в секунду в этой установке. А количество теплоты (тепловой энергии) в секунду - это и есть мощность установки.
S=πR*R
W=S*v
Wm=W*Pv
Q=(t1-t2)*It*Wm
Таким образом я получил экспериментальные данные по мощности.
Далее я посмотрел в програмке, про которую я писал в предыдущих постах, какая мощность должна выделяться на моей панели в это время.
А потом подогнал значение КПД  в программе, так чтобы получилось мое измеренное значение. КПД утром было около 55 %. но когда солнце было в зените КПД увеличился до 67% вечером КПД стал опять меньше.
Вероятно формула которая в программе считает мощность на панелях не правильно учитывает падение мощности когда солнце близко к горизонту, А может быть просто у меня деревья начинают мешать.
Замеры температуры у меня делаются постоянно и заносятся в базу данных. Скорость движения воздуха не меняется т.к. стоит один и тот же вентилятор и работает от солнечной батареи и поэтому напряжение всегда стабильное (аккумулятор конечно же там присутствует). Таким образом у меня был тогда когда я делал замеры достаточной большой набор данных.
Итак Вывод:
1. КПД 67% это совсем не плохое значение, даже учитывая не очень эффективное утепление коллектора и некоторые щели на стыках двух блоков.
2. Чем быстрее движется воздух чем выше КПД, т.к. тепловые потери внутри коллектора зависять от разницы температур внутри коллектора и на улице. Чем меньше разница, тем меньше потерь. поэтому чем быстрее мы будем снимать тепло и уносить его в дом, тем меньше потерь. Вероятно еще удастся поднять КПД до 70 - 75 % за счет увеличения расхода.
3. Клапана выполняют важную функцию не выпускать тепло из дома ночью и когда нет солнца, но они же являются серьезным препятствием на пути воздуха и поэтому снижают КПД установки...Нужно искать правильну форму и конструкцию клапанов.
4. Как показывает программа (с учетом полученного КПД) если использовать все плоскости дома (треугольники), то даже в декабре можно получить в сумме 6 кВт тепловой мощности в зените, другой вопрос что световых часов у нас в декабре маловато...
Вот здесь видео с описанием процесса: 

https://youtu.be/p4clG7ZEsu8




Комментариев нет:

Отправить комментарий