Розрахунок сонячних колекторів
Багато людей зараз цікавляться ефективністю геліосистем. Як нам відомо, кількість сонячної радіації нерівномірно розподілена по на території України. Існують регіони з більш інтенсивною сонячною радіацією (південь України), а також регіони, де її кількість на 20-40 % менша. Таким чином використовуючи один і той самий сонячний колектор можна отримати різну кількість теплової енергії. Саме тому географічне розташування сонячного колектора суттєво впливає на ефективність геліосистеми, також на капітальні витрати в Ваш сонячний водонагрівач.
Нижче ми представимо розрахунок сонячного колектора для сім'ї з 6 осіб для м. Києва та м. Севастополя. При розрахунку двох геліосистем були використані метеорологічні дані NASA.
Разрахунок сонячного колектора для м. Києва |
||||||||||||
|
Розміщення |
Од. вим. |
Значення |
||||||||||
|
Проектна точка |
- |
м. Київ |
||||||||||
|
Широта проектної точки |
град. |
50 |
||||||||||
|
Довгота проектної точки |
град. |
30 |
||||||||||
|
Кут нахилу сонячного колектора |
град. |
45 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметри ГОРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ |
Ед. изм. |
Значение |
||||||||||
|
Потрібна кількість гарячої води |
л/добу |
300 |
||||||||||
|
Бажана температура гарячої води |
°С |
60 |
||||||||||
|
Використання геліосистеми в тиждень |
діб |
7 |
||||||||||
|
Використання геліосистеми в рік |
діб |
365 |
||||||||||
|
Температура вхідної холодної води: |
- |
- |
||||||||||
|
Мінімальна |
°С |
5 |
||||||||||
|
Максимальна |
°С |
15 |
||||||||||
|
Кількість енергії, яка необхідна на нагрівання гарячої води за добу |
кВт*год |
17.5 |
||||||||||
| Тип сонячного колектора Прогрес-ХХІ | ||||||||||||
| PRG/VSHP – 58/1800-30 | ||||||||||||
| Кількість сонячних колекторів |
1 |
шт. |
||||||||||
|
Корисна площа поглинання сонячних променів |
4.43 |
м2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кількість сонячної енергії, що падає на 1 м2 горизонтальної поверхні в кВт/добу |
||||||||||||
|
Січень |
Лютий |
Берез. |
Квіт. |
Трав. |
Черв. |
Лип. |
Серп. |
Верес. |
Жовт. |
Лист. |
Груд. |
Середнє |
|
1.07 |
1.87 |
2.95 |
3.96 |
5.25 |
5.22 |
5.25 |
4.67 |
3.12 |
1.94 |
1.02 |
0.86 |
3.10 |
Кількість тепла, яку виробляє геліосистема, кВт/добу |
||||||||||||
|
Січень |
Лютий |
Берез. |
Квіт. |
Трав. |
Черв. |
Лип. |
Серп. |
Верес. |
Жовт. |
Лист. |
Груд. |
Середнє |
|
4.17 |
7.29 |
11.50 |
15.44 |
20.47 |
20.35 |
20.47 |
18.21 |
12.16 |
7.56 |
3.98 |
3.35 |
12.08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Покриття геліосистемою потреб на ГВП в місяць, % |
|
|||||||||||
|
Січень |
Лютий |
Берез. |
Квіт. |
Трав. |
Черв. |
Лип. |
Серп. |
Верес. |
Жовт. |
Лист. |
Груд. |
Середнє |
|
23.9 |
41.8 |
65.9 |
88.4 |
117.2 |
116.6 |
117.2 |
104.3 |
69.7 |
43.3 |
22.8 |
19.2 |
69.2 |
Разрахунок сонячного колектора для м. Севастополя |
||||||||||||
|
Розміщення |
Од. вим |
Значення |
||||||||||
|
Проектна точка |
м. Севастополь |
|||||||||||
|
Широта проектної точки |
град. |
44 |
||||||||||
|
Довгота проектної точки |
град. |
33 |
||||||||||
|
Кут нахилу сонячного колектора |
град. |
45 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметри ГОРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ |
Од. вим. |
Значення |
||||||||||
|
Потрібна кількість горячої води |
л/добу |
300 |
||||||||||
|
Бажана температура горячої води |
°С |
60 |
||||||||||
|
Використання системи в неделю |
діб |
7 |
||||||||||
|
Використання системи в рік |
діб |
365 |
||||||||||
|
Температура вхідної холодної води: |
- |
- |
||||||||||
|
Мінімальна |
°С |
5 |
||||||||||
|
Максимальна |
°С |
15 |
||||||||||
|
Кількість енергії, яка необхідна на нагрівання горячої води за добу |
кВт*год |
17.5 |
||||||||||
| Тип сонячного колектора | ||||||||||||
| PRG/VSHP – 58/1800-30 | ||||||||||||
|
Кількість сонячних колекторів |
1 |
шт. |
||||||||||
|
Корисна площа поглинання сонячних променів |
4.43 |
м2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кількість сонячної енергії, що падає на 1 м2 горизонтальної поверхні в кВт/добу |
||||||||||||
|
Січень |
Лютий |
Берез. |
Квіт. |
Трав. |
Черв. |
Лип. |
Серп. |
Верес. |
Жовт. |
Лист. |
Груд. |
Среднее |
|
1.79 |
2.72 |
3.62 |
5.21 |
6.81 |
7.80 |
8.60 |
7.77 |
6.12 |
4.29 |
2.37 |
1.57 |
4.90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кількість тепла, яку виробляє геліосистема, кВт/добу |
||||||||||||
|
Січень |
Лютий |
Берез. |
Квіт. |
Трав. |
Черв. |
Лип. |
Серп. |
Верес. |
Жовт. |
Лист. |
Груд. |
Середнє |
|
6.98 |
10.60 |
14.11 |
20.31 |
26.55 |
30.41 |
33.53 |
30.29 |
23.86 |
16.72 |
9.24 |
6.12 |
19.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Покриття геліосистемою потреб на ГВП в місяць, % |
|
|||||||||||
|
Січень |
Лютий |
Берез. |
Квіт. |
Тра |
Черв. |
Лип. |
Серп. |
Верес. |
Жовт. |
Лист. |
Груд. |
Середнє |
|
40.0 |
60.7 |
80.8 |
116.3 |
152.1 |
174.2 |
192.0 |
173.5 |
136.7 |
95.8 |
52.9 |
35.1 |
109.4 |
Як бачимо, різниця в ефективності геліосистеми для м. Києва та м. Севастополя достатньо суттєва. Сонячні колектори в м. Севастополі працюють на 35 % ефективніше, що пов'язано лише з географічним розташуванням міста. Враховуючи що, при проектуванні геліосистем на півдні України потрібно закладати меньшу площу сонячних колекторів, що знижує капітальні витрати в систему.Термін окупності геліосистеми також для Севастополя буде значно коротшим, ніж для Києва.
Як видно з розрахунків - продуктивність сонячного водонагрівача в літні місяці вища розрахункової в 1,5-2 рази. В цей період витрата гарячої води залишається сталою, але виробництво теплової енергії зростає так стрімко, що геліоколектор переходить в режим перегріву (стагнації), адже температура в баці акумуляторі вже досягла свого максимального значення. Для захисту сонячних колекторів від такого явища потрібно передбачити резервний споживач теплової енергії.
Це потрібно враховувати при проектуванні геліосистем з використанням енергії сонця для гарячого водопостачання, і особливо для систем опалення.
Схема геліосистеми
Розрахунок теплового насоса
На даному графіку показано економічний ефект від використання теплового насосу типу грунт-вода в порівнянні з газовим та електричним котлами. З графіка випливає, що тепловий насос економічніший в річній експлуатації від електричного котла майже на 12000 гривень, а від газового котла на 6000 гривень при сьогоднішніх цінах на енергоносії. Це означає, що капітальні затрати в теплонасосну систему вищі в порівнянні з іншими джерелами тепла, але експлуатаційні витрати значно нижчі. Це дозволяє розглядати теплонасосну установку як інвестиційний проет в себе, разове вкладення коштів приносить в подальшому значну економію на енергоносіях. А після терміну окупності теплового насоса (в межех 3-7 років) приносить чисті прибутки для Вас.
Ми радимо Вам, інвестувати гроші в себе. Думайте як зберегти зароблені кошти, а не лише, як їх витратити.
При використанні матеріалів з сайту, посилання на www.progress21.com.ua є обов'язковим.