Упрощенный расчет. При устройстве системы водоподготовки горячей воды с помощью солнечного коллектора, вам, возможно поможет простой расчет, который поможет вам определиться с площадью солнечного коллектора и его производительностью. И в зависимости от ваших потребностей правильно построить солнечный водяной коллектор.
Известно, что в солнечный день на каждый квадратный метр поверхности, установленный перпендикулярно солнечным лучам, падает от 800 до 1000 Ватт солнечной тепловой энергии (в зависимости от состояния атмосферы).
Поставим задачу создать «Солнечный коллектор) который будет работать в солнечную погоду и летом и зимой. Очевидно, что необходимо такое устройство делать двухконтурным — наружный Нагревательный блок устанавливаемый на улице с солнечной стороны дома и внутренний блок - Термос находящийся в помещении.
Теплоносителем в наружном блоке должна быть незамерзающая жидкость (тосол, антифриз)
Трубки по которым проходит теплоноситель в наружном блоке должны находится в защищенном от конвенции воздуха месте (под стеклом) и на них фокусироваться солнечная энергия.
Для управления механизмами солнечного коллектора необходим контроллер. Наш контроллер управляет работой водяного насоса, задвижками, контролирует температуру в нагревателе и термосах.
При проектировании солнечного коллектора необходимы следующие справочные данные:
1)Известно, что в солнечный день на каждый квадратный метр поверхности, установленный перпендикулярно солнечным лучам, падает от 800 до 1000 Ватт солнечной тепловой энергии (в зависимости от состояния атмосферы). Возьмем среднюю цифру в 900 Вт/м2
2) Для утепление термоса можно взять например 10 см. пенополистирола. Подсчитаем потери тепла, происходящие через стенку утепленную пенополистиролом Площадь стенки термоса на 100 литров примерно 1.6 — 2 м кв.. Коэффициент теплопередачи пенополистирола равен 0,05 Вт/м*град. С учетом толщины и перепада температуры в 50 градусов (внутри термоса 70 градусов, а в комнате 20 градусов тепла) , получим потери одного квадратного метра поверхности термоса равные 0,05/0,1 * 50 = 25 Вт. Т.о. В худшем случае потери составят 50 ватт.
3) Теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг*град. Соотношение между тепловыми Ваттами и Джоулями таково:
1 Ватт = 3600 Дж.
Т.е. на нагревание 1 кг воды (1 литра) на один градус требуется примерно 1,16 Вт.
Исходя из этих величин, мы можем вывести некую условную величину для нашего условного солнечного коллектора, площадью в 1 м2.
900 / 1,16 = 775 Кг*град.
Формально, это соотношение, сколько килограммов воды на сколько градусов можно нагреть за 1 час в солнечном коллекторе площадью в 1 м2.
Конечно, тут не учтены все теплопотери коллектора.
Итак, давайте посмотрим, что значат эти 775 /кг*град .
Это значит, что солнечный коллектор нагреет за 1 час :
100 литров на 7,8 градусов.