Солнечный проточный нагреватель или "Солнечная колонка"

Я один не въехал в логику?

 

Да тут все просто. Первые эксперименты были методически неверны, а заявления на их основе громкими. После эксперименты стали адекватней, а вот признания ошибок - нет. Так, эволюция представлений о реальной мощности вакуумных трубок.

 

- такой сделали универсальный калорифер, пока нет солнца (дожди) нет возможности его испытать

 

- а здесь сравниваю влияние наклона (угла падения лучей) для возможной реализации следующей идеи от КТН по термодинамике одного из универов (вот что он мне писал):
1. Как я уже писал ранее, очевидно есть какая-то причина размещения мокрых вакуумных колб под углом в существующих коллекторах. Изложенная теория верна, но…немного в другом преложении. Во-первых, Солнце светит на Землю отвесными лучами ТОЛЬКО в экваториальной зоне, а в наших широтах – конец мая, середина июля. То есть, непродолжительную часть времени (да, самую жаркую), относительно всего года.

2. Все силикаты (материалы на основе песка: бетон, стекло, кирпич и пр.) хорошо работают только на сжатие, а все остальные виды нагрузок, как то: изгиб, растяжение, разрыв – плохо, или очень плохо! То есть, вполне возможно, что установка вакуумных колб под уклоном, больше вызвана стремлением обеспечить себе рынок сбыта необходимостью частой замены разрушившихся.

3. Целесообразней, с моей точки зрения, будет схема коллектора, с установкой колб вертикально и по окружности, в своеобразном шахматном порядке, когда тень от передней колбы попадает в пространство между задними. Физики-оптики на установках подобных схем моделируют процессы поведения так называемых «черных дыр», когда луч света попадает в систему, а из нее не выходит (угол отражения многократно преломляется внутри системы). К тому же, такой коллектор будет компактным, с возможной установкой на столбе (а не на крыше), типа фонарного.

В данной схеме целесообразнее применять приток холодной воды снизу-вверх, вдоль внутренних стенок вакуумной колбы, а слив горячей – наоборот, вниз, по центровой трубке. Это будет так называемая схема «противоток», когда теплоносители движутся навстречу друг другу параллельными руслами. Конструкции всех теплообменных устройств, стараются выполнить по такой схеме, если нет каких-то противопоказаний или сложностей. При использовании схемы «противоток» площадь теплообменника минимум на 15% меньше таковой для схемы «прямоток». Кроме того, в применении к солнечному коллектору, упростится схема коммуникаций подвода-отвода воды и ее материалоемкость…

 

По поводу реализации этой идеи отбора мощности трубок например так можно:
верхний бак - тазик в тазике, т. е. тазик общий, в него подводятся 10 трубок, накрывается герметично крышкой, потом тазик внутри - в него подводится центральной трубой вода, отводится по 10 трубкам (гофре или просто трубкам) в 10 колб вниз, отттуда проходя всю внутреннюю поверхность колб наверх... принцип такой же как на предыдущем видео, "только в такой круговой люстре"... осталось реализовать и эксперементировать... Преимущества очевидны - делать например забор с колоннами - на колоннах или вместо колонн - такие "люстры"...

 

По поводу теплового напора в вакуумных трубках думаю им можно пренебречь из-за их "термосной термоизоляции"... т. е. повышение в термосе что с 50 градусов до 55, что с 80 до 85 при окружающей температуре 20 градусов приблизительно равно одинаковым затратам энергии. Это напомнило олимпиадную задачку по термодинамике - когда чай через 5мин более холодный, если сразу в кипяток бросить ложку сахара или через 5 мин бросить. Ответ: более холодный, если сахар бросить через 5мин., т. к. тепловой напор с 90 гр до 20гр (окружающая температура) больше, скорость остывания больше, поэтому целесообразно забрать сахаром определенную температуру в конце... Но чашка чая то не термос)

 

- солнечный калорифер на вентиляторе низкого давления не работает - аэродинамическое сопротивление сильнее...

 

- на вентиляторе высокого давления на выходе получили 415м3/ч, в итоге мощность не успевшей остыть системы из 18 трубок - 14кВт*ч

 

- после стабилизации температуры получили разность температуры 30-32 градусов при производительности 415куб.*ч - это 4,46кВт на 18 трубочную систему

 

- далее опровергаем "олигархов форума" - 200-250Вт с трубки, как ни крути - и это на воздухе! Хотя какая разница кто какой национальности) - т. е. какой теплоноситель - на воде получим те же цифры на таком же Солнце...

 

Просто по результату, не вдаваясь в методику эксперимента: 200 ватт с трубки это 2300 Вт/кв.м. солнечного излучения. Солнечная постоянная для Земли 1367 Вт/кв.м. (и это за пределами атмосферы). У меня нет оснований не доверять этой константе, а вот точность и адекватность ваших измерений под сомнением. Расход воздуха неясен (прибор сломался), прибор измеряет скорость движения воздуха, как считали объемный расход? Как учитывали расширение воздуха в системе при нагреве? Какую плотность воздуха брали при расчетах (или какую теплоемкость)? Теплоемкость удельная объемная зависит от температуры, массовая не зависит, но меняется плотность воздуха. Как долго прогонялся воздух через систему, действительно ли разница в 32 градуса установившаяся? На видео термометр опускался глубоко в отверстие, возможно сильное влияние установленной рядом трубки (она находится в конце входного коллектора и через нее возможен пониженный расход по сравнению с другими, а, значит, и более высокая температура на выходе), более правильно измерять температуру после перемешивания воздуха на выходе из коллектора, возможно даже установить на выходе отрезок трубы, чтобы удлинить и гарантировано обеспечить перемешивание воздуха.

 

Погуглил расчет калорифера, нашел www.rfclimat.ru/htm/vent_ft.htm, оттуда взял:
Итак, расчетная площадь сечения воздуховода определяется по формуле:

Sс = L * 2,778 / V, где
Sс — расчетная площадь сечения воздуховода, см²;
L — расход воздуха через воздуховод, м³/ч;
V — скорость воздуха в воздуховоде, м/с;
2,778 — коэффициент для согласования различных размерностей (часы и секунды, метры и сантиметры).
следовательно L=S*V/2,778
Первые замеры на этом вентиляторе были 14,7м/с на выходящем сечении диаметром 100мм
Далее оттуда же:
Мощность калорифера рассчитывается по формуле:

P = ΔT * L * Cv / 1000, где
Р — мощность калорифера, кВт;
ΔT — разность температур воздуха на выходе и входе калорифера,°С.
L — производительность вентиляции, м³/ч.
Cv — объемная теплоемкость воздуха, равная 0,336 Вт·ч/м³/°С. Этот параметр зависит
от давления, влажности и температуры воздуха, но в расчетах мы этим пренебрегаем.
Возможно что полчаса прогона не окончательно остудили коллектор, больше не прогоняли - сильно шумит. В "следующее солнце" накрою коллектор термопокрывалом и начну с открытия коллектора и прогон с холодного...

 

Серфя в поисках солнечного вдохновениянашёл такой сайт: http://www.pcmworld.com/ru/ - чудо китайского перевода) 23мДж минимум любой 20 трубочный коллектор, представители в России... - написал сразу:
Добрый день!
Посмотрел Китайский сайт по воздушным коллекторам, очень интересно!

Очень бы хотели принимать участие в производстве и монтаже солнечных калориферов в Украине и России. Надеемся на сотрудничество.

На "Вашем сайте" написано 23 МДж мощность 20 трубочного коллектора, видимо в час? Т. е. более 6кВт на 20 трубок, что соответствует что трубка 1800 на 58 (44-47мм внутри) дает более 300Вт? Я тоже на ярком солнце почти получаю такие же цифры, но опытные форумчане считают что это обман (не правильные подсчеты) и раз солнце в наших широтах дает около 1кВт на метр, то например с площади 2,67м2 (20трубочный) больше 2,67кВт*ч -3кВт не получишь?http://www.sintsolar.com.ua/info/practic-ru/practic-solar-ru.html - здесь например берутся цифры солнечного излучения.
Как замеряется на самом деле и может ли на самом деле трубка выдавать 300Вт? Это очень важно для последующего маркетинга и продаж, т. к. если на ярком солнце трубка как пишут "дает 65Вт" - то это очень мало и сильно увеличивает срок окупаемости коллекторов...
Какие у Вас цены на трубки, коллекторы, комплектующие? Как покупать?
Как вы аккумулируете тепло воздуха? Т. е. возможно у Вас (в Китае) для этих целей продается какой-то аккумулирующий узел? Его характеристики и цена?

Ответ (цен нет, рекламные листовки вложу):
Доброго времени суток.
В России это оборудование завезено 1 февраля 2015 г. смонтировано и запущено 7 февраля 2015г.
Я как и вы столкнулся с большой любознательностью нашего народа ко всему новому, это радует!
Теперь по порядку на все ваши вопросы:
- На "Вашем сайте" написано 23 МДж мощность 20 трубочного коллектора, видимо в час? Т. е. более 6кВт на 20 трубок, что соответствует что трубка 1800 на 58 (44-47мм внутри) дает более 300Вт? Я тоже на ярком солнце почти получаю такие же цифры, но опытные форумчане считают что это обман (не правильные подсчеты) и раз солнце в наших широтах дает около 1кВт на метр, то например с площади 2,67м2 (20трубочный) больше 2,67кВт*ч -3кВт не получишь?
Совершенно верно и расчеты ваши правильные. трубка имеет те же стандарты что и ваша. Теперь по производительности: вы сами понимаете все зависит от светового дня, интенсивности солнечного излучения, угла наклона солнечного коллектора и. т. д. главное это его место нахождение! В апреле 2015 г. я столкнулся с тем что показания которые я снимаю в ручную (как это делаете вы сейчас) были подвергнуты сомнению со стороны наших соплеменников. Дабы не вдаваться в подробности наших спорах о показаниях, в июне 2015 г. установил сертифицированные температурные датчики, лицензионное программное обеспечение и произвожу запись этих параметров на компьютер.
У меня есть предложение, для опытных форумчан давайте с вами подкинем задачку по производительности. Я проживаю на территории РФ в пригороде г. Улан-Удэ, постараюсь сегодня, крайний срок понедельник, сбросить вам график замеров и параметры системы. (сами понимаете сегодня пятница! да и погода шепчет +32С! у нас на Байкале такие дни редкие). недельные показания за июнь 2015г пусть поломают голову. да и мне это интересно.
Вижу человек вы очень заинтересованный и помощники у вас очень хорошие.
Я являюсь одним из разработчиков данного оборудования и готов вас приятно удивить. То что вы сейчас делаете это очень здорово, но я вам предлагаю сделать шаг вперед лет этак на 5. Вы не поверите но все что вы сейчас пытаетесь сделать, все это мы прошли.
Теперь о главном. Наши вакуумные трубки производятся на том же заводе что и все остальные, только по специальному заказу и с нанесением нашего логотипа (спорить о свойствах селективного покрытия не имеет смысла, будьте уверены если завтра измениться структура материала, она будет нанесена на все последующие изделия только улучшая её качество). Трубка продувная и имеет небольшую спираль в нижнем основании для предварительного подогрева входящего воздуха (в противном случае при резкой подаче холодного трубка лопается) далее в трубку вставляется: РСМ цилиндр это наше запатентованное ноухау. Это и есть изюминка данного изделия. РСМ цилиндр и есть встроенный тепловой аккумулятор в солнечном коллекторе, он позволяет стабилизировать тепловой поток при отсутствии солнца (например зашло за тучу). Подача воздуха подобрана таким образом что тепловой поток позволяет нагревать и проходящий воздух и тепловой аккумулятор с максимальным коэффициентом их поглощения. СВК (солнечный воздушный коллектор) продолжает работать даже после того когда солнышко село за горизонт. А вот тут к существующим РСМ цилиндрам подключаются тепловые аккумуляторы которые накапливают тепловую энергию. Причем это могут быть емкости с водой или аккумуляторы выполненные по той же технологии что и РСМ цилиндры. Особенности такого типа аккумулятора: меньший вес относительно водяных, могут работать как с жидкостью так и воздушными средами, не замерзают. Описывать соединения верхней и нижней части, думаю нет смысла. далее воздуховоды, вентиляторы и т. д. это вторично.
какие цены?
все зависит от комплектации оборудования. мы готовы вам предоставлять только коллектора как отдельно так и в комплекте.
воздуховоды, установочные опоры, емкости для воды. теплообменники и т. п можете делать в России это дешевле и я вам подскажу что нужно. об этом позже.
как покупать?
Достаточно иметь желание и юридическую фирму для заключения договора.
Как вы аккумулируете тепло воздуха? Т. е. возможно у Вас (в Китае) для этих целей продается какой-то аккумулирующий узел? Его характеристики и цена?
Все типы аккумуляторов мы производим сами, напишите какой характеристики Вам нужен аккумулятор и мы посчитаем его для вас.
Цена на производимый товар колеблется от количества посредников поэтому лучше если вы сами будете забирать товар со склада нашей фабрики либо со склада временного хранения на погран переходе. Для удобства клиента Все перемещения по территории Китая мы контролируем сами. Все условия оговариваются в контракте. Если вам нужна помощь транспортных компания по РФ - поможем.
Если есть вопросы
звоните не стесняйтесь +79246570926
время Пекинское или +5 МСК.

http://msd.com.ua/zip/airsonar.zip - здесь реклама к этому сообщению, подсчеты

 

Далее, из рекламки понятно, что такое РСМ-аккумулирующий модуль - цилиндр, в котором используется энергия фазового перехода, из погуглинного:
Количество теплоты, необходимое для плавления или испарения единицы объема твердого вещества или жидкости, называется, соответственно, скрытой теплотой плавления или скрытой теплотой испарения. И величины здесь фигурируют порой немалые. Например, для нагревания 1 кг воды от 0°С до 100°С требуется «всего» 420 000 джоулей (Дж) тепловой энергии, а для того, чтобы обратить этот килограмм воды в 1 кг пара с температурой, равной тем же 100°С, — целых 2 260 000 Дж энергии.

 

Т, е возможно что это тепловая трубка, в которой при температуре яркого солнца возникает фазовый переход, а потом при охлаждении (солнце за облаками) энергия фазового перехода отдается, что-то типа:
- этого, только без модуля пельтье - наверно в этой моей трубке тоже где-то при 40-50 градусов происходит фазовый переход вода-пар, т. е. возможно, что при остывании с 60 до 30 например от воды мы еще получим в 5,38 раз больше запасенной энергии, чем если бы термоаккумулятора подобного бы не было. 2 260 000/420 000 = 5,38. Т. е. при ярком солнце и скачке внутри трубке с фпазовым переходом, мы затрачиваем в 5,38 раз больше энергии, а при остывании воды в цилиндре - соответсвенно их получаем... только в моей трубке всего 30грамм воды - малый акк для таких целей думаю... Нужно сделать термоцилиндр дешево, в котором будет 1кг воды, кипящий при 50гр. - это будет неплохой "встроенный акк тепла")