Вакуумный коллектор на крутых поворотах

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Я положил несколько иллюстративных графиков к расчетам, в теме о расчете солнечной радиации: https://www.forumhouse.ru/posts/24022051/ (2 сообщения, т. к. 14 графиков).
Примеры графиков:


Желающие обсудить или осудить - милости просим

 

Остался еще один вопрос: в чем выигрыш поворотного трубчатого коллектора относительно неподвижного?
Освещенность поворотного всегда 100%, косинус угла совпадает с тем, который мы считали для поворотного плоского коллектора. В результате, получаются такие графики:

Поворотный коллектор выигрывает у фиксированного по прямой радиации 20.8%-33.2% (1 мая-21 июня) и несколько "раздвигает" период активной работы.
Если добавить сюда рассеянную и отраженную радиацию, процентный выигрыш поворотного коллектора уменьшится, добавка будет одинакова для фиксированного и поворотного с одинаковыми углами наклона. Но вот честно посчитать вклад этих типов радиации, с учетом взаимного затенения трубок, я пока не готов.

 

Теперь остается посчитать цену увеличенного на 30% трубчатого коллектора и сравнить с ценой поворотного механизма + коллектор. Не забыть про надежность системы в целом. Ведь, как известно, самая надежная деталь, это та деталь, которой нет...
При всем уважении к мнению @promavto ,вынужден согласиться с @_AK_.
Т. е.: выработка коллектора с поворотом однозначно больше, однако увеличение кол-ва трубок для получения того же кол-ва тепла экономически более целесообразно. Да и надежность только выигрывает. Ведь, что ни говори, а неисправности системы механизмов а также электроники никто не отменит

 

@Vadim9818, Даже не 30%. Если брать суммарную радиацию без учета затенения (по рассеянной и отраженной), то выигрыш поворотного будет 8-13%. Если учесть взаимное затенение, то будет где-нибудь 10-15, в зависимости от даты.

 

Поразмыслив, я пришел к выводу, что такое очень даже возможно.

Широта Москвы 55 градусов. Для оптимальной среднегодовой выработки на этой широте СК должен быть установлен под углом (90-55) = 35 градусов к горизонту.

Наклон оси Земли 23 градуса. Для максимальной продуктивности СК в летнее полугодие в подмосковье его надо установить не под 35 градусов, а (35 - 23/4) = 29.25 градусов к горизонту. Округленно 30.

Однако в стремлениии сгладить выработку в разные месяцы весенне-летне-осеннего сезона я запросил расчет под углом 45 градусов, далеким от оптимального. При больших углах к горизонту поворотный СК вполне очевидным образом получает дополнительное преимущество перед неподвижным, поскольку начинает более эффективно ловить солнце на восходе/закате. Тогда как в районе полудня преимущество в продуктивности неподвижного (бОльшей площади) при этом, наоборот, снижается.

 

Как ни странно, вот здесь я с автором полностью согласен.

Не возражаю, действительно надежность уменьшается.

Мои усилия в основном направлены не столько получить достаточное количество горячей воды, а иметь возможность нагреть ее как можно раньше и позже. Так как основной расход, как правило утром и вечером до работы и после. А когда я вижу утром яркое (как сегодня) Солнце, а установка не освещается, есть естественное желание развернуть ее.

На Вашем сайте в основном теоретические материалы (с уважением отношусь к ним, если только они не идут в разрез с фактическим положением дел, подтверждаются на практике), я же предпочитаю проверить все это в "железе". Тем более все уже смонтировано и ждет только автоматики (не хочется "лепить" временные схемы, а платы уже в пути из Китая).

Стоимость и трудозатраты, не так важны если умеешь что то делать руками.

Сегодня утром в 8-30 специально посмотрел как освещаются трубки. Учитывая что максимально может освещаться только половина окружности, четкая тень показала освещение только четверти окружности трубки (к тому под не оптимальным углом наклона). Температура коллектора градусов 40-50 (но насос уже включен, поэтому точно сказать источник нарева воды от бойлера или Солнца не возможно).

 

Похвастаетесь фото и замерами КПД?)

 

Пример цен СК на 24 и на 30 трубок я уже приводил в посте #315. Лишних 25% площади - всего 10% разницы в цене. Но это цена не коллектора, а всего набора, с циркуляционным насосом, контроллером, несущей конструкцией из нержавейки и пр. Для самого коллектора с несущей конструкцией цена скорей всего более-менее пропорциональна площади.

 

Увеличивать угол наклона поворотного коллектора не нужно. Уже при угле наклона 45 градусов, он дает 95-97% от максимально возможного. Увеличив угол, мы чуть лучше будем ловить утренние лучи, но получим просадку в полдень, при самой сильной радиации. Посмотрите на провал в полдень, для вертикального коллектора. Дополнительно к этому, наверное потеряете часть рассеянной и отраженной радиации
К эмпирическим правилам, типа "оптимальный угол наклона 90 минус широта" советую относиться осторожно. Я давал ссылку на графики, а предыдущее сообщение в той теме - как раз про оптимальные углы наклона.

 

Для изменения наклона, конструкция очень простая. Еще больше будет упрощена за счет замены механизма угла наклона на линейный актуатор (уже получил из Китая).

Фото в посте https://www.forumhouse.ru/posts/23835252/
Видео работы механизмов вращения.
https://www.youtube.com/watch?v=bx_-tvMk0FA

Контроллер на базе контроллера теплицы. https://www.youtube.com/watch?v=1mjzbMAQbpU&t=17s

КПД узнаю после подключения контроллера.

 

Сначала была смонтирована так.

 

Для оценки, наподобие сферического коня в вакууме, можно исходить из следующего.

Предположим мы находимся на экваторе планеты, не имеющей ни атмосферы, ни наклона оси. После восхода и до заката поворачивающийся на угол 180 градусов вслед за солнцем плоский СК будет весь день ловить одинаковое кол-во энергии, это будет прямая линия на графике. Неподвижный плоский трубчатый коллектор той же площади, ловящий без затенения свет на дуге 90 градусов, поймает, в первом приближении, 75% от этого (если считать что при движении солнца трубки затеняются линейно).

То есть, 25% разницы - это округленно-упрощенный теоретический предел для идеальных условий, настолько поворотный СК будет эффективнее неподвижного на экваторе планеты без атмосферы.

Если планета имеет атмосферу, то утром и вечером свет солнца будет ослаблен атмосферой сильнее, чем днем, поскольку лучи света должны пройти бОльшее расстояние сквозь атмосферу, чтобы дойти до СК. Закон ослабления света выведен в XVIII в. французским физиком Пьером Бугером. Вследствие этого для подвижного СК график из прямой линии превращается в некое подобие "синусоиды с подставкой", причем ослабление света утром и вечером зависит от прозрачности атмосферы. Типично свет ослабляется раза в 2, а для мутной атмосферы - в 3-4-5 раз.

Вследствие действия закона Бугера, 25% разницы уменьшаются где-то грубо говоря на четверть, упрощенно, до 20%. Это для атмосферы, в которой нет облаков, а поглощенная атмосферой энергия не рассеивается, а магически исчезает в никуда.

С учетом рассеяния и облаков, навскидку, разница уменьшается где-то до 10...15%, что хорошо согласуется с оценками, данными выше ув. @SergeChe

 

Просто сказать что утром и вечером солнечные лучи ослабляются из за толщины атмосферы (что и коню в вакууме понятно) нельзя.

 

Вам уже вроде подсказали, что зимой в полдень все то же самое, но коллектор все почему то используют, https://www.forumhouse.ru/posts/24010111/
понятно, что зимой тепло более ценно, чем летом. Но для нас и сейчас это актуально, середина мая, у нас заморозки планируются. Так что поворотный не для "южан", он для "северян", хотя так и не узнал Вашу широту. Предположу ... сценой из фильма
Дело было в Израиле, на улице >+30°С, двое русских, так случилось по сюжету, сидят одетые в фуфайках в холодильной камере магазина с -18°С и собираются выпить сорокоградусной водочки. Один из них: - Что если начальство заглянет? Другой отвечает - Да, что ты? Они там думают, что при -15°С человек больше 5 минут не проживет. А я сибиряк, при -40°С полжизни прожил.
Так что все в мире относительно, стоимость и значимость энергии тоже определяется местом, временем и другими обстоятельствами.

 

@promavto, Как и на всяком форуме, 90% - треп, и люди приходят самовыразиться и потрепаться. Я свои темы стараюсь сразу чистить от словоблудия (конечно, с помощью модераторов), а кто-то устраивает у себя "курилку".
Два плюса этого форума: иногда можно узнать что-то реально новое и интересное, иногда - получить правильный совет, или ответ на волнующий вопрос.
Так что, если есть реальные вопросы, касающиеся солнечной радиации и поддающиеся обсчету - спрашивайте Хотя да, ответ, скорее всего, будет в процентах, градусах, и с графиками