РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС Проблема в том что абсолютные истины физических законов Вы пытаетесь сразу применить к практической реальности. КПД это безразмерная характеристика которая по сути не существует как другие физические величины типа время, масса, температура, мощность, энергия - их можно измерить, а КПД можно только посчитать, разделив одну физическую величину на другую. Цифровая суть КПД конфликтует с аналоговыми величинами, поэтому и нужно правильно согласовывать с ними .. в первую очередь время. Первый отрезок времени для цифрового КПД это 1 цикл в контуре Солнечный Коллектор + Бассейн. То есть абсолютно предполагается что объем воды мгновенно нагрелся в СК и получил энергию и так же мгновенно часть энергии потерялась в трубопроводе подачи и так же мгновенно остатки полезной энергии перешла потребителю Воде Бассейна. В реальности цифровых циклов нет, а есть аналоговое течение воды в контуре. Может быть Вам покажется удивительным, но самые большие КПД у СК типа открытый металлический лист или для бассейна это сам бассейн, но этот КПД максимален при маленьких дельтах между водой и окружающей средой, то есть это происходит летом. Дальше я попытаюсь подробнее показать расчеты и поиск оптимального КПД для бассейна строгими физическими и математическими абстракциями, которые можно будет приблизить к реальной практике.
Итак первые 3 абстракции близкие к реальным начальным условиям нагрева воды в емкости. вариант 1: окружающая среда с одинаковой температурой =Ty объемная теплоемкость теплоносителя =С насос прокачивает объем =V нагреватель (Солнечный коллектор), объем теплоносителя которого подобран так, что вся полученная мощность нагревает этот объем на 1°С тогда на выходе (подаче) из коллектора T1=Ty+1 часть тепла потеряется в трубе подачи, пока неизвестно сколько именно на входе в емкость с водой температура Tх1, причем она находится в рамках Ty<Tx1<Ty+1 оставшаяся часть тепла полностью передается воде емкости на выходе (обратка) из емкости температура Ty соответственно на входе в СК тоже Ty вариант 2: так же как и в 1вар, отличия такие: СК нагревает теплоноситель на 2°С, соответственно мощность от СК больше в 2 раза на выходе (подаче) из коллектора T2=Ty+2 на входе в емкость с водой температура Tх2, Ty<Tх2<Ty+2 вариант 0: так же как и в 1вар, отличия такие: насос прокачивает объем=2V мощность полученная от СК такая же как и в 1м вар, поэтому на выходе из СК T0=Ty+0.5, на входе в емкость с водой температура Tx0, Ty<Tx0<Ty+0.5 Далее считаю по стандартным формулам 3 разных КПД: получилось КПД1= Тх1-Ty, КПД2= (Тх2-Ty)/2, КПД0= 2*(Тх0-Ty) все сведено на поясняющую картинку исходя из граничных условий построены предположительные графики первого приближения расчетов, зеленые линии зависимость КПД от дельты температуры dTy= (Твхода в емкость) - Ty сине-фиолетово-розовые линии это возможные варианты которые зависят от утепления трубопровода подачи Какие первые выводы можно сделать из этих абстракций? Свои выводы напишу позже, после полного осмысления. А пока проверяйте, я человек и могу ошибаться.
Вы гораздо больше рискуете, когда касаетесь работающего оборудования стоя на земле, чем когда плаваете в бассейне с включенным фильтром. С Вашей логикой нужно весь электроинструмент в саду запретить.
КПД - согласен что величина абстрактная в данном случае с СК - все зависит скорее от теплопроводности трубы и пнд в данном случае уступает меди но если убрать потери при подаче и возвратке или минимизировать их утеплителем то чем СК из нескольких спиралей лучше СК из одной спирали, при условии их одной длины?
@kivik71, Написали много, но ничего непонятно. Если вы подставите в свои формулы к цифрам единицы измерения , то получится, что КПД у Вас измеряется в градусах Цельсия (Кельвина) - для разницы температур это все равно. Вам не кажется, что это полнейшая ерунда? КПД системы с солнечным коллектором, это отношение количество энергии (теплоты), поступившей в бассейн к количеству энергии солнца, упавшей на солнечный коллектор за определенное время. Второе зависит только от площади солнечного коллектора. Первое - от эффективности передачи тепла от нагреваемых труб воде (чем больше разница температур, тем лучше) и от теплопотерь в подающих трубопроводах, которые Вы собрались утеплять (чем меньше разница температур воды и окружающей среды, тем лучше). Правда температура воздуха может быть и выше температуры воды, тогда утеплениие это бесполезно и даже вредно.
Не кажется .. я знаю что Вы не внимательно смотрели поясняющую картинку, а возможно и совсем не заглядывали в нее, потому что в ней КПД считается по формуле отношения одной величины к другой, причем одна и другая величина имеют одинаковую размерность, поэтому КПД без размерности. А численно эти три КПД зависят именно от таких изменений температур (Твхода в емкость) и Ty окружающей среды Я не зря в пред-сообщении писал про мгновенность в цикле, у меня это не (за), а в определенное время. Это отношение мощностей, причем мощность которую СК отдает в трубопровод подачи. это не мощность полученная от солнца, там другой КПД который зависит от параметров самого Солнечного Коллектора и солнца. Если добавить время, то в каждое мгновение КПД будет разный, потому что температура внутри системы изменится со временем.
Вот как раз их Вашей замечательной картинки и получается, что при вычислении КПД единицы измерения числителя и знаменателя не совпадают. Пропишите у каждой буковки соответствующие ей единицы измерения и посмотрите, в чем у Вас измеряется КПД. Если не в состоянии сделать ручками, попробуйте воспользоваться Маткадом, там апельсины с яблоками не сложишь. Мощность, с которой СК может отдать тепло в воду, зависит в том числе от того, какую температуру имеет эта вода и от скорости ее движения. Рассматривать КПД системы по кускам бессмысленно.
Как не совпадают? Я одну мощность [Вт] делю на другую [Вт] Хорошо, пропишу подробнее: мощность P1 = объемная теплоемкость С[Вт/м3°C] * объем V[м3] * дельта температуры dT[°C] получится у мощности размерность [Вт] Счас все правильно? Так же бессмысленно рассматривать динамически изменяющийся КПД в динамически меняющейся системе. Надо говорить конкретно, четко привязываясь к промежуткам времени.
Мощностью у Вас в формуле и не пахнет. Для того, чтобы получить мощность, в формуле должно присутствовать время. У Вас: С - теплоемкость Дж/(кг*К) V - объем м3, но нужны то кг, а не м3. Чтобы получить кг, нужна еще плотность, но можно взять и объемную теплоемкость, тогда для с единица измерения Дж/(м3*К) Т с разными индексами - температура градусы К Подставляем в Вашу формулу (с*Дж/(м3*К)*V*м3*(Т1*К-Т2*К)/(с*Дж/(м3*К)*V*м3) после сокращений, то есть единица измерения КПД у Вас градусы. В числителе у Вас единица измерения Дж, а в знаменателе Дж/K, после сокращений получаем К, то есть единица измерения КПД у Вас градусы. Да и в принципе обсуждался вопрос наилучшей схемы подключения ветвей солнечного коллектора - параллельно или последовательно. Ваши схемы и формулы ничего не объясняют и выводов вы никаких так и не сделали.
Хорошо, согласен, P1[Дж] = С[Дж/м3°C] * V[м3] * dT[°C] тогда это энергия но во первых есть ранее сказанный промежуток времени мгновенно также известно что Дж=Вт*сек, то есть промежуток времени 1 секунда, но во вторых все это без разницы, потому что вода в емкости получила по тем же правилам F1[Дж] = С[Дж/м3°C] * V[м3] * dT[°C] а КПД1= F1[Дж] / P1[Дж] получилось безразмерный КПД. Так правильно? И в этом вопросе как Вы сказали: "поток воды при параллельном подключении будет выше, меньше будет разница температур на входе и выходе и соответственно меньше теплопотери в окружающую среду" Примерно это все и есть у меня на рисунке вариант1 и вариант0, только поток воды это объем V. кое какие выводы для себя я уже сделал и именно поэтому выложил графики в картинке. Да, я пока про свои выводы не написал, но я знаю к чему их подведу. А пока мне интересно какие именно выводы из этих графиков сделают другие. Ваше мнение тоже интересно послушать по этому поводу.
Я понимаю, что Вам самому хочется все посчитать и доказать. Но все это давно посчитано и доказано, просто пользуйтесь сделанными выводами. А вывод такой: чем ниже температура во вторичном контуре и меньше разница температуры входа и выхода во вторичном контуре, тем эффективнее теплосъем (при прочих равных условиях). Вы если все посчитаете без ошибок и учтете все вводные, то в итоге придете к этому выводу.
Чем меньше разница температуры между входом и выходом воды, тем эффективнее теплосъем. Чем длинее сделаете спираль, тем выше будет разница этих температур - тем меньше эффективность. Объяснять всю теплотехнику не охота, просто поверьте. Чтобы нагреть бассейн, нужна не высокая температура после коллектора, а большое количество энергии после коллектора. Многие вообще не понимают разницу между температурой и энергией.
Вывод хороший, но я не знаю что Вы подразумеваете под словом "вторичный контур", где именно вход выход этого контура, что такое "теплосъем" и что такое "эффективнее". Нарисуйте Ваш рисунок чтобы было понятно где что, и конечно распишите математически и физически Ваши понятия. PS. Что то мне напоминает, что я уже пытался узнать похожее в другой теме Правильная установка теплообменника от котла но ответа профессионала я так и не получил, но я пообещал что разберусь сам .. именно это я и делаю сейчас.
Если по простому, то во всех теплообменниках есть первичный контур (который греет) и вторичный контур (который греется). В случае с солнечным коллектором: первичный - солнце, вторичный - бассейновая вода.
Я тоже в этом как свинья в апельсинах но хочу понять! Т. е. если мы сделаем подвод и выход воды большего диаметра на гребенку из 100 метровых или доведем до абсурда и сделаем гребенку из 1000 отрезков по 10см отрезков и возьмем одну 100метровую улитку то в результате получим в первом случае более эффективный коллектор?