Теплоемкость солнечного коллектора

Теплоемкость солнечного коллектора

Клейн, Даффи и Бэкман в своей работе Расчет систем солнечного теплоснабжения показали, что теплоемкость солнечных коллекторов почти не оказывает влияние на их рабочие характеристики. Однако в неопубликованной работе Теплоемкость плоского солнечного коллектора для солнечного дома У.Шарклифф подробно демонстрирует, что в стационарном режиме утреннего пуска и при динамических условиях периодического солнечного сияния общий КПД солнечных коллекторов может колебаться в пределах 25% в ту или другую сторону по мере изменения их тепловой аккумулирующей способности.

Чем меньше теплоемкость, тем больше КПД. Конечно, это будет до некоторой степени коррелировать условиями солнечного сияния, но чем оно нестабильнее, тем более важно иметь меньшую теплоемкость с более короткими периодами нагрева.

Даже интуиция подсказывает, что Шарклифф прав, поскольку меньшая теплоемкость дает возможность коллектору быстрее достигнуть рабочей температуры. При прерывистом солнечном сиянии низкая теплоемкость обеспечивает более полное использование коротких периодов поступления солнечной радиации.

Хоттел и Вурц показали, что потеря тепла, создаваемая теплоемкостью, составляет 40...80 Вт/(м2*°K) между коллектором и наружным воздухом. В их коллекторе, который имел 2 стеклянных покрытия, медный теплоприемник и стекловолокнистую теплоизоляцию, теплоемкость распределялась следующим образом:

на стекло приходилось 52%;
на медную пластину — 20%;
на изоляцию — 28%.
Они не считали эту потерю тепла значительной, особенно по сравнению с коллекторами, в которых ночью жидкость сливалась. Системы, в которых жидкость на ночь не сливается, имеют в 2 раза большую эффективную теплоемкость коллектора.