Дослідження ефективності роботи повітряного сонячного колектору з різними типами прозорого покриття

Abstract

Розглядається проблематика повітряних сонячних колекторів, що дозволяють безпосередньо використовувати сонячну енергію для нагрівання повітря для гібридних системах теплопостачання, в яких поєднується декілька джерел теплової енергії з різними принципами роботи. Сонячні повітряні колектори в складі гібридних систем теплопостачання виконують важливу функцію, а саме зменшують навантаження на основне джерело тепла та підвищують загальну енергоефективність. Доведено, що одним із ключових елементів, що істотно впливає на теплотехнічні характеристики колектора, є прозоре покриття, яке визначає рівень пропускання сонячного випромінювання та величину теплових втрат у навколишнє середовище. Наведена концепція використання полімерних матеріалів, яка полягає у частковій або повній заміні традиційних матеріалів полімерними, які забезпечують прийнятні оптичні й теплотехнічні характеристики за значно нижчої вартості, маси та енергомісткості виробництва. Наведені особливості виготовлення сонячного колектора, призначеного для дослідження ефективності різних типів прозорого покриття та результати експериментальних досліджень при різних значеннях загальної інтенсивності сонячного випромінювання. Метою роботи є експериментальне дослідження впливу типу полімерного покриття сонячного повітряного колектору на теплотехнічні та експлуатаційні характеристики колекторів для створення дешевших і ефективних за енергетичними показниками сонячних теплових установок. Наукова новизна проведеного дослідження полягає в порівняльній оцінці за енергетичними показниками якості прозорих покриттів, що отримано при експериментальному дослідженню пропускної спроможності різних типів прозорого покриття та коефіцієнтів ефективності повітряного сонячного колектора, при чому вибір матеріалів для покриттів здійснювався за критерієм вартості та доступності: високоякісне віконне скло товщиною 3 мм, прозорий сотовий полікарбонат товщиною 4 мм та текстурований прозорий полістирол товщиною 2,5 мм. Визначено, що використання покриття зі специфічною матовою поверхнею в умовах значної долі розсіяного сонячного випромінювання підвищує ефективність роботи сонячного колектора. Практична значимість полягає у запропонованих технічних рішеннях стосовно виготовлення ефективних сонячних повітряних колекторів та отриманому масиву даних щодо пропускної здатності та коефіцієнту корисної дії в залежності від інтенсивності сонячного випромінювання та типу покриття.