Рекомендации по использованию нетрадиционных источников энергии в животноводстве, кормопроизводстве, крестьянских хозяйствах и сельском жилом секторе

     3.1 Средства преобразования солнечной радиации в тепловую энергию

3.1.1 Для преобразования энергии солнечной радиации в требуемый вид энергии (тепловую) используются гелиоколлекторы типа "горячий ящик".

3.1.2 Гелиоколлекторы, применяемые в сельскохозяйственном производстве, разделяются на воздушные и жидкостные (водяные). Воздушные в основном используют для сушки сельскохозяйственной продукции, жидкостные - для подогрева воды и обогрева зданий.

3.1.3 Гелиоколлектор предназначен для улавливания солнечной радиации (прямой, отраженной и диффузной), поглощения и преобразования ее в тепловую энергию и передачи последней теплоносителю.

Гелиоколлектор в общем случае включает в себя следующие элементы:

- светопрозрачное покрытие;

- энергопоглощающую поверхность - абсорбер;

- котел - плоские трубчатые каналы для теплоносителя;

- корпус с теплоизоляцией.

3.1.4 Светопрозрачное покрытие служит для отделения лицевой поверхности гелиоколлектора от окружающей среды с целью уменьшения тепловых потерь.

Прозрачность покрытия для пропуска солнечной радиации должна быть:

- максимальной - в диапазоне излучения коротких и средних волн (0,3-4,0 мнм);

- минимальной - в длинноволновом диапазоне излучения (более 4,0 мнм).

При разности температур менее 25 °С используется один слой прозрачного покрытия, 25 °С и более - два слоя. Количество слоев покрытий определяется технико-экономическим расчетом.

Возможно применение гелиоколлекторов без прозрачного покрытия, где светопоглощающая поверхность является одновременно верхним покрытием (такие коллекторы требуют меньших эксплуатационных затрат, но КПД у них в 3 раза ниже).

3.1.5 Энергопоглощающая поверхность (абсорбер) служит для поглощения солнечной радиации и преобразования ее в тепловую энергию. Абсорбером является поверхность, окрашенная черной матовой краской или имеющая селективное покрытие.

Селективное покрытие имеет высокую поглощательную способность солнечной радиации (ориентировочно 0,9) и низкую степень черноты длинноволнового излучения (0,1), что дает увеличение к.п.д. солнечного коллектора или температуры теплоносителя.

3.1.6 Каналы для теплоносителя обеспечивают передачу тепла от абсорбера к теплоносителю. Каналы должны обеспечивать равномерное омывание абсорбера теплоносителем.

3.1.7 Корпус гелиоколлектора (днище и боковые стенки) для уменьшения тепловых потерь должен иметь теплоизоляцию. Возможно выполнение сплошной конструкции "корпус-изоляция" из пористых материалов (рипор). При малой разнице температур (5 °С) между наружным воздухом и теплоносителем теплоизоляция не предусматривается.

3.1.8 Ориентация гелиоколлектора относительно сторон света должна обеспечивать эффективный режим его работы. Односкатные гелиоколлекторы ориентируют на юг ±15° широты.

3.1.9 Угол наклона поверхности гелиоколлектора по отношению к горизонту зависит от географической широты местности, а также от времени года и продолжительности его использования (приложение Б, рисунок Б.1). Отклонение от оптимального угла до 15° дает уменьшение получаемой энергии до 5% (приложение Б, рисунки Б.1, Б.2 и Б.3).

3.1.10 При проектировании систем с воздушными или водяными коллекторами должны соблюдаться требования СНиП 2.04.05-91*.

3.1.11 Воздушные гелиоколлекторы целесообразно применять во всех регионах страны южнее 60° северной широты, жидкостные гелиоколлекторы - во всех регионах страны южнее 50° северной широты.

3.1.12 Гелиоколлекторы должны обеспечивать в солнечную погоду следующую степень нагрева теплоносителя после прохождения через них:

- воздуха - не менее чем на 4-5 °С (в пасмурную погоду - на 1-2 °С);

- воды - в зависимости от целей использования - до 40-65 °С; получение воды с меньшей степенью нагрева, например, для поения животных, обеспечивается с помощью теплообменников.