Σύνδεση 20 συλλεκτών, θέματα σκίασης και ροής

[miltos]

quote:Έμαθα πρόσφατα ότι βγήκε εξαεριστικό-πατέντα για ηλιακά (δηλαδή αντέχει και στους 200 βαθμούς) που με κάποιο κόλπο κλίνει όταν σχηματιστεί ατμός για να μη χαθεί υγρό!

Ακόμα το περιμένω

Φαντάζομαι ότι δουλεύει θερμοστατικά. Χρειάζεται λέει και κάποιο ποσοστό γλυκόλης στο κύκλωμα. Οπότε εκεί κοντά στους 100C φαντάζομαι ότι θα κλείνει μία βαλβιδούλα.

quote:Μίλτο, κατάφερα να "αναπαράγω" πειραματικά τη θεωρία με τη βαλβίδα διαφορικής πίεσης και τους ηλεκτρονικούς κυκλοφορητές - ότι το ένα αναιρεί δηλαδή το άλλο. Σε περιμένω για ρεβάνς...

Πολύ ενδιαφέρον. Μέσα!

____________________
Μ' αρέσουν οι παρατηρήσεις... Διορθώνομαι!

[DDD]

quote:Originally posted by mechatron

Οκ..Δεκτό.Απλά εγώ προσωπικά δεν θα το διακινδύνευα ούτε μου αρέσει η ιδέα να κρυώνω το boiler.

δεν είναι απαραίτητο αυτό. Μπορείς κάλλιστα να έχεις μία 3-οδη πριν την είσοδο στο boiler και να αλλάζεις τη ροή ανάλογα την εξωτερική θερμοκρασία με λειτουργία του κυκλοφορητή χωρίς να πηγαίνει στο boiler, μία απλή ανακυκλοφορία δηλαδή.

[peris]

[quote]quote:Originally posted by gregori

Διαβάζω και ξαναδιαβάζω όλα τα παραπάνω και δεν έχω καταλάβει ακόμα ποιά θα είναι η βέλτιστη ταχύτητα σε ηλιακούς συλλέκτες.

Είναι πολύ σοβαρό θέμα και πρέπει να ξεκαθαριστεί.

Αν είναι γύρω στα 0,25 που λέει ο καπετάνιος και έβγαλε ο Δημήτρης από το διάγραμμα του Moddy σε τυρβώδη ροή αλλά στο κάτω όριο τότε καλά λέει ο Κώστας ότι ούτε 8 τετραγωνικά συλλέκτες δεν μπορούμε να βάλουμε και μπαίνει και σοβαρό θέμα με τα θερμοσυφονικά ηλιακά και αναρωτίεμε γιατί οι Γερμανοί χρησιμοποιούν φ18 αντί για 22.

Και ρωτώ λοιπόν.
Ποια είναι η ταχύτητα ροής στα θερμοσυφονικά ηλιακά?
Θεωρώ χωρίς να ξέρω να το αποδείξω ότι δεν θα φτάνει σε τυρβώδη ροή.

Βλέπω και τον Περικλή να θέτει σχεδόν τα ίδια ερωτήμματα και να προβληματίζετε και αυτός πάνω στο θέμα.

Χα! και να ήξερες τι έθιξες τώρα!
Δεκαετίες κάνουν πειράματα σχετικά με την αλληλεπίδραση των παρακάτω παραμέτρων:
-Κλίση αγωγού ώς προς τον ορίζοντα
-Διατομή αγωγού
-Μήκος αγωγού

Θα πώ 2-3 απλά για όλους-κατανοητά πραγματάκια και μετά μπορεί να υπάρξουν ίσως και αναλύσεις, από τους πιό καταρτισμένους επιστημονικά συμφορουμίτες.
Γρηγόρη οι 3 παραπάνω παράγοντες έχουν απασχολήσει ακόμα και τη NASA από τα early 70's. Τι γίνεται λοιπόν?

Α. Κλίση αγωγού, ήτοι η γωνία του συλλέκτη. Θέλουμε να "παίξουμε" σε κλίσεις για την εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας όλο το χρόνο. Άρα βρίσκουμε μια "βέλτιστη" κλίση ανάλογα με την θέση μας στον πλανήτη. Αρκετά όρθια στον βορρά και σχετικά ξαπλωμένη όσο πλησιάζουμε προς τον ισημερινό. Είναι η πορεία του ήλιου που μας το επιβάλει προκειμένου να εκμεταλλευτούμε τη μέγιστη διαθέσιμη ηλιακή ακτινοβολία. Όμως υπάρχει και ένα μαγικό νουμεράκι, ένας παράγοντας, μια μαθηματική διαίρεση δύο συντελεστών, ο Nusselt που ουσιαστικά μας λέει ότι αυτός μεγαλώνει όσο σηκώνουμε τον συλλέκτη και έτσι έχουμε μεγαλύτερη μεταφορά θερμότητας από τον ήλιο προς το ρευστό. Όμως προσοχή! Εάν σηκώσουμε πολύ ψηλά τον "αμανέ" τότε δυσκολεύουμε το υγρό να ανέβει προς τα πάνω διότι αυξάνουμε και το ύψος της διαδρομής του και μας περιλαμβάνει η βαρύτητα. Έτσι πέφτει και η ταχύτητα που μας ρίχνει τις ιδιότητες "απορρόφησης ενέργειας" όταν πάει προς τη στρωτή ροή. Τι κάνουμε λοιπόν? Ψάχνουμε το βέλτιστο που είναι διαφορετικό σε κάθε σύστημα! Τα θερμοσιφωνικά που αυτορυθμίζονται τρόπον τεινά, δεν μπορούν να αποδόσουν τα μέγιστα πέραν των 45 άντε 50 μοιρών κλίση ή κάτω από τις 30 άντε βίαια 25, ενώ τα βεβιασμένης κυκλοφορίας μπορούν να δουλέψουν και σε μεγαλύτερες κλίσεις ή πολύ μικρότερες κλίσεις διότι η ταχύτητα εκεί καθορίζεται από την προσδιδόμενη στο σύστημα ηλεκτρική ενέργεια- βλέπε κυκλοφορητής.

Β. Η διατομή του αγωγού είναι αλληλένδετη με την ταχύτητα του υγρού και την επιθυμητή επιφάνεια εναλλαγής. Έτσι πολύ μικρές διατομές αυξάνουν την ταχύτητα αλλά σε πυκνή διάταξη τοποθετημένες αυξάνουν και την επιφάνεια εναλλαγής, με ταυτόχρονη αύξηση του κόστους, ενώ μεγαλύτερες διατομές κάνουν ακριβώς τα αντίθετα. Πάλι πάμε να βρούμε τη μεσοβέζικη κατάσταση και τώρα λέω μεσοβέζικη διότι οι συλλέκτες είναι κοινοί είτε πρόκειται για θερμοσιφωνική ή για βεβιασμένης, τις πιό πολλές φορές.

Γ. Και ερχόμαστε στο μήκος του αγωγού όπου πολλοί επίσης πειραματίστηκαν σχετικά με το εάν θα κάνουν δίμετρους ή 1,5μετρους ή και μικρότερους συλλέκτες. Το ολικό μήκος κατασκευαστικά δεν διαφοροποιεί πολύ την κατάσταση ή και καθόλου θα έλεγα διότι ή θα το "πάρεις" σε μήκος ή σε πλάτος, δλδ ο μακρύς ο 2μετρος έχει πλάτος 1μέτρο και ο 1.5άρης έχει πλάτος μεγαλύτερο. Σε σύνολο επιφάνειας είναι κοντά. Όμως τα μεγάλα μήκη, έχουν και μεγαλύτερες τριβές-πόσο? τρίχες, αλλά όταν η κινητήρια δύναμη είναι η άνωση, αυτό παίζει ρόλο σε συνδιασμό με την κλίση.

Γρηγόρη, σίγουρα στα θερμοσιφωνικά δεν έχεις τυρβώδη ροή αλλά ούτε στρωτή, εκτός εάν τα ξαπλώσεις στις 10 μοίρες και κάτω θα έλεγα, όπου πας να μηδενίσεις την ταχύτητα. Έχεις πάλι μεταβατική περιοχή. Οι ροή, οι ροές είναι πάντα από την μεταβατική περιοχή και πάνω. Στρωτή ροή εύκολα δεν παίρνεις σε πραγματικές συνθήκες.
-Τα θερμοσιφωνικά είναι "φθηνότερα"
-Τα θερμοσιφωνικά είναι "ευκολότερα"
-Τα θερμοσιφωνικά είναι "αμεσότερα"
-Τα θερμοσιφωνικά είναι "οικονομικότερα"
Τα συστήματα βεβιασμένης κυκλοφορίας εξυπηρετούν καλύτερα μεγάλες ανάγκες ζνχ ή θέρμανσης.
Δεν χρησιμοποιώ κανέναν "επίλογο" επί του θέματος διότι η άποψή μου παραμένει σταθερή περί των κουρευτικών ιδιοτήτων και οι λύσεις γενικά είναι πολλές-όλες αποδεκτές. Το πράγμα σηκώνει συζήτηση...

Τώρα λοιπόν με νές απορίες και προβληματισμούς μπορούμε να κινηθούμε ακάθεκτοι προς τον κρεπαλισμό και την απειροφαγία των Χριστουγέννων.

ΥΓ. Να αλλάξουμε τον τίτλο σε "Η κουρά των αυγών???"
νταξ, μη βαράτε...

Περικλής
Εάν δεν ξέρεις εσύ, ξέρει κάποιος άλλος...

[mechatron]

Φίλε DDD, γιαυτό και

quote:Μπορεί [u]πρακτικά απειροελάχιστα, αλλά ξέρεις..περι ορέξεως..
Μου αρέσει να βασίζομαι σε όσο δυνατόν [u]απλούστερα πράγματα(φυσικά και αυτό είναι [u]συζητήσιμο..).

..

Απλά αναρωτιέμαι πρακτικά πάντα ποιό το όφελος να δοθούν πχ 100 ευρώ για τρίοδη κτλ ώστε να γλυτώσω τί?Την μικρότερη θερμοχωρητικότητα?Την αυξημένη τριβή?Την ανάγκη πλήρωσης αντιψυκτικού λόγω γήρανσης των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της γλυκόλης λόγω βρασμού?Πρακτικά αναρωτιέμαι τί κερδίζω να μην βάλω αντιψυκτικό.Ακόμη και η ανακυκλοφορία,εξαρτάται απο πολλούς παράγοντες(φυσικά και κατά βάση εξαρτάται απο τις εκάστοτε κλιματολογικές συνθήκες της περιοχής).
Άλλος βάζει κεντρικές απο συλλέκτες μέχρι λεβητοστάσιο Φ10 χαλκού και άλλος Φ35.Για ποιά ανακυκλοφορία μιλάμε όταν χωράνε πχ 50 γραμμάρια στην σωλήνωση/μέτρο?Προσθέτει θερμότητα ο κυκλοφορητής ή η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε κινητική και άρα τριβή και άρα θέρμανση του νερού?

Δεν αναιρώ τίποτα και καμία μέθοδο ειλικρινά.θέλω να πιστευω πως δεν παρεξηγούμαι.Απλά όπως προείπα εξαρτάται απο αρκετούς παράγοντες που ο καθένας ζυγίζει και κρίνει.

Φίλε Περικλή, έχω την εντύπωση πως η εσωτερική κυκλοφορία μέσα σε ένα θερμοσιφωνικό περισσότερο μοιάζει με ένα είδος θερμικής διαστρωμάτωσης και παρά με είδος κυκλοφορίας στρωτού ή τυρβώδους.

Σε συλλέκτες οι οποίοι έχουν ενεργό μήκος (δηλαδή ύψος) 2m τότε πχ μπαίνουν 10 risers.Σε συλλέκτες που πάλι έχουν ίδια επιφάνεια με προηγούμενα, αλλά αντί για ύψος έχουν 1m, τότε έχουν πολλά παραπάνω απο 10 risers για να απορροφήσουν την προσδιδόμενη ποσότητα ηλιακής ενέργειας.


Και συμφωνώ απόλυτα με την κουρά των αυγών....Καπιλαρίν.
Αλλά χτίζοντας το βέλτιστο, μαθαίνουμε που μπορούμε να κάνουμε εκπτώσεις..

[CONSTANTINOS]

Γρηγόρη κάτι δεν μου πάει καλά. Διάβασε τις σκέψεις που θα γράψω.
Για πιο λόγο ένας ανθρωπάκος από το Καματερό να κάθεται να ψάχνει πια είναι η καλύτερη παροχή για τον συλλέκτη του; Υπάρχει λόγος;
Για πιο λόγο δίνονται τα πιστοποιητικά απόδοσης;
Τα Μετσόβεια, τα Αριστοτέλεια, τα Δημοκρίτεια κ.λ.π. γιατί δίνουν πιστοποιητικό βαθμού απόδοσης συλλέκτη σε κάποιον κατασκευαστή με τίτλο "ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΗΛΙΑΚΩΝ ΣΥΛΛΕΚΤΩΝ";

Ο καταναλωτής για τον υπολογισμό της απόδοσης ενός συλλέκτη, χρησιμοποιεί την καμπύλη απόδοσης που του δίνει ο κατασκευαστής του συλλέκτη που μόλις αγόρασε, δίνοντάς την φυσικά στον μηχανολόγο ή τον εγκαταστάτη.

Π.χ. στο πιο κάτω διάγραμμα έχει προκύψει η καφετί γραμμή που είναι η κοινή συνισταμένη των επανειλημμένων μετρήσεων στο εργαστήριο:

Ψάχνουμε λοιπόν να βρούμε τον βέλτιστο βαθμό απόδοσης Χ του ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΟΥ συλλέκτη που έχουμε πλέον στην ταράτσα μας και για μια και μόνο συγκεκριμένη στιγμή και με τις συγκεκριμένες συνθήκες και με το συγκεκριμένο μπόϊλερ και με τις συγκεκριμένες σωληνώσεις:
X = (Tm-Ta)/I
(όπου Tm= μέση θερμοκρασία του συλλέκτη [(Τεξόδου+Τεισόδου)/2], Ta= θερμοκρασία περιβάλλοντος, I= ηλιοφάνεια) και στη συνέχεια βρίσκουμε τον βαθμό απόδοσης από το διάγραμμα,
δηλαδή έστω ότι έχουμε τις συνθήκες:
Τm=(60+20)/2 = 40°C
Ta=15°C
I=800 W/m2
X=(40-15)/800 =0,031 ---> βρίσκουμε το 0,031 στο διάγραμμα και ανεβαίνουμε μέχρι να συναντήσουμε την καφετί γραμμή. Μόλις την συναντήσουμε στρίβουμε αριστερά. Σύμφωνα με το παράδειγμα αριστερά βρίσκουμε το νούμερο ~0,68 που σημαίνει ότι με αυτά τα δεδομένα έχουμε απόδοση ~68%. Αυτονόητο είναι ότι τα δεδομένα είναι στιγμιαία διότι μεταβάλλονται κάθε δευτερόλεπτο. Ίσως και πιο συχνά.

Διαβάζοντας διάφορα πιστοποιητικά παρατήρησα ότι έχουν - μεταξύ πάρα πολλών άλλων - ένα κοινό τόπο. Έχουν ροόμετρο και στους πίνακες των μετρήσεων δίνουν για κάθε μέτρηση την παροχή με ακρίβεια τετάρτου δεκαδικού ( στους τελικούς πίνακες με τρία δεκαδικά ) ως ακολούθως:

Συνολική επιφάνεια που χρησιμοποιείται για την καμπύλη: 1,92 m2
Gross area used for curve
Παροχή ρευστού που χρησιμοποιήθηκε στις δοκιμές: 0,039 kg/s
Fluid flowrate used for the tests

Αυτό σημαίνει ότι:
m=0,039 kg/s * 3600sec = 140,40 kg/h / 1,92 m2 = 73,13 kg/h/m2*
δηλαδή ο ανωτέρω συγκεκριμένος συλλέκτης είναι ακριβέστατα βέβαια αλλά ΑΠΛΩΣ μετρημένος ( διότι έτσι επιβάλλει το κοινό πρότυπο ΕΝ 12975-2 / ISO 9806-1 ) με 73,13 kg/h/m2. Δεν σημαίνει τίποτε άλλο. Δεν ροπιάζει ο συλλέκτης σε αυτά τα κιλά της παροχής. Θα μπορούσε κάλλιστα ο κατασκευαστής να μας πεί ότι: "Φίλε για να πάρω πιστοποίηση πρέπει αναγκαστικά να χρησιμοποιηθεί το ΕΝ. Με δικές μου μετρήσεις το βέλτιστο σημείο του συλλέκτη που παράγω είναι π.χ. 100 λίτρα. Αν θέλεις δοκίμασέ το."

Στο σημείο αυτό αν μας βοηθήσει ο Μίλτος προσθέτοντας αντιπαγετικό και μετατρέψει τα κιλά σε λίτρα θα γίνουμε σούπερ.

Κάνοντας πολλά παραδείγματα, θεώρησα για μια στιγμή, για ένα αιώνιο δευτερόλεπτο ότι η ηλιοφάνεια και η θερμοκρασία αέρα παραμένουν σταθερά. Επειδή είναι τα μόνα που δεν μπορώ να τα επηρεάσω. Έτσι λοιπόν άρχισα να "παίζω" με το Τm που ορίζεται ως = μέση θερμοκρασία του συλλέκτη [(Τεξόδου+Τεισόδου)/2 συνεκτιμώντας παράλληλα ότι: Εκτός από το ανωτέρω γενικό διάγραμμα βαθμού απόδοσης, δίνουν και άλλα διαγράμματα που είναι ειδικά για κάποιον τομέα μέτρησης. Έτσι υπάρχει κάτι σαν το:

που είναι βαθμός απόδοσης συναρτήσει της μέσης θερμοκρασίας του μέσου στον συλλέκτη δηλ. Τm = (Τεξόδου+Τεισόδου)/2 με πολύ συγκεκριμένες και πάλι συνθήκες. Όπως βλέπουμε σε όλους τους συλλέκτες όλων των εταιρειών τις επηρεάζει το Τm άλλες λιγότερο άλλες περισσότερο. Εκείνο που μας ενδιαφέρει είναι να έχουμε όσο το δυνατό χαμηλότερο Τm. Ασφαλώς αυτό δεν μπορεί να είναι μικρότερο εν προκειμένω από την θερμοκρασία του κάτω αισθητηρίου του μπόϊλερ περί ου ο λόγος.
Όσο μικρότερο Τm τόσο καλύτερα.**

Επιπλέον δίνουν και ένα πινακάκι "Ισχύς εξόδου ανά μονάδα συλλέκτη" δηλ:

ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ / RADIATION
Tm-Ta___400____700____1000
_[K]__[W/m2]__[W/m2]_[W/m2]
10_____443_____821____1198
30_____292_____669____1047
50_____98______475_____852

που σημαίνει ότι αν έχω Τm=(60+20)/2 = 40°C και Ta=15°C τότε Τm-Ta=40°C-15°C=25°C το οποίο αναλόγως - αποκλειστικά και μόνο όμως της προσπίπτουσας - ακτινοβολίας θα μου βγάλει μέγιστη ισχύ συλλέκτη ότι λέει το πινακίδιο ( γι΄αυτό ο mechatron μιλάει για πυρανόμετρο ).***

Επειδή πουθενά δεν βρίσκω μέγιστο όριο παροχής και επειδή *+**+***= θέλω χαμηλό Τm για να κερδίσω όσο το δυνατόν περισσότερα Watts μπορεί να μου δώσει ο συγκεκριμένος συλλέκτης με τις συγκεκριμένες συνθήκες που επικρατούν και τις συγκεκριμένες χρονικές περιόδους στην συγκεκριμένη εγκατάσταση τότε για πιο λόγο να μην δώσω μεγάλη παροχή την οποία θα την μεταβάλλω σύμφωνα με την προσπίπτουσα ακτινοβολία και θα είναι πάντα τόσο μεγάλη και τεράστια ώστε ίσα-ίσα να μην μου σβήνει το σύστημα και εφόσον ασφαλώς το αισθητήριο του μπόϊλερ δείχνει χαμηλότερη θερμοκρασία;

Κώστας.

[gregori]

quote:X = (Tm-Ta)/I
(όπου Tm= μέση θερμοκρασία του συλλέκτη [(Τεξόδου+Τεισόδου)/2], Ta= θερμοκρασία περιβάλλοντος, I= ηλιοφάνεια) και στη συνέχεια βρίσκουμε τον βαθμό απόδοσης από το διάγραμμα.
Δηλ.:
Τm=(60+20)/2 = 40°C
Ta=15°C
I=800 W/m2

Πως ξέρουμε το I?

http://udravlikos.gr

[CONSTANTINOS]

quote:Originally posted by gregori
Πως ξέρουμε το I?
http://udravlikos.gr

quote:Originally posted by CONSTANTINOS
Ψάχνουμε λοιπόν να βρούμε τον βέλτιστο βαθμό απόδοσης Χ του ΣΥΓΚΕΚΡΙΜΕΝΟΥ συλλέκτη που έχουμε πλέον στην ταράτσα μας και για μια και μόνο συγκεκριμένη στιγμή και με τις συγκεκριμένες συνθήκες και με το συγκεκριμένο μπόϊλερ και με τις συγκεκριμένες σωληνώσεις:.....
......( γι΄αυτό ο mechatron μιλάει για πυρανόμετρο ).....
Κώστας.

Κώστας.

[gregori]

quote:Επειδή πουθενά δεν βρίσκω μέγιστο όριο παροχής και επειδή *+**+***= θέλω χαμηλό Τm για να κερδίσω όσο το δυνατόν περισσότερα Watts μπορεί να μου δώσει ο συγκεκριμένος συλλέκτης με τις συγκεκριμένες συνθήκες που επικρατούν και τις συγκεκριμένες χρονικές περιόδους στην συγκεκριμένη εγκατάσταση τότε για πιο λόγο να μην δώσω μεγάλη παροχή την οποία θα την μεταβάλλω σύμφωνα με την προσπίπτουσα ακτινοβολία και θα είναι πάντα [u]τόσο μεγάλη και τεράστια ώστε ίσα-ίσα να μην μου σβήνει το σύστημα;

Τώρα το διόρθωσες Κ. Κώστα....
Και νομίζω δεν απάντησες στον εαυτό σου ούτε σε μένα γιατί το ερώτημα παραμένει...
Ποιο είναι αυτό το Tm το οποίο δεν θα σου σβήνει το σύστημα???
Ο καπετάνιος είμαι σίγουρος ότι θα βγει και θα σου πει αύριο ότι οι ηλιακοί δεν είναι λέβητας.
Ισα ίσα κάποια λιτράκια έχει και αν τα τρέξεις γρήγορα μπορεί στο πρώτο μπαμ να πάρεις το πολυπόθητο χαμηλό TM και αν μετρήσεις εκεί να νομίζεις ότι το σύστημα φυσάει αλλά μετά από λίγο θα πέσει σε βαθιά ανάπαυλα.
Αν μετρήσεις στην ανάπαυλα θα πάρεις τα ...........σου

http://udravlikos.gr

[CONSTANTINOS]

Γρηγόρης+Μίλτος+Κώστας = Αν μέναμε κοντά θα είχαμε καταστραφεί.

Κώστας.

[CONSTANTINOS]

quote:Originally posted by gregori
Ποιο είναι αυτό το Tm το οποίο δεν θα σου σβήνει το σύστημα???
http://udravlikos.gr

Θεωρώντας ότι:
θερμοκρασία εξόδου συλλέκτη Χ°C ( έστω θερμοκρασία εισόδου στο μπόϊλερ ),
θερμοκρασία κάτω αισθητηρίου μπόϊλερ Ψ°C,
τότε το ιδανικό κάθε φορά, κάθε στιγμή, Tm το αποκτάς δίνοντας τέτοιο μέγεθος στην παροχή ώστε ίσα - ίσα το Χ°C > Ψ°C μόλις ει δυνατόν κατά 1°C ή Χ°C - Ψ°C > 0°C.

Κώστας.