Quyosh kollektorlarining ish jarayoni

117
5.6-rasm.
Quyosh kollektorining asosiy qismlari.
Quyosh uskunasining asosiy konstruktiv elementi kollektor bo‘lib, unda
quyosh energiyasini ushlab qolish, uni issiqlikka almashtirish va suvni havoni yoki
biror-bir boshqa issiqlik tashuvchini qizdirish amalga oshiriladi. Quyosh
kollektorlarining ikki turi farqlanadi, yassi va fokuslovchi. Yassi kollektorlarda
quyosh energiyasi
konsentratsiyasiz yutiladi, fokuslovchida esa – konsentratsiya
bilan, ya’ni kelayotgan radiatsiya oqimini zichligining oshishi bilan past haroratli
gelio uskunalardagi kollektorlarning eng keng tarqalgan turi quyosh energiyasining
yassi kollektori (QEK) hisoblanadi. Uning ishlashi «issiq yashik» prinsipiga
asoslangan bo‘lib, uni yopiq avtomobil saloni quyoshda qizishini esga olsak tasavvur
qilish oson bo‘lib, u unga shaffof oyna yuzalari orqali quyosh nurlariga o‘ziga xos
qopqon vazifasini o‘taydi. Yassi QEK tayyorlash uchun, avvalo,
qizdirilayotgan
issiqlik tashuvchi harakatlanishi uchun quvur yoki kanallarni bir qatori bilan
ishonchli aloqaga ega nur yutuvchi yuza zarur. Yassi nur yutuvchi yuza va issiqlik
118
tashuvchi quvurlar (kanallar) yig‘indisi konstruktiv yakka element-absorberni hosil
qiladi. Quyosh energiyasini yaxshi yutilishi uchun absorberning yuqorigi yuzasi qora
rangga bo‘yalishi kerak va maxsus yutuvchi qoplamaga ega fazoga issiqlik
yo‘qotishlarining pasayishiga absorberning pastki yuzasini yopib turuvchi issiqlik
gezolyatsiyasidan,
shuningdek, absorberdan yuqorida undan ma’lum masofada
joylashuvchi yorug‘lik shaffof izolyatsiyasidan foydalanish yo‘li bilan erishiladi.
Barcha shaffof izolyatsiya zichlashuvi shisha bilan qoplanadi.
Shunday qilib umumiy ko‘rinishi 5.7-rasmda ko‘rsatilgan suyuqlikni
qizdiruvchi yassi kollektor hosil bo‘ladi.
Yassi QEKning boshqa turdagi kollektorlarga nisbatan prinsipial afzalliklariga
uning to‘g‘ri (nurli) va shuningdek sochma quyosh energiyasini ushlab qolish
qobiliyatini va buni natijasida – quyosh ortidan kuzatish zaruratisiz uni statsionar
o‘rnatish imkoniyati kiradi.
Quyosh energiyasining yassi kollektori absorberi,
odatda yuqori issiqlik
o‘tkazuvchanlikka ega metalldan, xususan, po‘lat, alyuminiy va hatto misdan
tayyorlanadi.
Shaffof izolyatsiya bir yoki ikki qavat shisha yoki polimer plyonkasi
ko‘rinishida bo‘ladi. Shishaning tashqi qavati va polimer plyonkaning ichki qavatidan
kombinatsiya ishlatilishi mumkin. Issiqlik tashuvchining past qizdirish harorati
holatida (30
0
S gacha) kollektor umuman shaffof izolyatsiyaga ega bo‘lmasligi
mumkin. Kollektor korpusi ruxlangan temir,
alyuminiy, yog‘och, plastmassadan
tayyorlanishi mumkin. Issiqlik izolyatsiya sifatida turli materiallar qo‘llanilishi
mumkin: mineral paxta, penopoliuretan va h.k.
shaffof kollektor yuzasining qoplamalarining o‘tkazuvchi xususiyati;
kollektor yuzasining quyosh nuriga nisbatan yutuvchanlik qobiliyati;
kollektorning optik kodi yoki kollektor yuzasining keltirilgan yutuvchanlik
qobiliyati (0,85 dan ko‘p);
yutuvchi panel samaradorligi koeffitsienti (qizdiruvchi suyuqlik, material va
panel qalinligi kanallar o‘lchamlarining) kollektordagi suyuqlikning oqish tezligi va
hususiyatlari, zamonaviy konstruksiyalarda
F qiymat 1 ga teng (0,9 dan ko‘p);
119
kollektorning issiqlik energiyasining yo‘qotishlari zichligi ikkita omil bilan
aniqlanadi: atrof muxitdagi panelni konveksiya yordamida sovutib va yuzadan issiq
nurlantirib.
Kollektor panelining o‘rtacha xarorati
T, yoki o‘rtacha suyuqlik xarorati huddi
kollektordan chiqishdagi issiq suyuqlik xarorati
T
g
kabi deyarli teng bo‘lib, kollektor
konstruksiyasi va tavsifi bilan, shuningdek,
tushuvchi nur jadalligi T, kirishdagi
sovuq suyuqlik xarorati
T
x
va kollektorning birlik ishchi yuzasiga to‘g‘ri keladigan
suyuqlikning misolli sarfi
G, kg/(m
2
S), suyuqlik qizdirish texnologiyasi bilan
aniqlanadi:
5.7-rasm. Quyosh energiyasi yassi kollektorining konstruktiv elementlari.
1 – shisha
qoplamasi; 2 – qizdiruvchi suyuqlik uchun naychali nur yutuvchi yuza;
3 – korpus; 4 – issiqlik izolyatsiyasi.
Bu yerda S
R
, J(kg∙S) – suyuqlikning solishtirish issiqlik sig‘imi. Bu yerda (
I)
dan foydalanib, energiya suyuqlik harorati va fiksatsiyalangan energiya oqimida
atrof-muxit oqimi kelishi bilan suyuqlik sarfi bilan bog‘liqlikka erishamiz. Suyuqlik
sarfi uning haroratini chiqarishda ko‘targanda pasayadi. Maksimal eritiladigan
suyuqlikni
qizdirish xarorati T
m
va suyuqlikni oqimi yo‘qligiga mos keluvchi (
R=0)
muxit harorati orasidagi farq qiymatiga teng.