Sprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii

Podobne dokumenty
P O L I T E C H N I K A W A R S Z A W S K A

Laboratorium odnawialnych źródeł energii

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Pomiar ciepła spalania paliw gazowych

Wykład 2. Przemiany termodynamiczne

Opis techniczny. Strona 1

WYKŁAD 14 PROSTOPADŁA FALA UDERZENIOWA

[ ] 1. Zabezpieczenia instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego Przeponowe naczynie wzbiorcze. ν dm [1.4] Zawory bezpieczeństwa

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

TERMODYNAMIKA. Przedstaw cykl przemian na wykresie poniższym w układach współrzędnych przedstawionych poniżej III

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

MODELOWANIE POŻARÓW. Ćwiczenia laboratoryjne. Ćwiczenie nr 1. Obliczenia analityczne parametrów pożaru

Kalorymetria paliw gazowych

Politechnika Białostocka

Temperatura i ciepło E=E K +E P +U. Q=c m T=c m(t K -T P ) Q=c przem m. Fizyka 1 Wróbel Wojciech

Analiza efektywności współspalania paliw - podstawowe parametry, uwarunkowania procesu

Cieplne Maszyny Przepływowe. Temat 4 Charakterystyki ogólne i przy zmiennych wymiarach maszyn wirujących. Część I Podstawy teorii

Ć W I C Z E N I E N R C-5

= T. = dt. Q = T (d - to nie jest różniczka, tylko wyrażenie różniczkowe); z I zasady termodynamiki: przy stałej objętości. = dt.

Termodynamika 2. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

całkowite rozproszone

Metody doświadczalne w hydraulice Ćwiczenia laboratoryjne. 1. Badanie przelewu o ostrej krawędzi

Efektywność energetyczna systemu ciepłowniczego z perspektywy optymalizacji procesu pompowania

Termodynamika techniczna

Płytowe wymienniki ciepła. 1. Wstęp

Rozdział 8. v v p p --~ 3: :1. A B c D

Ćw. 11 Wyznaczanie prędkości przepływu przy pomocy rurki spiętrzającej

Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich. Teoria kinetyczna INZYNIERIAMATERIALOWAPL. Kierunek Wyróżniony przez PKA

Termodynamika 1. Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1. Parametry strumienia piaskowo-powietrznego w odlewniczych maszynach dmuchowych

INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA ZAKŁAD GEOINŻYNIERII I REKULTYWACJI ĆWICZENIE NR 2

J. Szantyr - Wykład nr 30 Podstawy gazodynamiki II. Prostopadłe fale uderzeniowe

WYDZIAŁ MECHANICZNY Katedra Budowy i Eksploatacji Maszyn specjalność: konstrukcja i eksploatacja maszyn i pojazdów

Badanie i zastosowania półprzewodnikowego modułu Peltiera jako chłodziarki

BADANIE WYMIENNIKA CIEPŁA TYPU RURA W RURZE

ZEROWA ZASADA TERMODYNAMIKI

Dobór zestawu hydroforowego Instalacje wodociągowe i kanalizacyjne 2. Wrocław 2014

CZĘŚĆ III OBLICZENIA

Wykład 4 Gaz doskonały, gaz półdoskonały i gaz rzeczywisty Równanie stanu gazu doskonałego uniwersalna stała gazowa i stała gazowa Odstępstwa gazów

ĆWICZENIE NR 4 WYMIENNIK CIEPŁA

Pomiar wilgotności względnej powietrza

Instrukcja do laboratorium z fizyki budowli. Ćwiczenie: Pomiar i ocena hałasu w pomieszczeniu

SPRAWNOŚĆ CIEPLNA PRZEPONOWYCH I BEZPRZEPONOWYCH

Ćwiczenie nr 3. Wyznaczanie współczynnika Joule a-thomsona wybranych gazów rzeczywistych.

Sprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii

10. FALE, ELEMENTY TERMODYNAMIKI I HYDRODY- NAMIKI.

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

13) Na wykresie pokazano zależność temperatury od objętości gazu A) Przemianę izotermiczną opisują krzywe: B) Przemianę izobaryczną opisują krzywe:

PŁYN Y RZECZYWISTE Przepływy rzeczywiste różnią się od przepływów idealnych obecnością tarcia (lepkości): przepływy laminarne/warstwowe - różnią się

DOBÓR ZESTAWU HYDROFOROWEGO

1. Model procesu krzepnięcia odlewu w formie metalowej. Przyjęty model badanego procesu wymiany ciepła składa się z następujących założeń

Zjawisko Comptona opis pół relatywistyczny

Jest to zasada zachowania energii w termodynamice - równoważność pracy i ciepła. Rozważmy proces adiabatyczny sprężania gazu od V 1 do V 2 :

Rys Zmniejszenie poziomu hałasu z odległością od źródła w pomieszczeniu zamkniętym i w przestrzeni otwartej

Ćwiczenia do wykładu Fizyka Statystyczna i Termodynamika

CHARAKTERYSTYKI ZŁOŻONYCH UKŁADÓW Z TURBINAMI GAZOWYMI

11. Termodynamika. Wybór i opracowanie zadań od 11.1 do Bogusław Kusz.

Stany materii. Masa i rozmiary cząstek. Masa i rozmiary cząstek. m n mol. n = Gaz doskonały. N A = 6.022x10 23

POLITECHNIKA KRAKOWSKA Instytut Inżynierii Cieplnej i Procesowej Zakład Termodynamiki i Pomiarów Maszyn Cieplnych

Stan wilgotnościowy przegród budowlanych. dr inż. Barbara Ksit

TEMAT : Projekt budowlany węzła cieplnego, instalacji ciepła technologicznego i wody lodowej

Metody doświadczalne w hydraulice Ćwiczenia laboratoryjne. 1. Badanie przelewu o ostrej krawędzi

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

KOMPUTEROWA SYMULACJA RUCHU CIAŁA SZTYWNEGO. WSPÓŁCZYNNIK RESTYTUCJI

Węzeł 2 Funkcyjny - Równoległy c.o. i c.w.u. Adres: Siedlce. Komenda Policji

POLE TEMPERATURY I PRZEMIANY FAZOWE W SWC POŁĄCZENIA SPAWANEGO LASEROWO

Ćwiczenie nr 1. Oznaczanie porowatości otwartej, gęstości pozornej i nasiąkliwości wodnej biomateriałów ceramicznych

Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów ATH ZAKŁAD TERMODYNAMIKI. Wyznaczanie ciepła właściwego c p dla powietrza

Krawędzie warstw z mieszanek mineralno-asfaltowych problem zagęszczania w technologii na gorąco

Renewable energy heating systems Renewable energy heating systems

Ćw. 1 Wyznaczanie prędkości przepływu przy pomocy rurki spiętrzającej

Doświadczenie Joule a i jego konsekwencje Ciepło, pojemność cieplna sens i obliczanie Praca sens i obliczanie

AUTOMATYKA I POMIARY LABORATORIUM - ĆWICZENIE NR 15 WYMIENNIK CIEPŁA CHARAKTERYSTYKI DYNAMICZNE

1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zaoznanie się z metodą omiaru objętościowego natężenia rzeływu i wyznaczania średniej wartości rędkości łynu w r

Termodynamika poziom podstawowy

WYMAGANIA TECHNICZNE DLA PŁYTOWYCH WYMIENNIKÓW CIEPŁA DLA CIEPŁOWNICTWA

Analiza działania kolektora typu B.G z bezpośrednim grzaniem. 30 marca 2011

Laboratorium InŜynierii i Aparatury Przemysłu SpoŜywczego

Temat: Oscyloskop elektroniczny Ćwiczenie 2

LABORATORIUM TERMODYNAMIKI I TECHNIKI CIEPLNEJ. Pomiary temperatury, ciśnienia i wilgotności powietrza. dr inż. Witold Suchecki

Śr Kin Ruchu Postępowego. V n R T R T. 3 3 R 3 E R T T k T, 2 N 2 B

Ćwiczenie 4. Wyznaczanie poziomów dźwięku na podstawie pomiaru skorygowanego poziomu A ciśnienia akustycznego

). Uzyskanie temperatur rzędu pojedynczych kalwinów wymaga użycia helu ( Tw

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

wymiana energii ciepła

Wyznaczanie długości fali świetlnej za pomocą spektrometru siatkowego

Jak określić stopień wykorzystania mocy elektrowni wiatrowej?

WSPÓŁCZYNNIK PRZEJMOWANIA CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Jaką moc cieplną uzyskuje kolektor słoneczny?

Laboratorium Metod i Algorytmów Sterowania Cyfrowego

Techniczne podstawy promienników

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Rys.1 Rozkład mocy wnikającej do dielektryka przy padaniu fali płaskiej Natężenie pola wewnątrz dielektryka maleje wykładniczo. Określa to wzór: (1)

Wstęp teoretyczny: Krzysztof Rębilas. Autorem ćwiczenia w Pracowni Fizycznej Zakładu Fizyki Akademii Rolniczej w Krakowie jest Barbara Wanik.

WNIKANIE CIEPŁA PRZY WRZENIU CIECZY

P R O J E K T MODERNIZACJI KOTŁOWNI

Entropia i druga zasada termodynamiki

CHARAKTERYSTYKA ENERGETYCZNA BUDYNKU

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej

Transkrypt:

P O L I T E C H N I K A G D A Ń S K A Srawozdanie z laboratorim roekologicznych źródeł energii Temat: Wyznaczanie srawności konwersji energii romieniowania słonecznego w energię cielną w kolektorach słonecznych. Michał Stobiecki, Michał Ryms Gra 5; sem. VI Wydz. Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

I. Wstę teoretyczny 1. Promieniowanie słoneczne Elektromagnetyczne romieniowanie γ emitowane z jądra Słońca ma dłgość fali rzęd stmilionowej części milimetra i jest to najkrótsza znana dłgość fali. Ze względ na odwrotną roorcjonalność energii romieniowania do jego dłgości fali, romieniowanie to jest romieniowaniem wysokoenergetycznym. Oszczając jądro Słońca, naotyka ono na swej drodze wiele elektronów i jąder, z którymi zderzając się lega osłabieni energetycznem i wydłżeni dłgości fali. Dodatkowo wybite tym romieniowaniem, wzbdzone elektrony, wracając onownie na swoje orbity walencyjne, wyromieniowją nadmiar energii o charakterystycznych dla danych owłok słonecznych dłgościach fal. Dalsze osłabienie romieniowania wysokoenergetycznego nastęje w rezltacie zamiany energii kinetycznej atomów legających zderzeniom i hamowania na owierzchni Słońca. W efekcie romieniowanie słoneczne ma szerokie sektrm dłgości fali od 0.0001 do 0.01 mm i niesie w sobie zróżnicowaną ilość energii. Tylko część tego romieniowania (od 0.35 do 0.75 µm) to zakres światła widzialnego dla człowieka. Dłgość romieniowania słonecznego waha się od ok. 0.2 do 2.5 µm. Około ołowa (46%) energii romieniowania rzyada na romieniowanie widzialne, reszta na ltrafiolet (7%) i odczerwień (47%). 2. Charakterystyka romieniowania słonecznego Energia słoneczna, która dociera do granicy atmosfery wynosi ok. 1.39 kw/m 2 i zwana jest stałą słoneczną. Na sktek odbicia (ok.35%), absorcji i rozroszenia, ory dnia i rok, do owierzchni Ziemi dociera średnio na oziomą owierzchnię ok. 1 kw/m 2. 1

Natężenie na owierzchni Ziemi zależy od wysokości Słońca, co wiąże się z grbością atmosfery, rzez którą to romieniowanie jest absorbowane. Dla wysokości równej 90, 30, 20 i 12 natężenie to wynosi odowiednio I = 900, 750, 600 i 400 W/m 2. 3. Podstawy teoretyczne kolektorów słonecznych Kolektor słoneczny jest to rządzenie w którym nastęje zamiana energii romieniowania słonecznego w energię cielną: romienie słoneczne adają na kolektor ogrzewając znajdjącą się w niej ciecz, która z kolei łynie do wymiennika cieła z stamtąd do omy i z owrotem do kolektora. W wymiennik cieła nastęje wymiana cieła z innym czynnikiem najczęściej wodą, która jest wykorzystywana do ogrzania dom, jak również jako cieła woda żytkowa. Energia romieniowania słonecznego o natężeni H [W/m 2 ], adająca na owierzchnię łaską (absorcyjną), jest częściowo absorbowana, a częściowo odbita. Część z energii zaabsorbowanej jest rzekazywana do otoczenia w ostaci strat cieła (konwekcyjnych i rzewodzenia). W stanie stalonej równowagi termicznej, oisanej rawem Stefana Boltzmana, temeratra równowagi (T równ ) wynosi: 4 α r H T rown = ε σ gdzie: σ = 5,669 10-8 W/(m 2 K 4 ) stała Stefana - Boltzmana. αr wsółczynnik absorcji ε wsółczynnikiem emisji α r /ε wsółczynnik selektywności absorbera Projektjąc kolektor słoneczny należy zastanowić się nad odowiednim doborem cieczy roboczej odgrzewanej w kolektorze. Polskie warnki klimatyczne wymszają stosowanie cieczy osiadających zarówno niską temeratrę krzenięcia, jak i wysoką temeratrę arowania. Ograniczenia te wyklczają życie wody jako czynnika roboczego. Należy więc stosować inne ciecze, takie jak choćby amoniak. Należy zaznaczyć, że ze względ na swą secyfikę działania kolektory słoneczne nie mogą stanowić jedynego źródła cieła. Przetwarzają one co rawda energię słoneczną na cieło, ale dostarczana im energia msi być dostatecznie dża, aby zaobserwować widoczne efekty takiej konwersji. Nie codziennie jednak romienie słoneczne docierają do kolektora z jednakową intensywnością, co więcej często jest tak, że słońce nie dochodzi do nich rzez kilka dni a nawet tygodni, n. zimą. Z tego owod zawsze należy mieć w rezerwie inne źródło cieła. 2

4. Srawność kolektora O ołacalności stosowania kolektorów słonecznych decydje ich srawność, którą można wyznaczyć w oarci o nastęjący bilans energii kolektora. H A = Q + Q, Q = m c t 2 t ), str ( 1 ( 1 m c t 2 t ) η = A H gdzie: Q strmień energii żytecznej [W] H natężenie romieniowania słonecznego [W/m 2 ] Q strmień strat cieła [W] str A owierzchnia absorcyjna kolektora [m 2 ] m masowe natężenie rzeływ czynnika [kg/s] c cieło właściwe czynnika [J/(kg K)] t 1 oraz t temeratry czynnika na wlocie i wylocie z kolektora [ C] 2 5. Sosoby odnoszenia srawności kolektorów Wyeliminowanie lb ograniczenie strat cieła z adsorbera do konstrkcji nośnej i odłoża (rzez rzewodzenie) oraz do otoczenia (rzez konwekcję) owodje odniesienie srawności kolektora. Przewodzenie można ograniczyć stosjąc tyowe materiały izolacyjne takie jak styroian, wełna mineralna, ianki oliretanowe. Materiałów tych nie można zastosować z do izolacji adsorbera od strony naświetlanej, gdyż są one nierzezroczyste dla romieni słonecznych. Pierwszym rzebadanym materiałem izolacyjnym była warstwa owietrza, zawarta wewnątrz rzestrzeni omiędzy adsorberem i łytą szklaną. W ten sosób dało się zahamować konwekcję od adsorbera do otoczenia, od łyty szklanej do otoczenia ozostała ona nadal. Okazało się jednak, że straty cieła rzez warstwę owietrza zachodzą nadal rzez rzewodzenie i konwekcję komórkową. Kolejnym rzebadanym materiałem izolacyjnym były izolacje transarentne (rzezroczyste), rzyominające swoją strktrą lastry miod. Hamją one konwekcję komórkową, nie rzeciwdziałają natomiast rzewodzeni cieła rzez warstwę owietrza. Materiałem izolacyjnym rzezroczystym i hamjącym jednocześnie straty cieła rzez rzewodzenie i konwekcji okazała się różnia. 3

6. Próżniowy, rrowy kolektor słoneczny Ze względów wytrzymałościowych kolektory różniowe mają kształt walcowy. Próżnia wytworzona wewnątrz szklanej rry otacza, również walcowy, adsorber. W cel zwiększenia wykorzystania owierzchni nasłonecznionej zastosowano dodatkowo rynnowe araboliczne zwierciadła skiające. W ogniskowej tego zwierciadła mieszczona jest rra adsorbera. II. Bdowa stanowiska omiarowego oraz rzebieg ćwiczenia. Stanowisko składa się z baterii 5 ci różniowych kolektorów rrowych (1), ołączonych ró wnolegle i ołączonych z kolektorem zbiorczym wlotowym (3) i wylotowym (2). Na wlocie i wylocie do rr zamocowane są termoary t di i t gi. Cieła woda z kolektorów wływa do wężownicy w zasobnik cw. (4) o ojemności V z = 80 l. Poma obiegowa (6) wraz z bocznikiem i zaworami (8) (tzw. byass ) możliwia reglację rzeływ czynnika od obieg grawitacyjnego do wymszonego. Naczynie wyrównawcze (5) zabeziecza instalację rzed zaowietrzeniem i wzrostem ciśnienia ogrzanego czynnika. W zasobnik zachodzi stratyfikacja, w wynik której ogrzana woda kłada się warstwami. Przeływ ciełej wody (cw.) z górnego króćca wymsza otwarcie zawor wlotowego (7), dorowadzającego do dolnego króćca zasobnika wodę sieciową. W obieg wewnętrznym i zewnętrznym zamocowano dwa rzeływomierze - jeden mierzy objętościowe natężenie rzeływ medim w kolektorze V k, a drgi obór ogranej wody V, oraz. termoary do cw omiar temeratr: wody sieciowej t, wody ogrzanej wl t cw oraz czynnika na wylocie z kolektora t.. k 4

1. Metodyka omiarowa W cel sorządzenia bilans cielnego kolektora, wyznaczenia jego efektywności i srawności należy zmierzyć wszystkie odane na owyższym schemacie (oznaczone w kółeczkach) wielkości. Wśród nich są: temeratry t, natężenia rzeływ V i natężenie romieniowania słonecznego H. W oarci o zmierzone wartości oraz dane tablicowe: gęstości ρ = f(t) i cieła właściwego c = f(t) dla średniej temeratry omiar można wyliczyć strmienie cieła: generowane w oszczególnych rrach kolektora Q 1, Q 2, Q 3, dla całego kolektora Q k, zmagazynowanego w zasobnik Q z lb wyrowadzonego z ciełą wodą żytkową Q cw. Możliwe są cztery warianty rzerowadzenia omiarów dla tego kład: a) z wyłączo ną omą (6), całkowicie otwartymi zaworami (8) i bez odbior cw., czyli rzy zamkniętym zaworze (7). (ten wariant wybrano) b) z wyłączoną omą (6), całkowicie otwartymi zaworami (8), ale z odbiorem cw., reglowanym zaworem (7). c) z wymszonym omą (6) obiegiem czynnika w kolektorze ze zmiennym natężeniem jego rzeływ, realizowanym zaworami (8), z odbiorem ciełej wody żytkowej cw, o zadanym zaworem (7) natężeni rzeływ. d) z wymszonym jw. obiegiem czynnika, ale bez odbior cw. W każdym z tych wariantów metodyka rowadzenia omiarów i obliczania wyników jest taka sama. Różnice wystęją doiero rzy sorządzani bilans strmieni cieła od strony odbiorcy. W wariantach z odbiorem ciełej wody żytkowej strmień Q ma dwa człony Q z i Q cw bez odbior cw. tylko jeden: Q = Q z + Q cw V = z t t t c t z konc z ocz. ρ wody ( sr ) ( sr ) Vcw ρ wody ( t i i sr ) + τ i i. c ( t ) ( t t τ sr cw wl ) [ kw ] 2. Obliczenia i analiza wyników Celem wykonanego ćwiczenia było wyznaczenie srawności badanego kolektora słonecznego. Przerowadzone omiary olegały na mierzeni aktalnego strmienia romieniowania słonecznego oraz sczytywani ozostałych arametrów z rogram sterjącego racą kolektora. Podczas wykonywania ćwiczenia gra naotkała roblem raktyczny w ostaci brak odowiedniego nasłonecznienia stanowiska. Mierzone wartości strmienia romieniowania nie rzekraczały 30W/m 2, co sktecznie niemożliwiło orawne zbadanie realnych możliwości badanego kolektora. Zebrane w oniższej tabeli (tab.1) 5

wyniki omiarowe ochodzą od innej gry badawczej, która rowadziła omiary w słoneczny dzień. Wszystkie dalsze obliczenia owstały w oarci o te dane. τ t g1 t g2 t g3 t g4 t g5 t d1 t d2 t d3 t d4 t d5 t k t zw V k H [min] C [m 3 ] [W/m 2 ] 0 24,11 24,15 24,26 24,66 24,78 21,31 21,08 20,62 19,89 21,22 22,60 20,75 4,4 138 10 24,65 24,80 24,82 25,33 25,40 21,83 21,63 21,22 20,54 21,70 22,70 21,30 8,7 510 20 24,63 24,70 24,76 25,09 25,09 22,06 21,93 21,90 21,02 22,06 23,06 21,45 12,8 470 30 25,14 25,15 25,09 25,38 25,57 22,32 22,24 21,96 21,42 22,51 23,51 21,55 17,2 516 40 26,08 25,79 26,19 26,46 26,25 22,51 22,47 22,23 21,70 22,61 23,60 21,75 21,5 453 Tab.1 Korzystając z owyższych danych obliczono: Średnie wartości temeratr (t gśr, t dśr, t zśr ) dla oszczególnych elementów kolektora., korzystając ze wzor: n 1 t sr = t i n Masowe natężenie rzeływ (m), dzieląc objętości czynnika (V) rzez czas omiar (τ), co w ogólności zaisać można nastęjąco: i m i Vi = τ i Strmień cieła (Q ) obliczono korzystając ze wzor: Q = m c ( t t ), gdzie c = 4200 gsr dsr J kg K Pole owierzchni kolektora (A) wynosiło 0,96 m 2, a zatem można było obliczyć strmień cieła H A oraz strmień cieła strat. Strmień strat cieła (Q str ) obliczono rzekształcając wzór: H A = Q + Q str Q str = H A Q Mając jż wszystkie otrzebne wartości, można zastosować ostateczny wzór na srawność kolektora: m c η = ( t gsr A H t dsr ) = Q A H 6

W oniższej tabeli (Tab.2) zebrane zostały wszystkie wartości, otrzymane dla oszczególnych odstęów czas. Ostatnia kolmna rzedstawia srawności kolektora obliczone dla określonego moment omiar. τ t gśr t dśr t zśr V m H Q Q str H A ηśr [s] C [m 3 ] [kg/s] [W/m 2 ] W - 600 25,00 21,38 21,30 8,7 0,015 510 220,2 269,4 489,6 44,98 1200 24,85 21,79 21,45 12,8 0,011 470 137,1 314,1 451,2 30,38 1800 25,27 22,09 21,55 17,2 0,010 516 127,5 367,9 495,4 25,73 2400 26,15 22,30 21,75 21,5 0,009 453 144,9 290,0 434,9 33,31 średnia srawność całego omiar: 33,60 Tab.2 Z tabeli odcz ytać można, iż srawność kolektora jest stosnkowo niska, a jej wartość średnia wynosi zaledwie 33, 6%. Na oniższym wykresie (Rys.1) rzedstawiono orównanie zależności srawności i natężenia romieniowania słonecznego w fnkcji czas: Porównanie wykresów; srawności od czas η=f(τ) i natężenia romieniowania od czas H=f(τ) 50,00 520 Srawność η [-] 45,00 40,00 35,00 30,00 510 500 490 480 470 460 Natężenie romieniowania H [W/m 2 ] 25,00 450 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Czas τ [min] srawność natężenie romieniowania słonecznego Rys. 1 Srawność kolektora waha się omiędzy 25,7 45% i jest to dość dża rozbieżność. Aby zbadać rzyczynę takiego stan rzeczy należy rzeanalizować zachowanie oszczególnych mocy (strmieni cieła) w fnkcji czas. Z orównawczego wykres, omimo oczekiwań, nie wynika bezośrednia relacja omiędzy natężeniem romieniowania adającego na kolektor, a jego srawnością. Ściśle mówiąc wynika tylko w oczątkowej fazie doświadczenia. Taki stan rzeczy sowodowany może być błędem omiarowym, lecz może też wynikać ze strat cieła otrzebnych na roces ogrzania kolektora (rawdoodobnie rzez ierwsze 30 mint), o którym rozoczął się właściwy roces konwersji energii. 7

Na oniższym wykresie (Rys.2) rzedstawiono zmiany mocy romieniowania (H A), mocy żytkowej (Q ) oraz mocy strat (Q str ) w fnkcji czas. Wykres zależności strmieni energii od czas Q=f(τ) 600,0 500,0 Strmień energii Q [W] 400,0 300,0 200,0 H A Q Qstr 100,0 0,0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Czas: τ [min] Rys. 2 Poddając analizie owyższy wykres dostrzec można interesjącą zależność Q str od czas, rozatrywaną w odniesieni do ozostałych dwóch zależności. Po czasie τ=30min wartość Q str jest onad dwkrotnie większa od Q, lecz różnica ta systematycznie maleje, za srawą zmniejszania się wartości Q str i o czasie τ=40min wartości Q str i Q są jż do siebie dość zbliżone. Przewidywać można, iż o dłższym czasie wartości te całkiem zbliżyłyby się do siebie. Powodem tak znacznego wahania strmienia strat cieła (Q str ) jest fakt rzerowadzania doświadczenia w warnkach niestacjonarnych. W ierwszych 30min doświadczenia dża część cieła zżyta została do ogrzania elementów kolektora i jego instalacji, co jest wysoce nieożądane w odczas omiar srawności, gdyż generje zaniżone wyniki (rzeczywista srawność jest wyższa niż by to wynikało z obliczeń zrobionych odczas rozrch kolektora). Dla orawienia rezltat dokonywanych omiarów należałoby rchomić kolektor co najmniej na godzinę rzed lanowanymi omiarami srawności. Jak widać na wykresie (Rys.2) wartość mocy Q zaczęła rosnąć doiero o 30 min od rozoczęcia doświadczenia. Był to czas w którym elementy kolektora i jego instalacji jż się nagrzały i rzestały odbierać cieło wodzie. Porawność owyższej analizy otwierdza kolejny wykres (Rys.3), rzedstawiający zależność temeratr w fnkcji czas, gdzie: t gśr oznacza średnią temeratrę na wlotach rr kolektora; t dśr jest średnią temeratrą na wylotach rr kolektora; t k to 8

średnia temeratra na wylocie z kolektora; t zśr zaś jest średnią temeratrą w wymiennik cieła. Wykres zależności temeratry od czas t=f(τ) 27,00 26,00 25,00 Temeratra t [ C] 24,00 23,00 tgśr tdśr tk tzśr 22,00 21,00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Czas τ [min] Rys. 3 Z owyższego wykres wynika, iż temeratra t k, mierzona na wylocie kolektora, stabilizje się o czasie 30min, (ciągły wzrost temeratry t g sowodowany jest rawdoodobnie błędnym wskazaniem czjników o czym oinformowano odczas rzebieg ćwiczenia). Wartość temeratry t dśr jest nieco wyższa niż t zśr, rawdoodobnie z owod odbior cieła rzez czynnik z rozgrzanych elementów kolektora. Praktycznie wartości t dśr oraz t zśr o 30min rawie się nie różnią. Wykres rzedstawia o ile stoni odgrzewa się czynnik w kolektorze i jak zmienia się temeratra w ważniejszych nktach obieg. III. Podsmowanie i wnioski końcowe. Kolektory są rządzeniami które zamieniają energię słoneczną w cieło, a ich srawność ściśle zależy od czas i warnków omiar. Podczas omiar srawność badanego kolektora wahała się omiędzy 25,7 48%, a jej średnia wartość wyniosła 33,6%, co jest jednakże wartością zaniżoną, ze względ na niestacjonarność omiarów, na co wskazją dże wahania mocy strat Q str. 9