Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы, математические модели и методы тепловых испытаний солнечных коллекторов 9
1.1. Устройство плоского солнечного коллектора и основные допущения его математических моделей 11
1.2. Модель Хоттеля-Уиллера-Блисса и квазистационарные методы испытаний
1.2.1. Натурная квазистационарная методика NBS 16
1.2.2. Модификации модели Хоттеля-Уиллера-Блисса и методики NBS 17
1.2.3. Упрощенные методики 19
1.2.4. Лабораторные методы испытаний 20
1.2.5. Комбинированные методы испытаний 23
1.2.6. Выводы 24
1.3. Динамические модели и нестационарные методы испытаний 25
1.3.1. Одноэлементная и квазимногоэлементные модели солнечного коллектора 26
1.3.2. Модели с распределенными параметрами 27
1.3.3. Поправки на нестационарность к методам NBS и БСЕ 30
1.3.4. Импульсные методики 31
1.3.5. Натурные нестационарные методы 34
1.3.6. Выводы : 39
1.4. Постановка задачи исследования 40
Глава 2. Разработка математической модели плоского солнечного коллектора с жидким теплоносителем 43
2.1. Исходные допущения. Дифференциальные уравнения двухэлементной модели поглощающей панели плоского солнечного коллектора 43
2.2. Поле температур в плоском солнечном коллекторе и производительность коллектора 46
2.3. Учет теплоемкости остекления. Уравнения трехэлементной модели плоского солнечного коллектора 53
2.4. Решение уравнений трехэлементной модели. Выражение для производительности коллектора 55
2.5. Солнечный коллектор с несколькими трубами для прокачки теплоносителя 58
2.6. Трехэлементная модель плоского солнечного коллектора и обработка результатов его тепловых испытаний 62
2.7. Выводы 63
Глава 3. Экспериментальное исследование характеристик солнечных коллекторов 65
3.1. Условия эксперимента и точность измерений 65
3.2. Испытания солнечных коллекторов на объектах ИВТ РАН 68
3.3. Испытания солнечных коллекторов в системе теплоснабжения жилого дома в пос. Мерцаван Республики Армения 71
3.4. Апробация динамической методики испытаний солнечных коллекторов 76
3.5. Результаты апробации методик испытаний солнечных коллекторов 81
Глава 4. Эффективность солнечных водонагревательных установок 82
4.1. Сертификация солнечных коллекторов и их испытания 82
4.2. Солнечные водонагревательные установки в различных климатических условиях
4.2.1. Типичная солнечная водонагревательная установка 85
4.2.2. Методика и результаты моделирования 87
4.2.3. Обобщение результатов моделирования типичной СВУ 100
4.2.4. Влияние параметров солнечного коллектора на эффективность СВУ 102
4.3. Выводы 103
Выводы 104
Литература
- Модификации модели Хоттеля-Уиллера-Блисса и методики NBS
- Поправки на нестационарность к методам NBS и БСЕ
- Учет теплоемкости остекления. Уравнения трехэлементной модели плоского солнечного коллектора
- Испытания солнечных коллекторов в системе теплоснабжения жилого дома в пос. Мерцаван Республики Армения
Модификации модели Хоттеля-Уиллера-Блисса и методики NBS
Методика NBS [22, 23] была предложена для проведения квазистационарных испытаний солнечных коллекторов в натурных условиях. В рамках этой методики измерения температур, расхода теплоносителя и потока солнечного излучения проводятся сериями продолжительностью 5-15 минут (но не меньше постоянной времени коллектора), в пределах которых значения измеряемых параметров усредняются. Поскольку влияние теплоемкости конструкций солнечного коллектора в модели Хоттеля-Уиллера-Блисса не учитывается, условия испытаний должны это влияние исключить. Согласно [22, 23,26, 27] испытания проводятся в околополуденные часы ясных дней при интенсивности солнечного излучения не менее 630 Вт/м2 и угле падения солнечного излучения на поверхность коллектора не более 30. Расход теплоносителя в течение эксперимента поддерживается в пределах ±1%. Наконец, в процессе измерений необходимо с высокой точностью поддерживать на постоянном уровне среднемассовую температуру теплоносителя в коллекторе (по данным [26] входная температура теплоносителя должна поддерживаться с погрешностью ±0,5С, в [27] этот диапазон устанавливается в размере ±1С, а в [49] для стационарности условий эксперимента требуется, чтобы Tjm изменялась не более, чем на 0,75С).
Испытания солнечного коллектора по методике NBS представляют собой многодневный процесс, в разные дни которого эксперименты проводятся при различных, но постоянных в течение опыта значениях среднемассовой температуры теплоносителя. При каждом значении Tjm снимается не менее 4 серий (две - до полудня и две - после). Необходимо по меньшей мере 4 опыта при различных Tjm. Температура наружного воздуха в течение всего времени испытаний может изменяться не более, чем на 30С, а скорость ветра не должна превышать 4,5 м/с. Результаты измерений обрабатываются методом наименьших квадратов, причем в качестве уравнений регрессии используется уравнение (1.3), в некоторых стандартах-уравнение (1.2). В результате определяются FR(xa) и FRUL (если используется уравнение (1.2), то F (TCC) и F t/i).
Как уже отмечено выше, методика NBS была положена в основу ряда национальных стандартов и, прежде всего, принятого в 1977 году стандарта Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE). Стандарт №93-77 [26] определял методы и условия проведения натурных испытаний плоских солнечных коллекторов с жидким некипящим и воздушным теплоносителем, а принятые позднее стандарты №96-80 [28] и №109 [29] развивали методику испытаний применительно к неостекленным солнечным коллекторам и коллекторам, использующим кипящий теплоноситель. Ныне действующая редакция стандарта №93 - ANSI/ASHRAE стандарт №93-1986 [27] - содержит несколько иное определение интервала измерения (15 минут или 3 постоянных времени для стабилизации и 5 минут или одна постоянная времени измерения), что позволяет несколько снизить динамические погрешности, а также конкретизирует условия испытаний воздушных коллекторов с точки зрения утечек теплоносителя. Помимо квазистационарных испытаний эти стандарты предусматривают определение постоянной времени коллектора и зависимости (та) от угла падения солнечного излучения.
В ряде стандартов и рекомендаций [24,25, 30-33] методика NBS несколько модернизирована в части обработки экспериментальных данных. В них учитывается зависимость UL ОТ температуры (по результатам экспериментов [50], где измерялся комплекс UiJ(xa) при отсутствии циркуляции теплоносителя и различных интенсивностях радиации, зависимость UL от температуры достаточно точно аппроксимируется линейной функцией), и вместо формулы (1.2) в качестве уравнения регрессии используется выражение
Для некоторых типов коллектора (например, трубчатых вакуумированных) уравнение регрессии может иметь еще более сложный вид [51]. Отметим, что линейная аппроксимация зависимости UL ОТ температуры позволяет при расчете производительно сти коллектора вообще обойтись без итерационной процедуры, связанной с определением средней температуры коллектора для расчета UL. Суть примененного для этого в [52] подхода заключается в линеаризации по малому параметру - разности температуры панели в данной точке и температуры трубы - правой части уравнения теплового баланса поглощающей панели. Полученный коэффициент эффективности ребра раскладывается по (Ть-Та), где Ть - температура стенки трубы, до второго члена, в результате чего уравнение теплового баланса теплоносителя принимает вид уравнения Бер-нулли и может быть легко решено. Другой вариант учета нелинейности зависимости тепловых потерь коллектора от температуры предложен в [53] и заключается в представлении к.п.д. коллектора в виде: среднего арифметического между входной и выходной температурами теплоносителя.
Вместе с тем, во всех этих случаях требования к условиям и процедура испытаний остаются в принципе теми же [53, 54], остается и основной недостаток методики NBS -трудоемкость и большая длительность экспериментов, обуславливающие низкую повторяемость результатов. Необходимость обеспечения приблизительно одинаковых в дни проведения испытаний относительной влажности воздуха, направления и скорости ветра создает дополнительные трудности в выборе дней проведения экспериментов. Эти трудности можно несколько уменьшить, применив подход, развитый в [55, 56], и использованный, например, в [57]. Скорость ветра v и зависящая от влажности воздуха радиационная температура небосвода Ts вводятся непосредственно в уравнение регрессии, которое в этом случае принимает вид:
Задача испытаний в этом случае сводится к определению коэффициентов F (xa) и F a- F f. В тех случаях, когда производительность коллектора необходимо представить в виде (1.2), уравнение (1.7) может быть линеаризовано в заданном интервале рабочих температур коллектора с помощью предложенной в [56] процедуры (отметим, что процедура линеаризации должна производиться аккуратно - экстраполяция линеа ризованных характеристик за пределы участков линеаризации недопустима [56], иначе возможно, например, получение F (xa) 1 [58]). Кроме того, по данным [59] при скоростях ветра 2-6 м/с к.п.д. остекленного солнечного коллектора от скорости ветра зависит слабо, и при локальной (над коллектором) скорости ветра более 1 м/с эту зависимость можно не учитывать. Для неостекленного коллектора линейная аппроксимация зависимости параметров коллектора от скорости ветра, введенная в уравнение (1.7), хорошо описывает экспериментальные данные [60].
Расширить время проведения эксперимента в течение дня и ввести поправку на рассеянную радиацию позволяет использование данных зависимости (та) от угла падения излучения [21, 25-27, 53]. Проведенный в [61, 62] применительно к созданию автоматизированного испытательного стенда анализ требований стандарта ANSI/ASHRAE 93-1986 [27] показал, что без потери точности определения параметров коллектора количество серий измерений можно сократить примерно вдвое. Еще более ощутимый эффект дает применение подхода, предложенного в [53] - использование нескольких идентичных коллекторов, включенных последовательно, что позволяет получить несколько соответствующих различным уровням температуры серий одновременно.
Специальные исследования погрешностей метода NBS [38, 49, 63] показали, что при соблюдении условий эксперимента параметры коллектора могут быть найдены с высокой точностью. Этот вывод подтверждают и результаты испытаний системы солнечных коллекторов экспериментального жилого дома в пос. Мерцаван Республики Армения [5]. Погрешность может быть несколько снижена с учетом неравноточности наблюдений мгновенного к.п.д. коллектора путем использования взвешенного метода наименьших квадратов [64] (причем наблюдается даже некоторый сдвиг параметров).
Тем не менее, натурные испытания солнечных коллекторов по методике NBS остаются трудоемким, многодневным и плохо воспроизводимым процессом, требующим поддержания на постоянном уровне среднемассовой температуры теплоносителя в коллекторе, что заставляет искать другие методы определения его тепловых характеристик.
Поправки на нестационарность к методам NBS и БСЕ
Теплоемкость остекления может оказывать существенное влияние на его работу в переходных режимах. Для учета этого эффекта выделим в модели плоского солнечного коллектора остекление в отдельный элемент. Поскольку теплообмен между поглощающей панелью и остеклением осуществляется конвекцией в воздушной прослойке и излучением можно считать, что он носит глобальный характер, т.е. определяется средними по площади температурами панели и остекления в отличие от локального теплообмена между поглощающей панелью и теплоносителем. Это допущение позволяет прямо использовать результаты решения балансовых уравнений двухэлементной модели, заменив в них температуру окружающего воздуха температурой остекления Tg, а полный коэффициент тепловых потерь Ui - коэффициентом теплопередачи от поглощающей панели к остеклению kpg (при этом по-прежнему предполагается, что теплообмен через теплоизоляцию задней стенки коллектора отсутствует - это не искажает физической картины, но существенно упрощает выкладки). В содержащих UL коэффициентах (например, FR) последняя замена будет отмечаться дополнительным индексом «g». Так мы получаем трехэлементную модель плоского солнечного коллектора. Запишем уравнение теплового баланса остекления где hga - коэффициент теплопередачи от остекления к окружающему воздуху, Cg - теплоемкость остекления в расчете на 1 м2 площади коллектора. В рамках принятого при выводе краевого условия (2.9) допущения о равномерном нагреве коллектора до включения циркуляционного насоса начальное условие для уравнения (2.47) имеет вид:
Для рассмотренного в предыдущем разделе при выводе (2.38) случая t» cJGcp оценки показывают, что (kpg + hga)t» cg. При этом решение задачи (2.47)-(2.48) может быть представлено в виде
Перепишем теперь в терминах трехэлементной модели уравнения для производительности коллектора и средней температуры поглощающей панели:
Итак, в результате добавления в модель плоского солнечного коллектора третьего элемента - остекления - мы получили систему интегральных уравнений (2.49), (2.50), (2.51), в которой неизвестньми являются производительность коллектора и средние температуры поглощающей панели и остекления. где значком «n» обозначены Лаплас-изображения соответствующих функций. Исключим из системы (2.53)-(2.55) Лаплас-образы температур остекления и поглощающей панели коллектора и выполним обратное преобразование результата. Для производительности коллектора в этом случае получаем: 9, коэффициент отвода тепла из коллектора, употребляемый в данном случае вместо FR. Легко видеть, что структура выражения (2.56) повторяет структуру (2.28), отличаясь от него лишь использованием коэффициента Fx вместо FR и видом переходных функций:
В условиях строгой применимости двухэлементной модели, которые выполняются для «нетеплоемкого» стекла (cg-»0), находящегося при температуре окружающего воздуха (кх = 0), получаем: k3(t)=k(t), k;{t)=k(t), p\{t)=p%{t), (2.62) т.е. предельный переход от трехэлементной к двухэлементной модели коллектора выполняется. При тех же условиях коэффициент Fx становится равным FR. В то же время, при fa О эти коэффициенты не равны даже в стационарном случае. Этот эффект можно объяснить тем, что использование в модели Хоттеля-Уиллера-Блисса полного коэффициента тепловых потерь неявно предполагает локальный характер теплообмена между элементами коллектора, а выше при выводе уравнений трехэлементной модели предполагалось, что теплообмен между поглощающей панелью коллектора и остеклением носит глобальный характер, что, по нашему мнению, ближе к реальной физической картине. Вместе с тем, различие в этих подходах до сих пор не отмечалось, поскольку для реального солнечного коллектора fa 0,5 и Gcp/F kPg» 2-Ї-ІО, и коэффициенты Fx и FR различаются не более, чем на 1%, что лежит в пределах погрешности и расчета, и эксперимента.
Дифференциальные уравнения двухэлементной и интегральные уравнения трехэлементной модели плоского солнечного коллектора выводились для системы «поглощающая панель - труба с теплоносителем», т.е. предполагалось, что труба с теплоносителем в солнечном коллекторе одна. На самом деле для отвода тепла от поглощающей панели плоский солнечный коллектор содержит целую систему труб, и если для квазистационарных моделей распространение «однотрубного» решения на весь коллектор не составляет отдельной задачи, то в нестационарном случае это не так, поскольку возмущение, вызванное изменением входной температуры теплоносителя, достигает начала труб не одновременно и, соответственно, теплоноситель в различных трубах находится в разных условиях.
Для учета этого эффекта в выражении для производительности коллектора рассмотрим солнечный коллектор, поглощающая панель которого содержит всего две трубы. Гидравлические коллекторы будем считать идеально теплоизолированными, расход теплоносителя в трубах - одинаковым, перетоками тепла, вызванными различием температур теплоносителя в трубах, пренебрежем.
Учет теплоемкости остекления. Уравнения трехэлементной модели плоского солнечного коллектора
Первый день является практически ясньм, второй - облачным. Температура воздуха в эти дни изменяется в интервале между 18 и 25С. Температура воды в баке в первый день достигает максимума (65С) примерно к 15 часам. При моделировании солнечной водонагревательной установки предполагалось, что по достижении максимальной температуры циркуляция воды через солнечный коллектор прекращается, а поскольку бак-аккумулятор хорошо теплоизолирован, вода в нем до вечера не остывает. Вечером горячая вода сливается, и бак вновь заполняется холодной водой. Во второй день из-за облачности нагрев воды осуществляется медленнее, чем в первый, максимальная температура воды в баке - 60С. В пасмурные дни вода в баке-аккумуляторе нагревается еще слабее и в ряде случаев ее температура не достигает контрольных значений.
Итак, в некоторые дни температура воды в баке-аккумуляторе СВУ достигает контрольных значений и даже превышает их, в другие дни - нет. Статистическая обработка получаемых результатов позволяет определить, сколько дней в месяце или в другом периоде года температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольные уровни.
Результаты статистической обработки полученных данных в виде зависимостей числа дней в разные периоды года, в которые температура воды в баке типичной СВУ превышает контрольные значения, от суммы солнечного излучения на горизонтальную поверхность за те же периоды времени представлены на рис. 4.4—4.15. Рисунки относятся к разным площадям солнечного коллектора типичной СВУ (1-4 м2) и к разным периодам года (июнь-август, апрель-сентябрь и весь год).
На рисунках выделены 2 российских населенных пункта (Москва и Салехард, расположенный на полярном круге) и 2 украинских (Киев и Одесса), представляющих некоторые характерные точки средней полосы, Севера и южной зоны. Видно, что, например, в условиях московского климата в летний период (июнь-август, 92 дня) типичная СВУ с солнечньм коллектором площадью 1 м2 позволяет нагреть 100 л воды выше 37С не менее чем в течение 45 дней, с 2 м2 - не менее 65 дней, с 3 м2 - не менее 75 дней. Для южных станций эти показатели существенно лучше. Интересно, что даже для районов Крайнего Севера СВУ с солнечным коллектором 2 м2 в летний период обеспечит получение теплой воды не менее чем в течение 50 дней, с 3 м2 - более 60 дней. По приведенным зависимостям можно определить вероятность получения нагретой воды с температурой превышающей выбранные контрольные значения за летний период, за полугодие и за весь год в зависимости от площади солнечного коллектора. Результаты моделирования типичной СВУ (лето, площадь коллектора 4 м ) Полученные зависимости позволяют оценить эффективность применения солнечных водонагревательных установок с точки зрения возможности получения нагретой воды практически для любого региона России, выбрать период их использования (летний, сезонный, круглогодичный), необходимую площадь солнечных коллекторов и провести ориентировочные экономические оценки при известной стоимости установок или хотя бы солнечных коллекторов.
Разброс точек на рис. 4.4-4.15, где приведены результаты моделирования типичной СВУ, относительно невелик (10-30%). Это позволяет считать, что полученные зависимости числа дней от сумм солнечного излучения за рассмотренные периоды времени носят универсальный характер, и провести их аппроксимацию нелинейным методом наименьших квадратов. Результаты такой аппроксимации могут быть представлены в виде: где N- число дней, в которые вода в баке типичной СВУ нагревается выше контрольной температуры, iV ox-максимальное (календарное) число дней в рассматриваемом периоде (лето- 92, полгода- 183, год- 365), I— сумма солнечного излучения на горизонтальную поверхность за рассматриваемый период времени, кВтч/м2,10 и 1тах - характерные пороговое и максимальное значения суммы солнечного излучения на гори-зонтальную поверхность, кВтч/м .
Выражение (4.1) представляет собой широко используемую в гелиотехнике кусочно-линейную зависимость, назьшаемую «input-output» диаграммой. Такие диаграммы применяются для описания интегральных характеристик гелиотехнических устройств. Характерными особенностями «input-output» диаграмм является линейная зависимость выходного параметра от входного и наличие порогового значения входного параметра, ниже которого выходной параметр равен нулю. В нашем случае из общих соображений ясно, что существует некоторое значение суммы солнечного излучения 10, и если сумма солнечного излучения ниже него, то из-за наличия тепловых потерь солнечная установка не сможет обеспечить нагрев воды до контрольного уровня температуры. Это значениє возрастает с ростом выбираемого контрольного значения температуры и уменьшением площади солнечного коллектора.
Помимо порогового значения суммы солнечного излучения 1о существует также и «максимальное пороговое» значение суммы солнечного излучения 1тах, поскольку имеется естественное ограничение сверху на число дней, в которые температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольное значение - число календарных дней в рассматриваемом периоде. При его превышении вода будет нагреваться до контрольного уровня температуры в течение каждого календарного дня.
Необходимо отметить, что поскольку зависимости (4.2) - эмпирические, приведенные в табл. 4.2 аппроксимационные коэффициенты справедливы только для диапазона изменения площади солнечного коллектора типичной СВУ 1-4 м и рассмотренных диапазонов изменения сумм солнечного излучения (лето - 300-600 кВтч/м2, теплое полугодие - 500-1000 кВтч/м2, год - 700-1500 кВтч/м2). Погрешность расчета числа дней, в которые температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольнную, с использованием соотношений (4.1) и (4.2) составляет 10-30%, причем меньшая погрешность относится к большим суммам солнечного излучения.
При выборе значений параметров коллектора и типичной СВУ, использованных при ее моделировании, принималось во внимание, что практически все выпускаемые в на-стоящее время в России солнечные коллекторы имеют UL - 5,5-7,0 Вт/(м К) и (та) = 0,78-0,8. Диапазон значений (та) слишком мал для исследования чувствительности результатов моделирования к изменению этого параметра, а для коэффициента потерь такой анализ был выполнен. Для этого было проведено моделирование типичной СВУ при Ui = 5,0 Вт/(м К) и UL - 9,0 Вт/(м К). С ростом площади солнечного коллектора и, соответственно, приближением к насыщению, влияние UL на число дней, в которые температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольную, уменьшается. Вместе с тем, наибольший разброс данных наблюдается по месту расположения метеостанции. Зависимости от периода года, значения контрольной температуры и площади коллектора лежат внутри этого разброса.
Испытания солнечных коллекторов в системе теплоснабжения жилого дома в пос. Мерцаван Республики Армения
Полученные зависимости позволяют оценить эффективность применения солнечных водонагревательных установок с точки зрения возможности получения нагретой воды практически для любого региона России, выбрать период их использования (летний, сезонный, круглогодичный), необходимую площадь солнечных коллекторов и провести ориентировочные экономические оценки при известной стоимости установок или хотя бы солнечных коллекторов.
Разброс точек на рис. 4.4-4.15, где приведены результаты моделирования типичной СВУ, относительно невелик (10-30%). Это позволяет считать, что полученные зависимости числа дней от сумм солнечного излучения за рассмотренные периоды времени носят универсальный характер, и провести их аппроксимацию нелинейным методом наименьших квадратов. Результаты такой аппроксимации могут быть представлены в виде: где N- число дней, в которые вода в баке типичной СВУ нагревается выше контрольной температуры, iV ox-максимальное (календарное) число дней в рассматриваемом периоде (лето- 92, полгода- 183, год- 365), I— сумма солнечного излучения на горизонтальную поверхность за рассматриваемый период времени, кВтч/м2,10 и 1тах - характерные пороговое и максимальное значения суммы солнечного излучения на гори-зонтальную поверхность, кВтч/м .
Выражение (4.1) представляет собой широко используемую в гелиотехнике кусочно-линейную зависимость, назьшаемую «input-output» диаграммой. Такие диаграммы применяются для описания интегральных характеристик гелиотехнических устройств. Характерными особенностями «input-output» диаграмм является линейная зависимость выходного параметра от входного и наличие порогового значения входного параметра, ниже которого выходной параметр равен нулю. В нашем случае из общих соображений ясно, что существует некоторое значение суммы солнечного излучения 10, и если сумма солнечного излучения ниже него, то из-за наличия тепловых потерь солнечная установка не сможет обеспечить нагрев воды до контрольного уровня температуры. Это значениє возрастает с ростом выбираемого контрольного значения температуры и уменьшением площади солнечного коллектора.
Помимо порогового значения суммы солнечного излучения 1о существует также и «максимальное пороговое» значение суммы солнечного излучения 1тах, поскольку имеется естественное ограничение сверху на число дней, в которые температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольное значение - число календарных дней в рассматриваемом периоде. При его превышении вода будет нагреваться до контрольного уровня температуры в течение каждого календарного дня.
Значения параметров h и 1тах зависят от площади солнечного коллектора и длительности рассматриваемого периода работы СВУ. Первая из этих зависимостей была аппроксимирована функцией где Fc - площадь солнечных коллекторов, м . Полученные аппроксимационные коэффициенты, приведены в табл. 4.2. Выбор вида зависимости (4.2) обусловлен очевидным фактом ее асимптотического поведения при уменьшении площади солнечного коллектора (10 И Imax
Необходимо отметить, что поскольку зависимости (4.2) - эмпирические, приведенные в табл. 4.2 аппроксимационные коэффициенты справедливы только для диапазона изменения площади солнечного коллектора типичной СВУ 1-4 м и рассмотренных диапазонов изменения сумм солнечного излучения (лето - 300-600 кВтч/м2, теплое полугодие - 500-1000 кВтч/м2, год - 700-1500 кВтч/м2). Погрешность расчета числа дней, в которые температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольнную, с использованием соотношений (4.1) и (4.2) составляет 10-30%, причем меньшая погрешность относится к большим суммам солнечного излучения.
При выборе значений параметров коллектора и типичной СВУ, использованных при ее моделировании, принималось во внимание, что практически все выпускаемые в на-стоящее время в России солнечные коллекторы имеют UL - 5,5-7,0 Вт/(м К) и (та) = 0,78-0,8. Диапазон значений (та) слишком мал для исследования чувствительности результатов моделирования к изменению этого параметра, а для коэффициента потерь такой анализ был выполнен. Для этого было проведено моделирование типичной СВУ при Ui = 5,0 Вт/(м К) и UL - 9,0 Вт/(м К). С ростом площади солнечного коллектора и, соответственно, приближением к насыщению, влияние UL на число дней, в которые температура воды в баке-аккумуляторе СВУ превышает контрольную, уменьшается. Вместе с тем, наибольший разброс данных наблюдается по месту расположения метеостанции. Зависимости от периода года, значения контрольной температуры и площади коллектора лежат внутри этого разброса. Считая его случайной, оценим влияние UL В среднем [177]. Для промоделированных 1286 вариантов получаем:
