Étape 8: Pourquoi cette conception collecteur fonctionne-t-il si bien ?
Il existe une propriété d’un système thermique appelé conductance thermique qui indique la quantité de chaleur (énergie) peut être transférée depuis le point « a » à point « b » pour un différentiel de température donné. La formule est :
Conductibilité thermique = K * A / L
où :
K = conductivité thermique (une propriété physique de la matière)
A = surface transversale à travers lequel la chaleur doivent voyager
L = distance chaleur doit voyager (la distance de « a » à « b »).
Permet de calculer la conductivité thermique d’un collecteur plat typique.
Supposons que le panneau est 2 « x 8 » avec 4 tubes de cuivre en cours d’exécution sur la longueur et les ailerons qui sort 3" de chaque côté de chaque tube (6" par tubes tube x 4 remplit notre largeur 2'). Supposons que les nageoires sont de 1mm d’épaisseur et également en cuivre. Pour les nageoires se réchauffant, la section transversale à travers lequel cette chaleur doit être menée pour atteindre les tubes est 1 mm * 8 ft * 8 ailettes = 19 500 mm2. La distance moyenne de la chaleur doit être effectuée est de 1/2 la largeur de l’aileron ou 1,5 "= 38 mm. La conductivité du cuivre est de 0,4 W/mm/degreeC.
La conductivité thermique de la surface du collecteur à l’eau est donc 0,4 W/mm/degreeC * 19500 mm2 / 38 mm = 205W/degreeC. En d’autres termes, une différence de température degreeC 1 entre l’eau et la dérive entraînera 205W de transfert de chaleur. Mais le Comité reçoit quelque chose de l’ordre de 1400 W de courant entrant des rayons du soleil. Au transfert de tout ce que la puissance de l’eau par conduction, seules les nageoires aurait chauffer jusqu'à 6,8 ° C supérieure à la température de l’eau.
Répétez le calcul pour le panneau en plastique ondulé.
La section transversale à travers laquelle la chaleur doit être menée est la zone de réception du panneau lui-même (2 « * 8 » = 1486448 mm2). La distance que la chaleur doit parcourir pour atteindre l’eau est juste l’épaisseur de la paroi en plastique ou environ 0,3 mm. La conductivité de plastique est de 0,0001 W/mm/degreeC. Notez qu’il est plus de 1000 fois plus faible que le cuivre qui est logique puisque le plastique est en général considéré comme un isolant, pas un chef d’orchestre.
C’est pourquoi la conductance thermique du système est de 0,0001 W/mm/degreeC * 1486448 mm2 / 0,3 mm = 495 W/degreeC. En d’autres termes, une différence de température degreeC 1 entre l’eau et la surface de collecteur se traduira par 495 W du transfert de chaleur dans l’eau. Pour transférer 1400W, la surface du tableau suffit chauffer environ 2,8 degreesC plus chaud que l’eau.
Bien sûr, dans la pratique, pas toute cette 1400W va dans l’eau. La conductance de la surface du collecteur à l’eau est en parallèle avec un autre conductance de la surface du collecteur vers l’air extérieur. Les valeurs relatives de ces deux conductances détermine combien la chaleur va où (côté : il s’agit d’analogue au courant dans un circuit électrique avec deux résistances en parallèle.)
Conclusion
Vous pouvez voir qu’en dépit de la beaucoup plus faible conductivité thermique du plastique, en utilisant une feuille de plastique ondulée comme un collectionneur réalise plus de deux fois la conductance entre la surface de collecteur et de l’eau par rapport à une conception typique de la fin-et-tube.
Si un collectionneur ondulé pourrait être en cuivre, le résultat serait encore mieux, mais pas beaucoup mieux, pour des raisons que je ne vais dans parce que je peux déjà sentir tout le monde est yeux vitrage.
Merci pour la lecture. Pour plus d’informations sur ceci et d’autres projets de min
