Obrázek 8.1: Základní části slunečního kolektoru



Podobné dokumenty
Stanovení měrného tepla pevných látek

Kapitola 13. Kalibrace termočlánku Úvod

Digitální učební materiál

Měření tíhového zrychlení reverzním kyvadlem

TEPLO PŘIJATÉ A ODEVZDANÉ TĚLESEM PŘI TEPELNÉ VÝMĚNĚ

HYDROSTATICKÝ TLAK. 1. K počítači připojíme pomocí kabelu modul USB.

ρ = měrný odpor, ρ [Ω m] l = délka vodiče

Termistor. Teorie: Termistor je polovodičová součástka, jejíž odpor závisí na teplotě přibližně podle vzorce

BARVA POVRCHU TĚLESA A SVĚTLO

Protokol. Vzdáleně měřený experiment charakteristiky šesti různých zdrojů světla

6. STUDIUM SOLÁRNÍHO ČLÁNKU

CO OČI NEVIDÍ POMŮCKY NASTAVENÍ MĚŘICÍHO ZAŘÍZENÍ. Vzdělávací předmět: Fyzika. Tematický celek dle RVP: Elektromagnetické a světelně děje

A5M13VSO MĚŘENÍ INTENZITY A SPEKTRA SLUNEČNÍHO ZÁŘENÍ

ÚLOHA S2 STATICKÁ CHARAKTERISTIKA KONDENZÁTORU BRÝDOVÝCH PAR

Stanovení hustoty pevných a kapalných látek

pracovní list studenta

Měření optických vlastností materiálů

Jednoduché pokusy pro stanovení úspor v domácnosti

Účinky elektrického proudu. vzorová úloha (SŠ)

Fotorezistor. , kde G 0 je vodivost fotorezistoru bez přítomnosti filtru a G je vodivost. vypočítáme 100%

Pracovní list žáka (ZŠ)

pracovní list studenta Kmitání Studium kmitavého pohybu a určení setrvačné hmotnosti tělesa

Měření parametrů světelných zdrojů a osvětlení

Univerzita obrany. Měření na výměníku tepla K-216. Laboratorní cvičení z předmětu TERMOMECHANIKA. Protokol obsahuje 13 listů. Vypracoval: Vít Havránek

25 A Vypracoval : Zdeněk Žák Pyrometrie υ = -40 C C. Výhody termovize Senzory infračerveného záření Rozdělení tepelné senzory

Míchání. P 0,t = Po ρ f 3 d 5 (2)

LabMeredian Plus základní kurz

Měření měrné tepelné kapacity látek kalorimetrem

Měření optických vlastností materiálů

ZADÁNÍ LABORATORNÍHO CVIČENÍ

Měření na rozprašovací sušárně Anhydro návod

Kalorimetrická měření I

ZAPOJENÍ REZISTORŮ ZA SEBOU

2 - Kinetika sušení vybraného materiálu (Stanice sušení)

1.12 Vliv zastínění fotovoltaických článků na jejich dodávaný výkon a zhodnocení vlivu fotovoltaických systémů na stabilitu sítí

Termodynamika - určení měrné tepelné kapacity pevné látky

VIBEX Uživatelská příručka

GRAVITAČNÍ SÍLA A HMOTNOST TĚLESA

TECHNICKÝ LIST. Deskový výměník DV193, izolovaný. - 1/5 - v2.3_04/2018. Základní charakteristika

ZAPOJENÍ REZISTORŮ VEDLE SEBE

TECHNICKÝ LIST. Deskový výměník DV285, izolovaný. * bez izolace / s izolací trvale / s izolací krátkodobě. - / 5 / 6 m²

Solární systémy Reflex

Laboratorní úloha Měření charakteristik čerpadla

Návrh solárního ostrovního fotovoltaického systému pro ohřev teplé vody.

Teorie: Voltampérovou charakteristiku měříme v propustném i závěrném směru.

Měření fotometrických parametrů světelných zdrojů

TR T0 T1 T0 T1 REŽIM SP1 A B REGULÁTOR TEPLOTY REGULÁTOR TEPLOTY DRT23. verze 12. 3sSTISK

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta strojní, Ústav techniky prostředí. Protokol

Bezpečnost chemických výrob N Petr Zámostný místnost: A-72a tel.:

Název: Měření příkonu spotřebičů, výpočet účinnosti, hledání energetických úspor v domácnosti

1.4 Kooperace fotovoltaického článku a elektrolyzéru pro výrobu vodíku

ATMOSFÉRICKÝ TLAK A NADMOŘSKÁ VÝŠKA

Univerzita obrany. Měření součinitele tření potrubí K-216. Laboratorní cvičení z předmětu HYDROMECHANIKA. Protokol obsahuje 14 listů

VLHKOST A NASÁKAVOST STAVEBNÍCH MATERIÁLŮ. Stavební hmoty I Cvičení 7

= [-] (1) Přednáška č. 9 Využití sluneční energie pro výrobu tepla 1. Úvod Součinitel znečištění atmosféry Z: Kde: I 0

Prostředky automatického řízení Úloha č.5 Zapojení PLC do hvězdy

Kapitola Hlavička. 3.2 Teoretický základ měření

Frekvenční charakteristika soustavy tří nádrží

Měření měrné telené kapacity pevných látek

Fyzikální veličiny a jednotky, přímá a nepřímá metoda měření

Manuál pro uživatele on-line hry Pimp Your Landscape. On-line hra Pimp your Landscape Návod pro uživatele

Deskové výměníky řada - DV193

Interní norma č /01 Průměr a chlupatost příze

Návod na instalaci upgrade

PROTOKOL O PROVEDENÍ LABORATORNÍ PRÁCE

pracovní list studenta

Náhodné (statistické) chyby přímých měření

DeltaSol TECHNICKÁ DATA

Vnitřní energie, práce a teplo

Obnovitelné zdroje energie. Sborník úloh

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta strojní, Ústav techniky prostředí. Protokol

Měření odrazu světla

Náhodné chyby přímých měření

1.3. Průběh vlastní instalace Zde pomocí tlačítka Další procházíme jednotlivé body umožňující konfiguraci instalace.

du dq dw je totální diferenciál vnitřní energie a respektive práce. Pokud systém může konat pouze objemovou práci platí OCHV

ÚLOHA R1 REGULACE TLAKU V BRÝDOVÉM PROSTORU ODPARKY

Měření a analýza mechanických vlastností materiálů a konstrukcí. 1. Určete moduly pružnosti E z ohybu tyče pro 4 různé materiály

Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav techniky a automobilové dopravy

Měření spektra světelných zdrojů LED Osvětlovací soustavy - MOSV

WDLS (BUILDINGDESIGN)

Návod k obsluze elektrického průtokového ohřívače HAKL

Spektrální charakteristiky

Termochemie. Úkol: A. Určete změnu teploty při rozpouštění hydroxidu sodného B. Určete reakční teplo reakce zinku s roztokem měďnaté soli

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření. Měření na elektrických strojích - transformátor, část 3-2-4

CELKOVÉ OPAKOVÁNÍ UČIVA + ZÁPIS DO ŠKOLNÍHO SEŠITU část 03 VNITŘNÍ ENERGIE, TEPLO.

TransKlim ver.1.13 Uživatelská příručka pro verzi 1.13

Návrh solárního fotovoltaického systému s přímou výrobou a akumulací do vody.

NOVINKY TEPELNÁ ČERPADLA

Návod k obsluze průtokového ohřívače HAKL. MK-1 a MK-2. (výběr z originálního návodu přiloženého k výrobku)

Abstrakt. fotodioda a fototranzistor) a s jejich základními charakteristikami.

Jiří Kalina. rní soustavy. bytových domech

ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ PRO HODNOCENÍ SKRÁPĚNÝCH TRUBKOVÝCH SVAZKŮ

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Úlohy na měřicím přístroji TESA 3D MICRO HITE

VY_52_INOVACE_2NOV50. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8.

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

Stanovení kritické micelární koncentrace


Termodynamika 1. UJOP Hostivař 2014

Laboratorní práce Inspektorem staveb kolem nás

Transkript:

49 Kapitola 8 Měření účinnosti slunečního kolektoru 8.1 Úvod Sluneční kolektor je zařízení, které přeměňuje elektromagnetické sluneční záření na jiný druh energie. Většinou jde o přeměnu na elektrickou energii, případně na energii tepelnou. 8.2 Experimentální uspořádání Úkolem je stanovit účinnost kolektoru, který přeměňuje světelnou energii na teplo. Tento kolektor se skládá ze tří základních částí, viz. obrázek 8.1. Obrázek 8.1: Základní části slunečního kolektoru 1. Absorbér pohlcuje dopadající záření, ohřívá se a předává teplo pracovnímu médiu, v našem případě vodě, kterou je transformovaná energie odváděna. 2. Transparentní kryt materiál, který nepropouští tepelné dlouhovlnné záření. Absorbér, který má vyšší teplotu než okolí vyzařuje teplo, které krytem neprojde. 3. Tepelná izolace slouží ke snížení tepelných ztrát. Na kolektor je třeba pohlížet jako na soustavu, jejíž teplota je vyšší než teplota okolí. Je zřejmé, že čím vyšší bude pracovní teplota kolektoru, tím vyšší budou i tepelné ztráty.

50 Bartoň, Křivánek, Severa Pro účinnost libovolného stroje a zařízení platí vztah: η = P i P o, kde { Po = Příkon dodávaný stroji P i = Činný výkon stroje Vpřípadě laboratorního slunečního kolektoru tento vztah přejde na η = mc T Wτ = Q m c (T o T i ) W 100%, τ = čas c = měrné teplo náplně, (voda c = 4186 Jkg 1 K 1 ) m = hmotnost proteklá za čas τ kde Q m = m/τ, hmotnostní tok T i = teplota vstupujícího media T o = teplota vystupujícího media W = zářivý výkon žárovek = 1000 W. (8.1) Protože účinnost kolektoru závisí na tepelných ztrátách, tedy na tepelném spádu mezi kolektorem a okolím, je třeba ještě stanovit parametr kolektoru A. Platí: A = S (T k T e ) W, kde T e = teplota okolí, místnosti T k = (T o T i )/2, teplota kolektoru S = plocha kolektoru Funkční závislost η = η(a) se nazývá charakteristikou kolektoru a je rozhodujícím kritériem pro posouzení jeho kvality. 8.3 Měření a vyhodnocení Cílem tohoto měření je stanovit účinnost a pracovní charakteristiku laboratorního kolektoru, který transformuje záření simulovaného slunečního zdroje. Tímto zdrojem jsou čtyři světelné lampy pracující v infračervené oblasti, s celkovým výkonem W = 1000 W. Budeme postupovat následujícím způsobem: 1. Nejprve je po zapnutí čerpadla nutné stanovit Q m. Do odměrného válce napouštíme vodu z výstupu kolektoru a pomocí stopek stanovíme čas τ, za který nateče V =500ml=5 10 4 m 3. Pro vodu počítáme s hustotou ρ = 1000 kg m 3. Pozor! Při měření pomocí odměrného válce dáváme pozor, aby nedošlo k vylití vody mimo odměrný válec nebo zásobník kolektoru. 2. Vypočteme Q m = Vρ/τ, stanovíme krajní chybu měření η Qm 3. Zapneme osvětlení kolektoru mezi zapnutím první a druhé dvojice žárovek vyčkáme přibližně 5 s. 4. Zapneme digitální teploměr a spustíme počítač.

Měření účinnosti slunečního kolektoru 51 5. Spustíme promíchávání vody v zásobníku přepínač na zásobníku přepneme na polohu H0. 6. Nyní je třeba počkat přibližně 4 min, dokud se neustálí rozdíl teplot výstupní a vstupní vody. Nyní je možné zahájit měření pomocí počítače. Na ploše monitoru spustíme měřící program kliknutím na ikonu s popisem kolektor. Zadáme frekvenci záznamu dat (po konzultaci s vyučujícím). Vlastní měření spustíme kliknutím na červené tlačítko, označující záznam hodnot. Až do ukončení experimentu probíhá ukládání dat (vstupní teplota média T i, výstupní teplota média T o a rozdíl teplot T = T o T i ), a to s nastavenou frekvencí. Ukázka plochy monitoru je na obr. 8.2 Obrázek 8.2: Pracovní okno programu Podle požadavků vedoucího cvičení bud spustíme přihřívání vody v zásobníku přepínač na zásobníku přepeneme na polohu H4, nebo ponecháme přepínač v poloze H0. 7. Po dosažení stanovené teploty nebo uplynutí doby měření, upřesní vyučující, ukončíme záznam dat kliknutím na černou ikonu. Naměřená data je vhod-

52 Bartoň, Křivánek, Severa né zkontrolovat kliknutím na ikonu. Zobrazí se tabulka naměřených hodnot, viz obr. 8.3. Možné je též zobrazení grafu závislosti teplot na době měření. Obrázek 8.3: Kontrola naměřených hodnot Graf se zobrazí po kliknutí na ikonu se symbolem grafu. 8. Vypneme světelný zdroj a za dalších 5 min vypneme čerpadlo kolektoru, aby nedošlo k jeho přehřátí! 9. Naměřené hodnoty uložíme na pevný disk počítače do adresáře D:\data\. Doporučuje se název souboru ve tvaru: datum_jméno. Soubor bude na pevném disku archivován po dobu jednoho měsíce a slouží jako záloha pro případ ztráty nebo poškození dat na disketě. Po uplynutí jednoho měsíce bude soubor odstraněn. Dále je třeba soubor uložit na vlastní disketu. Data na disketě později slouží k vyhodnocení a zpracování nezbytnému pro vypracování závěrečného protokolu. Data se ukládají ve formátu *.prn. 10. Změříme rozměry kolektoru potřebné pro stanovení plochy S.

Měření účinnosti slunečního kolektoru 53 11. Pokud bude probíhat další měření, je třeba vypustit ohřátou vodu ze zásobníku vody a nahradit ji studenou vodou. Informujte se u vedoucího cvičení! 12. Pokud nenásleduje další cvičení, je možné vypnout digitální teploměr a počítač. Z vypočtených hodnot účinnosti η a parametru A je třeba sestrojit graf η = η(a). Způsob zpracování grafu určí vedoucí cvičení. 8.4 Závěr a diskuse V závěru je třeba provést analýzu grafické závislosti η = η(a) a zdůvodnit, proč není účinnost kolektoru během měření konstantní. 8.5 Kontrolní otázky 1. Jak je účinnost obecně definovaná? 2. Který člen našeho výrazu pro účinnost je možno nazvat příkonem a který výkonem? 3. Proč není křivka grafu proložená vypočtenými body hladká? 4. Je reálné, aby účinnost našeho kolektoru nabývala hodnot větších než 100%, jak občas někdo naměří? 5. Jaké podmínky musí být splněny, aby účinnost počítaná podle vzorce 8.1 byla vyšší než 100%? 6. Na čem všem závisí teplota náplně vytékající z kolektoru? 7. Může být účinnost kolektoru záporná? 8. Co znamená záporná účinnost kolektoru? 9. Jaké podmínky musí být splněny, aby účinnost počítaná podle vzorce 8.1 byla záporná? 10. Vyjmenujte hlavní konstrukční části slunečního kolektoru. 11. Výkon čerpadla kolektoru, pracujícího za běžných provozních podmínek stoupne na dvojnásobek. Co se stane s účinností kolektoru?