Паррас-де-ла-Фуэнте — город-оазис в пустыне с населением около 44 000 жителей, расположенный на юге мексиканского штата Коауила. Наряду с текстильным производством туризм является одной из основных отраслей Парраса. Туризму уделяется все больше внимания после того, как Паррас был назван «первым магическим пуэбло Северной Мексики». Летом в Паррасе тепло, а зимой прохладнее, но температура редко опускается ниже нуля, снег выпадает раз в несколько лет.
- Высота
- 1505 м
- Долгота
- 102 ° 11' з.д.
- Широта
- 25o30' с.ш.
Содержание
2005 История
В 2005 году сеньора Роза Гуадалепе Винельна пригласила участников программы Парраса установить солнечную систему горячего водоснабжения в ее доме, Сарагоса № 1, недалеко от La Fabrica Mundial de la Mezclilla в Паррасе. Система была построена в 2005 году Алиссой Грасси (aag16 «at» humboldt.edu) при помощи сантехника Марио Карденьяса (телефон Парраса 422-3111 — см. телефонные звонки в Паррасе ).
Рисунок 1: Готовая система на крыше Сарагосы №1 (2005 г.).
Рисунок 2: Солнечный коллектор до установки остекления (2005 г.).
Рисунок 3: Медные змеевики внутри теплообменника (2005 г.).
Рисунок 4: Изолирующий теплообменник Алисы и Марио с древесной щепой (2005 г.).
Полная солнечная система горячего водоснабжения включает теплообмен между тремя жидкостями:
- Жидкость для солнечного коллектора. Жидкость, которая нагревается в солнечном коллекторе (вверху, рис. 2) и поступает в теплообменник (см. рис. 3 и 4), а затем обратно в солнечный коллектор посредством термосифона . Антифриз (anticongelante) используется в качестве жидкости для солнечного коллектора, поскольку он легко обменивается теплом, а также для предотвращения замерзания жидкости в трубах и их разрыва зимой. Алисса Грасси и команда проекта 2006 года пересмотрели необходимость использования антифриза в этой конструкции, поскольку зимы в Паррасе, хотя и очень редко приносят снег, по сообщениям, мягкие. Кроме того, в Сарагосе №1 имеются открытые трубы, по которым вода поступает с улицы, и эти трубы, похоже, не создают никаких проблем.
- Промежуточный теплообменный жидкость. Вода удерживается в теплообменнике. Эта промежуточная жидкость необходима из-за опасности, которую антифриз может представлять для здоровья человека. Если бы по какой-либо причине контур антифриза лопнул, его жидкость попала бы в промежуточную теплообменную жидкость в теплообменнике, а не в бытовой поток.
- Бытовой поток.
Городская вода поступает в систему на крыше через открытые металлические и ПВХ трубы.
2006 г. Ремонт
Когда в 2006 году команда проекта впервые посетила дом, система не функционировала. Труба из ПВХ, которая должна была подавать антифриз от застекленного (см. определение ниже) солнечного коллектора к теплообменнику, разорвалась, и поэтому термосифонирование не могло произойти. Несмотря на отключенное состояние солнечной системы горячего водоснабжения, клапаны по-прежнему были настроены на подачу воды с улицы на крышу через отключенную систему теплообменника и в газовый водонагреватель. Поток воды через эти трубы и системы на самом деле несколько нагревал ее, предположительно из-за тепла, поглощаемого трубами и теплообменником, окрашенными в черный цвет.
Определения
- Застекленный
- Покрыт стеклом. В коллекторе из Сарагосы это относится к стеклянной крышке деревянного ящика, в котором хранятся медные трубки.
Тестирование
7 июля 2006, 10:30, Облачно 24°
| Жидкость | Температура (°С) |
|---|---|
| Утечка антифриза из теплообменника | 33° |
| Антифриз в теплообменник | 53° |
| Городская вода в солнечную систему | 25° |
| Вода из солнечной системы горячего водоснабжения | 27° |
| Температура воды в теплообменнике | 33° |
8 июля 2006, 10:50, Небольшая облачность 25°, Крыша 28°
| Жидкость | Температура (°С) |
|---|---|
| Утечка антифриза из теплообменника | 35° |
| Антифриз в теплообменник | 36° |
| Городская вода в солнечную систему | 24° |
| Вода из солнечной системы горячего водоснабжения | 34° |
| Температура воды в теплообменнике | 33 |
9 июля 2006, 13:30, Небольшая облачность, на солнце: 36°, в тени: 32°
| Жидкость | Температура (°С) |
|---|---|
| Утечка антифриза из теплообменника | 47° |
| Антифриз в теплообменник | 56° |
| Городская вода в солнечную систему | 29° |
| Температура воды в теплообменнике | 40° * |
| Вода из солнечной системы горячего водоснабжения | 47° |
| Вода из солнечной системы горячего водоснабжения: примерно после 1 литра расхода | 52° |
| После 2 литров расхода | 52° |
| После 3 литров расхода | 47° |
| После 4 литров расхода | 43° |
| После 5 литров расхода | 42° |
| После 6 литров расхода | 41° |
| После 7 литров расхода | 40° |
| После 8 литров расхода | 39° |
| После 9 литров расхода | 40° |
| После 10 литров расхода | 39° |
| После 11 литров расхода | 39° |
| После 12 литров расхода | 39° |
| После 13 литров расхода | 39° |
| После 14 литров расхода | 38° |
| После 15 литров расхода | 38° |
| После 16 литров расхода | 39° |
| После 17 литров расхода | 39° |
| После 18 литров расхода | 40° |
| После 19 литров расхода | 39° |
| После 20 литров расхода | 40° |
| После 21 литра расхода | 39° |
| После 22 литров расхода | 40° |
| После 23 литров расхода | 40° |
| После 24 литров расхода | 39° |
| После 25 литров расхода | 39° |
| После 26 литров расхода | 39° |
| После 27 литров расхода | 40° |
| После 28 литров расхода | 39° |
| После 29 литров расхода | 34° |
| После 30 литров расхода | 34° |
*измерено после прохождения через систему 20 литров воды
8 июля 2006, 16:30, Небольшая облачность 36°
| Жидкость | Температура (°С) |
|---|---|
| Утечка антифриза из теплообменника | 35° * |
| Антифриз в теплообменник | 36° * |
| Температура воды в теплообменнике | 39° |
*неправильные показания из-за обратной полярности термопары.
Эффективность домашней солнечной системы
Использование солнечной системы горячего водоснабжения выгодно, поскольку снижает зависимость от ископаемого топлива и не производит никаких загрязняющих веществ. Однако практическое применение этой системы в Паррасе можно было бы считать только в том случае, если бы она была экономически эффективной. Многие семьи в Паррасе используют водонагреватель «по требованию», бойлер включается только перед принятием душа. Природный газ стоит недорого, а его использование минимально, что затрудняет конкуренцию солнечной системе. Солнечная система водоснабжения способна нагреть 28 литров до желаемой температуры примерно 40°C, а затем начинает быстро падать. Вода с улицы имела температуру 29°С, поэтому система способна поднять температуру 28 литров воды на 11°С. Экономическая эффективность системы была определена путем оценки стоимости использования котла для нагрева 28 литров воды до 11°С. Плотность воды равна 1 кг/л, следовательно, масса нагретой воды равна 28 кг, необходимая энергия определялась по формуле:
Q = mswΔT
- Q = теплопередача
- м = масса воды
- sw = удельная теплоемкость воды
- ΔT = изменение температуры
Q = (28 кг)(4,186 кДж/кг*C)(11°C) => Q = 1289 кДж
По данным gru.com, газовые водонагреватели имеют КПД 0,54, поэтому для нагрева воды необходимо 2387 кДж. Количество энергии в природном газе составляет 50 МДж/кг или 50 000 кДж/кг (с сайта Yesican-Science.ca). Необходимая масса газа равна:
M = 2387 кДж ÷ 50 000 кДж/кг = 0,048 кг.
Стоимость бензина в Паррасе 25 кг за 280 песо, т. 048 кг стоит 54 песо. Если бы система была способна проходить полный цикл отопления два раза в день, экономия все равно составила бы всего около песо в день. При стоимости около 3000 песо системе потребуется более 8 лет, чтобы окупить себя, что, скорее всего, дольше, чем срок службы системы.
Обновление 2008 года
В 2008 году общая экономия была низкой, и, хотя нынешний житель пользуется системой, он предпочел бы продать водонагреватель по цене меди в системе, поскольку это привело бы к более высокой прибыли.
Извлеченные уроки включают:
- работайте напрямую с местным сантехником.
- проанализировать необходимость прямых и косвенных систем.
- избегайте создания целого, которое стоит больше, чем его части .
- дополнительную информацию см. на других страницах солнечной горячей воды .