РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России

Горячее водоснабжение сельского дома с использованием энергии солнца. теплоэнергетический анализ системы

 

Керимов М.А (Азербайджанский Технический Университет),
Cалм
aнова Ф.А. (Институт Радиационных Проблем НАН Азербайджана).
(
Email:firuze2006@box.az.)

 

Содержание

  1.  Условия разработки СВП.

В работе рассмотрена задача снабжения горячей водой сельского дома (дачи, виллы и т.д), в котором проживает семья состоящая из четерых - пяти человек [1,2]. Дом расположен в окрестностях г.Баку, где количество солнечных дней в году равно 220÷250 при интенсивности солнечной радиации 1600÷1800 кВт·ч/м2 и среднегодовой скорости ветра ~1,2 м/сек.

Для обеспечения работы солнечной водоподогревательной установки (СВП), используем плоский коллектор, теплоноситель - вода ( в зимнее время - антифриз) циркуляция воды в установке свободная (термосифонная).

Бесперебойная работа СВП обеспечивается, применением в пасмурные дни и ночное время электронагревателя (мощности ~1,5÷2,0 кВт), питающегося от ветроэлектрического агрегата. Система также сблокирована с центральной электроснабжающей сетью. Цель подобной системы, выполняемой в рамках «Энергосберегающих технологии и Энергоэффективности» - экономия традиционного топлива, электроэнергии и улучшение экологической ситуации.

При расчёте установки, исходим из условия, что примерно 45÷50% тепловой нагрузки системы должно быть обеспечено за счет солнечной энергии, а 20÷25% за счёт энергии ветра. Остальная часть потребности сельского дома, обеспечивается от центральной электроснабжающей сети.

Для решения задачи исходим из принятого условия, норма расхода 80÷100 на одного взрослого человека и ~ 40÷50 на ребёнка (8÷14 лет).

Производительность установки, может в зависимости от времени года, изменяться в широких пределах 40÷70 л/м2 площади поверхности СВП. в сутки.

Суммарное количество горячей воды на данную семью составит, очевидно где-то 220÷250 .

Площадь СВП принимает равной ~5,0 м2 исходные данные для решения задачи следующие [4]. Конструкция плоского коллектора «лист-труба», с диаметрами труб коллектора,  толщина зачерненного листа коллектора (с использованием селективного покрытия) 1,0 мм. Коэффициент теплопроводности  Диаметр соединительных труб . Степень  черноты поверхности коллектора  Количество часов солнечного сияния в сутки ~ 10 часов. Температура окружающего воздуха 250С, поверхности коллектора ~65÷800С. Скорость ветра

Степень черноты коллектор СВП ~ . Расстояние между пластиной коллектора и ограждающего стекла . Угол наклона СВП к горизонту ~ 40÷420 , при условии размещения Ю-С. Изоляционный материал «стекловата», с коэффициентом теплопроводности

2. Принципиальная схема и описание работы СВП с тепловым-дополнительным резервом.

Установка СВП (Рис. 1) состоит из плоского коллектора 1, бака-аккумулятора с дозатором 2, трубы для подачи холодной воды 3, горячей воды 4, резервуара для запасной воды 5, вентиляционной трубы 6, вентилей 7-11. Опорожнение воды из бака-аккумулятора производится посредством линии слива воды 13. Дополнительный (резервный) обогрев 2 осуществляется посредством стандартного ТЭН,а 14, производимого, посредством переключателя, как от ветроэлектрического агрегата, так и от централизованной электроснабжающей сети.

Принцип работы установки следующий: благодаря расположению плоского коллектора 1 над верхним уровнем бака-аккумулятора 2 на высоте 0,3-0,6м горячая вода из 1 в 2 перетекает как под гидродинамическим напором, так и под влиянием термодиффузии.

Перед запуском установки, заполняют холодной водой бак-аккумулятор 2, трубы соединяющие 2 с 1. Затем закрывают все вентили.

В летнее время, начиная с 8.00 утра вода начинает нагреваться в 1. Через 2-3 часа после непрерывного облучения поверхности плоского коллектора и подогрева воды в нем открывают вентили 7 и 8 и подогретая вода из верхней части коллектора 4, поступает в 2, оттуда в 3.

Процесс циркуляции воды между 2 и 1 продолжается до повышения температуры в нижней части 2 и на входе 3 в 1, до 65÷800С (в некоторых случаях до 85÷900С).

После достижения этих температур, открывают вентиль 9 и горячая вода поступает к потребителю (и далее в случае) отопления - в радиаторы помещения.

Линия для подачи горячей воды, посредством термосифонной циркуляции воды, соединяют к боковой поверхности 2 на отметке его высоты от нижнего основания.

3. Теплоэнергетический расчёт плоского коллектора СВП.

Целью теплового расчёта плоского коллектора является определение тепловых потерь с его поверхности и суточный КПД.

Для решения данной задачи используем уравнение теплового баланса [3-6]:

                          (1)

Где  -плотность теплового потока, падающего на поверхность коллектора,

 -полезноиспользуемая солнечная энергия, затрачиваемая на подогрев воды в коллекторе СВП,

 - суммарные теплопотери с верхней, боковых поверхностей и основания коллектора,  .

Эти теплопотери определяются по формуле:

                                            (2)

Где                                                                                  (3)

Здесь -общий коэффициент теплообмена с верхней поверхности коллектора,

-коэффициент теплообмена с боковых поверхностей и изолированной нижней поверхности коллектора,

Эту величину определяем из выражения  для данной задачи    и    Следовательно .

  (Рис.2)

Для определения первого члена в (3) пользуется формулой:

                                                     (4)

Где  -коэффициент теплоотдачи при свободной конвекции с поверхности коллектора к нижней поверхности стеклянного ограждения коллектора


Cтраницы: 1 | 2 | 3 | 4 | читать дальше>>

Керимов М.А. Cалмaнова Ф.А., Горячее водоснабжение сельского дома с использованием энергии солнца. теплоэнергетический анализ системы

Источник: Портал по теплоснабжению, РосТепло.ру, www.rosteplo.ru

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи:

Программы Auditor