Розрахунок системи гарячого водопостачання на основі плоских сонячних колекторів для клімату м. Дніпропетровська
Вибір та розрахунок елементів схеми для сонячного гарячого водопостачання; проект геліоколектора цілорічної дії. Розрахунок приходу сонячної енергії на поверхню, баку оперативного розходу води, баку акумулятора, теплообмінників, відцентрового насосу.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 27.01.2012 |
Размер файла | 823,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
53,2
53,6
53,3
52,6
51,1
48,9
46,8
45,7
2.3.8 Уточнення кількості поглинутої енергії
Коефіцієнти відведення тепла від колектора залишаються незмінними та дорівнюють в середньому за рік:
Кіз = Кіз.б = 0,972 ,Вт/ (м2К)
Кск = 1,852 ,Вт/ (м2К)
Таким чином можна перерахувати реальні втрати теплоти прийнявши температуру теплоносія за місяцями для другого наближення рівну:
Тепловий потік через світлопрозору ізоляцію
(2.53)
(2.54)
Тепловий потік через тильну ізоляцію
(2.55)
(2.56)
Тепловий потік через бічну ізоляцію
(2.57)
(2.58)
Сумарний тепловий потік
(2.59)
Результат розрахунку за формулами (2.53)-(2.59) за місяцями зведено до таблиці 2.22
Таблиця 2.22
Теплові втрати через колектори
Місяць |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
Тґтн, С |
46,0 |
48,0 |
50,1 |
51,8 |
53,2 |
53,6 |
53,3 |
|
Та, С |
-0,5 |
0,9 |
5,8 |
14,4 |
21 |
24,6 |
26,3 |
|
qґск, Вт/м2 |
86,025 |
87,254 |
82,106 |
69,248 |
59,714 |
53,702 |
49,978 |
|
Qґск, Вт |
3165,7 |
3210,9 |
3021,5 |
2548,3 |
2197,5 |
1976,2 |
1839,2 |
|
qґіз, Вт/м2 |
45,142 |
45,786 |
43,085 |
36,338 |
31,335 |
28,180 |
26,226 |
|
Qґіз, Вт |
1661,2 |
1684,9 |
1585,5 |
1337,2 |
1153,1 |
1037,0 |
965,1 |
|
qґб, Вт/м2 |
45,142 |
45,786 |
43,085 |
36,338 |
31,335 |
28,180 |
26,226 |
|
Qґб, Вт |
539,9 |
547,6 |
515,3 |
434,6 |
374,8 |
337,0 |
313,7 |
|
Qґ, Вт |
5366,8 |
5443,5 |
5122,3 |
4320,2 |
3725,4 |
3350,3 |
3118,0 |
Таблиця 2.22
Теплові втрати через колектори (продовження)
Місяць |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Тґтн, С |
52,6 |
51,1 |
48,9 |
46,8 |
45,7 |
|
Та, С |
25,6 |
20,4 |
13,4 |
7,5 |
2,9 |
|
qґск, Вт/м2 |
49,955 |
56,812 |
65,676 |
72,799 |
79,307 |
|
Qґск, Вт |
1838,3 |
2090,7 |
2416,9 |
2679,0 |
2918,5 |
|
qґіз, Вт/м2 |
26,214 |
29,812 |
34,463 |
38,201 |
41,616 |
|
Qґіз, Вт |
964,7 |
1097,1 |
1268,3 |
1405,8 |
1531,5 |
|
qґб, Вт/м2 |
26,214 |
29,812 |
34,463 |
38,201 |
41,616 |
|
Qґб, Вт |
313,5 |
356,5 |
412,2 |
456,9 |
497,7 |
|
Qґ, Вт |
3116,5 |
3544,3 |
4097,3 |
4541,7 |
4947,7 |
Теплота поглинена колекторами за місяць
Розраховується відповідно до (2.43)-(2.48), Результат розрахунку у табл.. 2.23 та на рис. 2.7.
Таблиця 2.23
Поглинена колекторами енергія та ККД колектора
Міс. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Епад, 108 Дж |
56,37 |
70,35 |
131,19 |
140,26 |
188,24 |
201,35 |
221,08 |
228,54 |
182,62 |
142,57 |
86,08 |
62,36 |
|
Qґпогл, 108 Дж |
3,69 |
9,31 |
41,06 |
51,12 |
88,59 |
103,50 |
122,23 |
132,48 |
98,58 |
66,31 |
26,74 |
13,52 |
|
ККД, % |
6,54 |
13,23 |
31,30 |
36,44 |
47,06 |
51,40 |
55,29 |
57,97 |
53,98 |
46,51 |
31,06 |
21,69 |
Рисунок - 2.7 Корисна теплота, що поглинена сонячним колектором за місяць
Горизонтальною лінією на рисунку зображено місячну потребу в тепловій енергії для гарячого водопостачання, кривою другого порядку - енергію що поглинається колектором в місяць .
Перевіримо похибку Обчислень після другого наближення:
Для квітня:
Для всіх місяців похибку зведено то таблиці 2.24
Таблиця 2.24
похибка після другого наближення
Міс. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
похибка, % |
64,64 |
7,94 |
-4,09 |
-8,09 |
-8,28 |
-7,92 |
-6,29 |
-4,37 |
-2,76 |
0,47 |
8,34 |
18,88 |
Похибка по робочим для геліосистеми місяцям незначна, уточнення кількості поглиненої енергії надалі не робитимемо.
2.4 Розрахунок розширювального бака
В двоконтурній системі сонячного гарячого водопостачання одним із елементів є розширювальний бак.
Необхідність встановлення в системі розширювального бака викликана особливістю двоконтурної системи. В першому контурі геліосистеми через геліоколектори проходе теплоносій. Також в системі може знаходиться повітря. Видалення повітря з системи та компенсацію термічного розширення теплоносія виконує розширювальний бак. Коли насос нагнітає воду в геліоколектор повітря витісняється в розширювальний бак, який з'єднаний з навколишнім середовищем.
Для проектування системи виникає необхідність знаходження об'єму розширювального бака. Цей об'єм, зазвичай складає близько 10-15% теплоносія першого контуру геліосистеми.
Об'єм одного теплоприймального елемента дорівнює:
(2.60)
де nтр - кількість трубок з теплоносієм у колекторі, шт
dтр.гк - діаметр трубок з теплоносієм у колекторі, м
Об'єм всіх теплоприймальних елементів дорівнює:
(2.61)
Для визначення об'єму трубопроводів необхідно знати діаметр труб. Цей діаметр повинен оптимальним за економічним показником і величиною гідравлічних втрат в системі. Витрата теплоносія через насос складає
(2.62)
кг/с.
Виберемо трубу з зовнішнім діаметром 42,3 мм, та товщиною стінки 2,8 мм, за ГОСТ 3262-75. Внутрішній діаметр труби
dвн = 42,3 - 2,8*2 = 36,7 мм
Враховуючи максимальні граничні відхилення розмірів -1%, по ГОСТ 3262-75, остаточно:
d = 36,7 - 42,3*0,01 = 36,3 мм
швидкість руху теплоносія через трубопровід складає:
(2.63)
.
швидкість теплоносія у геліоколекторі
(2.64)
По попередній оцінці довжина водопроводів першого контуру складає 70 м.
Отже об'єм трубопроводів дорівнює:
Крім того, в системі знаходяться насос і теплообмінник. Об'єм теплоносія в першому контурі складає:
(2.65)
м3
Об'єм розширювального бака повинен бути достатнім для компенсації температурного розширення теплоносія; обираємо об'єм розширювального бака рівним:
м3.
Розміри розширювального бака:
ширина - 0,25 м;
довжина - 0,4 м;
висота - 0,2 м;
Тоді остаточно об'єм бака:
Для зменшення теплових втрат з розширювального бака по його поверхні встановлюється теплова ізоляція - пінополіуретан товщиною 30мм.
2.5 Розрахунок відцентрового насосу
2.5.1 Розрахунок гідравлічних втрат першого контуру системи гарячого водопостачання
Для розрахунку відцентрового насосу в першому контурі системи необхідне значення витрати теплоносія і значення напору.
Витрата теплоносія визначається по енергії, яка надходить на теплоприймальний елемент геліоколектора і температур на вході і виході з геліоколектора (див. табл.. 2.20).
.
Для розрахунку необхідного напору насосу необхідно визначити гідравлічні втрати в першому контурі.
Гідравлічні опір першого контуру має такі складові:
- опір в геліоколекторі,
- опір в трубопроводах,
- опір в теплообміннику,
- опір на поворотах труби, в місцях розширення і звуження.
Гідравлічний опір геліоколектора визначається експериментально і складає 0,150,2 м.
Для визначення гідравлічних втрат в трубопроводах знайдемо швидкість руху теплоносія і число Рейнольдса.
(2.66)
де - кінематична в'язкість теплоносія при 50?С [11, 13].
При турбулентній течії теплоносія коефіцієнт втрат на тертя визначається відповідно до відношення d/k [12], де k - абсолютна шорсткість труби, задамо k =10-4, тоді:
Для гідравлічно-гладких труб л лежить у діапазоні
,
для гідравлічно-шорстких , у нашому випадку труби гідравлічно-гладкі, тоді формула для обчислення коефіцієнту гідравлічних втрат на тертя, слід визначати за формулою Альтшуля [12]:
(2.67)
Гідравлічні втрати на тертя визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха:
(2.68)
де vср - середня швидкість теплоносія по перетину труби
l - довжина всіх трубопроводів, наближено приймемо 40 м.
Втрати на місцевих опорах обчислюються за формулою Вейсбаха [12]:
(2.69)
Враховуючи що знаходиться в межах 0…1, та більшість місцевих опорів (повороти, звуження розширення вентилі, та ін..) розташовані паралельно, враховуючи кількість опорів до 70, можна наближено обчислити.
Гідравлічний опір теплообмінника складає близько 0,25 м.
Повний гідравлічний опір першого контуру, з урахуванням того, що крайня верхня точка контуру знаходиться на висоті 4 м від насосу (насос встановлено у підвальному приміщені), складає:
Насос буде працювати також при нижчих температурах теплоносія, коли в'язкість теплоносія більша, а від так і більші втрати напору вдовж всього контуру. Остаточно для розрахунку насосу приймаємо значення напору Н=12 м.
2.5.2 Розрахунок параметрів відцентрового насосу
Початкові дані:
Gн = 1,15 кг/с - витрата через насос;
Н = 12 м - необхідний напір насосу;
n = 2800 об/хв. - частота обертання;
стн = 1037 кг/м3 (см. табл. 2.13)
Визначимо об'ємну витрату теплоносія:
м3/с
Визначаємо коефіцієнт швидкохідності:
Визначаємо коефіцієнт корисної дії насосу:
приймаємо
Визначаємо потужність насосу
де - густина теплоносія протікаючого через насос
Максимальне значення потужності насосу:
Визначення діаметра валу:
- момент на валу
Конструктивно приймаємо dв = 0,03.
Визначення діаметра втулки:
Визначаємо витрату рідини через колесо:
Визначаємо швидкість рідини на вході в колесо:
Діаметр входу в колесо:
Визначення середнього діаметру вхідної кромки лопаток:
Визначення висоти лопатки на вході b1
К1 = 1,1...1,15 - коефіцієнт загромадження вхідного перерізу.
Визначаємо швидкість (колову):
Де
Тоді дорівнює:
Визначення кута:
Задаємо кут атаки і = 8?
Тоді кут установки лопатки дорівнює:
Визначення теоретичного напору:
Вважаємо, що Vu2 =1. Тоді
Діаметр на виході з колеса дорівнює:
Визначаємо меридіональну швидкість на виході:
Задамось кутом установки лопатки на виході:
Визначаємо число лопаток:
Вибираємо z = 9
Визначення теоретичного напору при нескінченому числі лопаток:
Де
Тоді теоретичний напір дорівнює:
Уточнюємо :
Визначення уточненого діаметра вихідної кромки лопаток:
Визначення висоти лопатки в меридіональному перерізі на виході з колеса:
2.5.3 Розрахунок спірального дифузора
Визначаємо початковий радіус відводу:
Визначаємо ширину b3:
Вибираємо форму поперечного перерізу спірального дифузора -прямокутник.
Визначаємо кінцеву площу перерізу дифузора:
Визначаємо максимальну висоту дифузора:
Радіус спіралі визначається:
де ц - кут в радіанах, що визначає положення радіусу спірального дифузору
де , оберемо б = 5?
тоді
Визначення діаметра входу в конічний відвід:
Визначення діаметру виходу з конічного відводу
довжина відводу
Тоді діаметр виходу з конічного дифузора дорівнює:
Визначення швидкості на виході з відводу:
Таблиця 2.25
Радіус спірального дифузору
ц, рад |
Rc, м |
|
0 |
0,0523 |
|
р/2 |
0,0575 |
|
р |
0,0632 |
|
3р/2 |
0,0694 |
|
2 р |
0,0763 |
2.6 Розрахунок бака акумулятора
Теплові акумулятори в складі систем гарячого водозабезпечення одночасно виконують роль і накопичувачів гарячої води. Це дозволяє забезпечувати споживача гарячою водою за будь-яким графіком незалежно від циклу надходження сонячної енергії. Так теплові акумулятори повинні задовольняти низку вимог: видавати воду при незмінній температурі, мати високий коефіцієнт корисної дії, простоту і надійність експлуатації, довговічність і дешевизну та інші. Задовольнити всі ці вимоги одночасно практично не вдається. Найбільш важливими властивостями ТА вважається високий коефіцієнт корисної дії та довговічність експлуатації [7].
Здатність теплового акумулятора зберігати температуру накопиченої води забезпечується застосуванням пасивного теплозахисту. Для цього поверхню акумулятора покривають шаром теплоізоляційних матеріалів. Метод розрахунку втрат через теплову ізоляцію базується на рівняннях стаціонарної теплопровідності. Як правило теплові акумулятори виготовляють у вигляді паралелепіпеда, циліндра, або кулі. Для баків що мають такі форми можна записати єдину формулу[13]
(2.70)
де - Fіз розрахункова площа теплоізоляційного шару, м2;
tак - середньомасова температура води в баці теплового акумулятора, ?С;
tнс - температура навколишнього середовища, ?С.
Для вибору оптимальної товщини теплоізоляції скористаємось рівнянням (2.70), для 1м2 площі поверхні бака-акумулятора.
,
Задамося для розрахунку:
ліз = 0,041 Вт/(м К)
tак = 70 ?С
tнс = 20 ?С
Для знаходження оптимальної товщини теплової ізоляції бака-акумулятора побудуємо графічну залежність при заданих параметрах та в діапазоні діз = 0,01ч0,12 м.
З графіку видно що доцільно забезпечити товщину ізоляції на рівні діз = 0,09 м.
Теплові втрати бака-акумулятора також залежать від площі поверхні. Площа внутрішньої поверхні для циліндричного бака дорівнює:
(2.71)
де D1 - діаметр внутрішньої поверхні БА, м;
H - висота БА, м.
Рисунок 2.8 - Тепловий потік через стінку бака акумулятора
В свою чергу висота визначається через об'єм бака та діаметр:
(2.72)
Площа зовнішньої поверхні визначається:
(2.73)
де D2 - зовнішній діаметр бака.
(2.74)
Для баків з плоскими, циліндричними, чи кулястими стінками, коли
,
то ефективна площа теплової ізоляції визначається:
(2.75)
Підставляючи в (2.70) вирази (2.71-2.75), діз = 0,09 м, та задавшись об'ємом БА 2000літрів, а об'ємом БОР 100літрів отримаємо вирази
та .
Побудуємо отримані залежності графічно, для вибору діаметру баків, що забезпечує мінімальні витрати теплоти в навколишнє середовище.
Рисунок 2.9 - Тепловий потік через стінку БА в залежності від діаметра БА
За даними з рис. 2.9, та з технологічних міркувань обираємо діаметр бака акумулятора D1 = 1,2 м.
Рисунок 2.10 - Тепловий потік через стінку БОР в залежності від діаметра БОР
За даними з рис. 2.10 обираємо діаметр бака оперативного розходу
d1 = 0,5 м.
Обчислимо висоту теплоакумулюючих баків
За рахунок наявності всередині БА теплообмінника його об'єм необхідно збільшити, остаточно приймаємо .
Остаточно приймаємо
Розрахуємо остаточні теплові втрати з теплових акумуляторів, при заданих параметрах
Знайдемо зниження температури в теплових акумуляторах за добу. Як відомо: , тобто щоб знайти зниження температури в тепловому акумуляторі впродовж доби необхідно добові втрати тепла віднести до добутку (),
(2.76)
Отримані величини зниження температури в баках за добу задовольняють потребам домогосподарств.
2.7 Розрахунок теплообмінника
2.7.1 Розрахунок теплового напору теплообмінника
В вибраній схемі первинного контуру можна встановити теплообмінники таких типів:
- змієвиковий теплообмінник, в якому теплообмін проходе через мідну, або латунну трубку накручену у вигляді спіралі
- теплообмінник на основі оребреної стінки
- пластинчатий теплообмінник
- кожухо-трубчастий теплообмінник
Був вибраний змієвиковий теплообмінник . Такий теплообмінник не потребує складної технології виготовлення, та є технологічним.
Підрахуємо кількість теплоти що надходить від геліоконтура до теплообмінника, для цього необхідно визначити втрати теплоти з трубопроводів.
Для зменшення теплових втрат з трубопроводів по їх довжині також встановлюється теплова ізоляція. Розрахунок теплових втрат з поверхні трубопроводів можна обчислити за формулами (2.70-2.75), для заданого діаметру труб, типу і товщини теплоізоляційного матеріалу.
Тоді теплові втрати з трубопроводів:
,
де ліз.тр = 0,041 Вт/(м К);
д із.тр = 0,03 м;
tтн.ср - середня температура теплоносія по контуру;
tнс - середня температура навколишнього середовища (з табл. 2.1).
Об'єм теплоносія, діаметр труб та їх довжина були визначені в пункті 2.4
,
де tвих.гк - температура на виході з геліоколектора (з табл. 2.21);
tвх - температура на вході в геліоколектор, задамося tвх = tвих -15.
Кількість теплоти що передається від геліоконтуру до теплообмінника визначається:
(2.77)
Втрати теплоти з поверхні трубопроводів, та кількість теплоти що передається від геліоконтуру то теплообмінника приведені в таблиці.
Таблиця 2.26
Кількість теплоти що передається до теплообмінника
Міс. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
Qґпогл, 108 Дж |
3,69 |
9,31 |
41,06 |
51,12 |
88,59 |
103,50 |
122,23 |
132,48 |
98,58 |
66,31 |
26,74 |
13,52 |
|
tтн.ср |
38,5 |
40,5 |
42,6 |
44,3 |
45,7 |
46,1 |
45,8 |
45,1 |
43,6 |
41,4 |
39,3 |
38,2 |
|
tнс |
-5,5 |
-4,1 |
0,8 |
9,4 |
16 |
19,6 |
21,3 |
20,6 |
15,4 |
8,4 |
2,5 |
-2,1 |
|
Qтр, Вт |
386,8 |
392,7 |
368,2 |
307,1 |
261,8 |
233,2 |
215,5 |
215,4 |
248,0 |
290,1 |
324,0 |
354,9 |
|
Qтр.міс, 10^8 Дж |
10,4 |
9,5 |
9,9 |
8,0 |
7,0 |
6,0 |
5,8 |
5,8 |
6,4 |
7,8 |
8,4 |
9,5 |
|
Qто.міс, 10^8 Дж |
-6,67 |
-0,19 |
31,20 |
43,16 |
81,58 |
97,45 |
116,45 |
126,71 |
92,15 |
58,54 |
18,34 |
4,02 |
З таблиці видно що геліосистема в зимові місяці не працює зовсім, або працює кілька ясних сонячних днів на місяць.
Для визначення Qто в (Вт), розділимо місячне значення на кількість робочого часу для сонячного колектора. максимальний тепловий напір буде відповідати серпню.
Для розрахунку враховуючи нерівномірність теплового потоку впродовж місяця та дня приймемо: Qґґто.мах = 2Qґґто = 15 кВт.
2.7.2 Розрахунок розмірів теплообмінника
Розрахунок теплообмінників будемо вести згідно до рекомендацій та залежностей приведених[15,16,17].
Теплообмінник виконуємо з латунної труби за ГОСТ 494-90, розміром 23Ч2 мм.
Зробимо перерахунок швидкості теплоносія та числа Рейнольдса:
Число Прандтля
(2.78)
де з - динамічна в'язкість теплоносія (з табл. 2.13);
Ср - теплоємність теплоносія (з табл. 2.13);
л - теплопровідність теплоносія (з табл. 2.13).
Число Нусельта для турбулентного режиму
(2.79)
Знайдемо коефіцієнт тепловіддачі від теплоносія до внутрішньої поверхні труби, через число Нусельта:
(2.80)
Теплообмін на зовнішній поверхні труби теплообмінника відповідає теплопередачі в необмеженому просторі, розрахунок будемо вести за методиками викладеними в джерелах [15,17].
Для вище описаного типу теплообміну критерій Нусельта є функцією від Грасгофа та Прандтля.
(2.81)
де коефіцієнти с, n визначаються по величині (Gr?Pr), за табл. 2.27
Таблиця 2.27
Значення с та n в формулі (2.81)
(Gr?Pr) |
с |
n |
|
1,18 |
|||
0,54 |
|||
0,135 |
Критерій Грасгофа:
(2.82)
де g - прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с2;
L - характерний лінійний розмір поверхні теплообміну, м;
в - температурний коефіцієнт температурного розширення, ?С -1;
tc - температура поверхні теплообміну, ?С ;
tw - температура води в БА, ?С;
н - кінематична в'язкість води, м2/с.
Оберемо з табличних даних значення в, н та задамося L = 0,023 м(зовнішній діаметр трубки теплообмінника) тоді критерій Грасгофа:
Число Прандтля при температурі 60?С, дорівнює 2,98, тоді добуток:
Тоді формула (2.81), з урахуванням коефіцієнтів з табл. 2.27 матиме вид[15]:
(2.83)
За аналітичними залежностями з [17], в формулі (2.81) коефіцієнт с = 0,105
Для розрахунків обираємо формулу (2.83) [15]:
Тоді опір теплопередачі:
Визначимо площу теплообмінника через теплопровідність:
(2.84)
де Qґґто.мах - максимальний тепловий потік через теплообмінник, Qґґто.мах = 15 кВт.
Розрахунок будемо весті для малого температурного напору 5?С
Довжина теплообмінника:
(2.85)
З іншого боку довжина пружини:
(2.85)
де L - довжина розгорнутої пружини;
n - повна кількість витків пружини;
D - зовнішній діаметр пружини;
d - діаметр проволоки;
t - шаг витків пружини;
Знаходимо зовнішній діаметр пружини теплообмінника БА задаючись n=5,5; t=0,06
Dба = 0,71 м; з конструктивних міркувань приймаємо Dба = 0,8 м
для БОР Dбор = 0,5 м; nбор=6,5 ; t=0,06
2.8 Розрахунок газового догрівача
В системі передбачено резервний нагрівач, що забезпечує безперебійний підігрів води для споживання у побутових потребах.
Для розрахунку задамо параметри:
tвх = 15?С;
tвих = 55?С;
G = 0,3 кг/с.
(2.86)
де bг - приведена теплота горіння природного газу, b = 40 МДж/кг;
Тоді секундна об'ємна витрата газу:
ВИСНОВКИ
В даній роботі було спроектовано сонячну установку гарячого водопостачання з витратами гарячої води 800л/добу. Місце розташування Дніпропетровськ. Основне джерело тепла - поле геліоколекторів загальною площею 36,8 мІ. Для забезпечення неперервності теплопостачання, до складу установки було включено бак оперативного розходу, добовий тепловий акумулятор та резервний електричний підігрівач води. В період з квітня по жовтень система в повному обсязі забезпечує споживачів теплом необхідним для нагріву заданого об'єму води. В період з листопада по березень вода з мережі частково підігрівається за рахунок сонячного тепла, частково автоматичним газовим догрівачем до температури 50-55?С.
Наявність у системі баку оперативного розходу значно підвищує ефективність системи при роботі в зимові місяці коли щільність потоку сонячної радіації незначна, та не достатня для нагріву води в баці акумуляторі великого об'єму. Бак оперативного розходу підвищує інерційність системи - дозволяючи нагрівати воду для побутових потреб навіть у найхолодніші зимові дні. В системі також запропоноване використання насосу зі змінними параметрами роботи, за рахунок чого система автоматичного управління змінюючи швидкість оберту валу електродвигуна, змінює розхід теплоносія через колектори, забезпечуючи більший підігрів теплоносія.
Передбачено рух теплоносія повз теплові акумулятори, під час прогріву колектора до заданих температур, що забезпечує збереження запасеної теплоти.
Розроблена система є надійною та екологічно безпечною, простою при монтажі та не потребую значних матеріальних витрат.
В магістерській дипломній роботі планується написання програмного продукту для розрахунку систем гарячого водопостачання, розробка процесу виготовлення сонячного колектора, розрахунок витрат на систему та розрахунок економічного ефекту від впровадження. Окремою задачею є оптимізація системи саме за економічними показниками, мається на увазі вибір більш дешевих варіантів виконання вузлів та їх елементів, за умови забезпечення заданих параметрів.
ВИКОРИСТАНА ЛІТЕРАТУРА
Авезов Р.Р.Ситемы солнечного тепло- и хладоснабжения / Р.Р. Авезов, М.А. Барский-Зорин, И.М. Васильева и др.; под. ред. Э.В. Сарнацкого, С.А. Чистовича. - М.: Стройиздат 1990. -328с.
Танака С. Жилые дома с автономным солнечным теплохладоснабжением / Танака Сонроку, Суда Рейдзи; перевод Е.Н. Успенской, под ред. М.М. Колтуна, Г.А. Гухмана. - М.: Стройиздат 1989. -185с.
Климатический атлас УССР / под. ред. В.И. Гришко. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968. -316с.
Рабінович М.Д. Розрахунок установок сонячного гарячого водопостачання / М.Д. Рабінович. - Київ: КНУБА, 2004. - 24с.
Трофименко А.В. Методичні вказівки до розрахунку сонячного колектора / А.В. Трофименко. - Д.: ДНУ, 2006. -24с.
Даффи Дж. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии / Дж. Даффи, У.А. Бекман; Перевод с английского под. ред. Ю.Н. Малевского. - М.: Мир, 1977. -312с.
Сиворакша В.Ю. Теплові розрахунки геліосистем: монографія / В.Ю.Сиворакша,. В.Л.Марков, Б.Е.Петров, Золотько К.Є. - ДНУ, НДІ енергетики. - Д.,. 2003. - 124 с.
Болгарский А.В. Сборник задач по термодинамике и теплопередаче / А.В. Болгарский, В.И. Голдобеев, Н.С. Идиатуллин, Д.Ф. Толкадев. - М.: Висшая школа, 1972. -304с.
Енергозбереження. Нетрадиційні та поновлювані джерела енергії. Колектори сонячні плоскі. Методи випробувань : ДСТУ 4034-2001(ГОСТ 30757-2001) - [Чинний від 2002-01-01]. -К:Держстандарт України, 2001. -32с.: табл.. - (Національні стандарти України).
Конструкції будівель і споруд. Теплова ізоляція будівель : ДБН 2.6.31-2006 - [Чинний від 2007-01-01]. -К:Держстандарт України, 2006. -72с.: табл. - (Національні стандарти України).
Низкозамерзающий теплоноситель на основе пропиленгликоля марок "ХНТ" / ООО «СПЕКТРОПЛАСТ» [електронний ресурс]. - режим доступу: http://www.splast.ru/a1_3.htm
Давидсон В.Е. Введение в гидродинамику / В.Е. Давидсон: Учебник. -Д.: ДНУ, 2002, -220с.
Плотность, температура замерзания, теплоемкость Cp, теплопроводность, водного раствора пропиленгликоля [електронний ресурс]. - режим доступу:http://www.dpva.info/Guide/GuideMedias/Antifreeze/PEGwaterProperties/
Шлипченко З.С. Насосы, компрессоры, вентиляторы - К.:Техніка, 1976, -368с.
Михеев М.А. Основы теплопередачи / М.А. Михеев, И.М. Михеева - М.: Энергия, 1973, -320с.
Баскаков А.П. Теплотехника / А.П. Баскаков, В.Б. Берг, О.К. Витт, и др.: Под ред.. А.П. Баскакава. - 2е узд., перераб. - М.:Єнергоатомиздат, 1991. -224с.
Авчухов В.В. Задачник по процессам тепломасообмена / В.В. Авчухов, Б.Я. Паюсте : учеб. пособие для вузов -М.:Єнергоатомиздат, 1986 -144с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Огляд схем сонячного гарячого водопостачання та їх елементів. Розрахунок основних кліматичних характеристик, елементів геліосистеми та кількості сонячних колекторів, теплового акумулятора, розширювального бачка, відцентрового насоса, теплообмінників.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 27.01.2012Використання сонячних систем гарячого водопостачання в умовах півдня України. Проектування сонячної системи гарячого водопостачання головного корпусу ЧДУ ім. Петра Могили та вибір режиму її експлуатації. Надходження сонячної енергії на поверхню Землі.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.10.2011Розрахунок надходження сонячної енергії на поверхню сонячного колектора. Витрата теплоносія в першому та другому контурі та ККД установки. Функціональна схема геліоводопостачання, умови досягнення ефективності всієї геліосистеми гарячого водопостачання.
контрольная работа [500,7 K], добавлен 27.10.2011Ознайомлення із дією сонячних електростанцій баштового типу. Визначення сонячної радіації та питомої теплопродуктивності установки. Оцінка показників системи гарячого водопостачання. Аналіз ефективності використання геліоустановки й визначення її площі.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 30.09.2014Розробка водогрійної котельні для забезпечення потреб опалення, вентиляції та гарячого водопостачання. Розрахунок витрат та температур мережної води на опалення, а також теплової схеми котельні. Робота насосів рециркуляції і насосів технологічної води.
дипломная работа [761,1 K], добавлен 16.06.2011Визначення розрахункових витрат води. Обґрунтування прийнятої схеми очистки. Розрахунок насосної станції. Водопостачання теплоелектростанції потужністю 2400 мВт. Насосне підживлення технічного водопостачання з річки. Споруди з обороту промивної води.
дипломная работа [471,3 K], добавлен 05.03.2011Розрахунок енергетичних характеристик і техніко-економічних показників системи сонячного теплопостачання для нагріву гарячої води. Схема приєднання сонячного колектора до бака-акумулятора. Визначення оптимальної площі поверхні теплообмінника геліоконтури.
контрольная работа [352,2 K], добавлен 29.04.2013Розробка система санітарно-технічного обладнання житлового будинку. Визначення діаметрів труб, їх ухилів і заглиблення. Розрахунок систем холодного і гарячого водопостачання. Гідравлічний розрахунок горизонтальних внутрішніх каналізаційних трубопроводів.
курсовая работа [63,9 K], добавлен 05.11.2013Визначення розрахункових витрат на ділянках трубопроводів. Гідравлічний розрахунок подаючих трубопроводів. Розрахунок втрат тепла подаючими і циркуляційними трубопроводами та визначення циркуляційних витрат. Втрати тиску в подаючих трубопроводах.
курсовая работа [148,9 K], добавлен 12.04.2012Світлотехнічний розрахунок електричного освітлення за допомогою програми DIALux. Прилади електрообладнання житлового будинку, електричний водонагрівник, вентиляційне обладнання. Розрахунок та вибір установок для водопостачання, засобів автоматизації.
дипломная работа [192,3 K], добавлен 12.12.2013