Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Нйзкопотенщальше солнечнье нагреватели, аккумуляторы тепла системы теплоснабжения на их основе 27
1.1. Современное состояние проблемы преобразования и использования солнечной энергии для теплоснабжения 27
1.2. Основные конструктивные решения низкопотенциальных солнечных нагревателей, аккумуляторов тепла и систем теплоснабжения на их основе . 40
1.2.1. Низкопотенциальные солнечные нагреватели 41
1.2.2. Аккумуляторы тепла 51
1.2.3. Системы солнечного теплоснабжения 62
Глава 2. Основные оптические и энергетические показатели низкопотенциальных солнечных нагревателей и методы их расчета 91
2.1. Основные параметры низкопотенциалъных солнечных нагревателей 91
2.2. Оптические характеристики светопрозрачного покрытия. 98
2.3. Тепловые потери в окружающую среду 102
2.4. Тепловая инерционность и продолжительность утреннего прогрева 110
2.5. Эффективность ограждающих элементов низкопотенциальных солнечных нагревателей и пути ее повышения 120
2.5.1, Оптимизация толщины замкнутой воздушной прослойки между теплоприемником и светопрозрачным покрытием 120
2.5.2. Оптимизация числа слоев сввтопрозрачного покрытия 133
2.5.3. Оптимизация термического сопротивления теплоизоляции дна теплоприемника . 136
2.5.4. Влияние конструктивных решений боковых стенок корпуса на эффективность низкопотенциальных солнечных нагревателей 142
2.6. Эффективность теплоприемников низкопотенциальных солнечных водонагревателей и пути ее повышения 166
2.6.1. Обобщенная методика расчета термической эффективности теплоприемника низкопоивенциальных солнечных водонагревателей 166
2.6.2. Оптимизация конструктивных и режимных параметров теплоприемников низкопотенциальных солнечных водонагревателей 175
2.7. Эффективность теплоприемников низкопотенциальных солнечных воздухонагревателей и пути ее повышения 192
2.7.1. Влияние способа отведения тепла от поверхности теплоприемника на эффективность солнечных воздухонагревателей Т92
2.7.2. Эффективность применения дополнительного слоя сввтопрозрачного покрытия в солнечных воздухонагревателях 204
2.8. Конструктивные возвожности повышения термической эффективности теплоприемников солнечных воздухонагревателей 211
2.9. Выбор материала теплоприемника солнечных воздухонагревателей
Глава 3. Эффективность аккумулирования тепла в системах солнечного теплоснабжения
3.1. Оптимизация емкости аккумулятора тепла в системах солнечного отопления 227
3.2. Особенности аккумулирования тепла в системах солнечного горячего водоснабжения 234
3.3. Определение эффективности аккумулятора тепла пассивных систем солнечного отопления 236
3.3.1. Эффективность аккумуляторов тепла, совмещенных с наружными стенами зданий 237
3.3.2. Эффективность аккумуляторов тепла, совмещенных с перекрытиями помещений 241
3.4. Теплотехнические и аэродинамические характеристики насадочных аккумуляторов тепла 249
3.5. Оптимизация параметров насадочных аккумуляторов тепла 256
Глава 4. Эффективность использования нивкопотенцйальных солнечных нагревателей в системах теплоснабжения и пути ее повышения 263
4.1. Методика расчета термической эффективности двух- и многоконтурных систем горячего водоснабжения 263
4.2. Оптимизация поверхности нагрева змеевика промежуточного теплообменника двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения
4.3. Определение эффективности, необходимой площади солнечного водонагревателя и коэффициента замещения топлива солнечно-топливных систем горячего водоснабжения 275
4.4. Методика расчета и сопоставления эффективности солнечного нагревателя и коэффициента замещения топлива различных систем солнечного отопления по их укрупненньш теплотехническим характеристикам 285
4.5. Влияние теплотехнических и конструктивных характеристик отдельных элементов системы отопления на эффективность солнечного нагревателя и коэффициент замещения 292
4.6. Сравнение эффективноетей водяных и воздушных систем солнечного отопления 300
4.7. Выводы 301
Глава 5. Натурные исследования низкопотенциальных солнечных нагревателей и систем теплоснабжения на их основе 304
5.1. Методика проведения и обработки результатов испытаний 304
5.2. Эффективность солнечных водонагревателей 307
5.2.1. Солнечные водонагреватели с различными теплоприем-никами 307
5.2.2. Солнечные водонагреватели без светопрозрачных покрытий 316
5.3. Эффективность солнечных воздухонагревателей с раз личными теплоприемниками 321
5.3.1. Определение коэффициента конвективной теплоотдачи поверхности теплоприемников солнечных воздухонагревателей -*21
5.3.2. Определение аэродинамического сопротивления рабочих камер солнечных воздухонагревателей 329
5.3.3. Сравнительная эффективность солнечных воздухонагревателей с различными теплоприемниками 339
5.4. Эффективность различных систем солнечного горячего водоснабжения 343
5.4.1. Одно- и двухконтурные душевые с естественной цирку ляцией теплоносителя 343
5.4.2. Двухконтурная система горячего водоснабжения четырехэтажного дома 349
5.4.3. Двухконтурная солнечно-топливная система центрального горячего водоснабжения 357
5.5. Эффективность различных систем солнечного отопления 363
5.5.1. Активная воздушная система с насадочным аккумулятором тепла . 363
5.5.2. Пассивная система, аккумулятор тепла и солнечный нагреватель которой совмещены с наружной стеной здания 372
5.5.3. Пассивная система с аккумулятором тепла, совмещенным с перекрытием помещения 381
Заключение 391
Литература 398
Приложения
- Основные конструктивные решения низкопотенциальных солнечных нагревателей, аккумуляторов тепла и систем теплоснабжения на их основе
- Эффективность ограждающих элементов низкопотенциальных солнечных нагревателей и пути ее повышения
- Особенности аккумулирования тепла в системах солнечного горячего водоснабжения
- Определение эффективности, необходимой площади солнечного водонагревателя и коэффициента замещения топлива солнечно-топливных систем горячего водоснабжения
Введение к работе
Актуальность проблемы» Одним из основных направлений научно-технического прогресса в стране, определенным директивными документами Коммунистической партии и правительства СССР, является разработка новых технологий снижения энергоматериалоемкости производства, сбережения и рационального использования тепловой и электрической энергии на основе внедрения прогрессивных научно-обоснованных норм расхода энергии, а также более широкое использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Вклад нетрадиционных возобновляемых источников энергии в народное хозяйство, предусмотренный Энергетической программой СССР к концу : второго этана ее осуществления, составит 20-40 млн.тут в год
1.7-
Из нетрадиционных возобновляемых источников энергетических ресурсов в условиях южных районов страны наиболее перспективна солнечная энергия, использование которой способствует значительной экономии органического топлива и сохранению чистоты окружающей среды.
Одна из перспективных сфер практического применения солнечной энергии, которая в настоящее время имеет наибольшую степень технологической готовности - получение низкопотенцизльного тепла с последующим использованием его в системах теплоснабжения, потребляющих энергию такого же температурного потенциала.
На тепловые нужды в стране расходуется около 600 млн.тут, т.е. примерно одна треть производимого котельио-печного топлива; из них на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение жилых и общественных зданий расходуется более 300 млн.тут /~2,3_7'
Многолетний опыт эксплуатации систем солнечного горячего водоснабжения в Узбекской ССР (ФТИ НПО "Физика-Солнце" АН УзССР и ТашЗНИЙЭП) показывает, что около 60% годовой потребности в тепле
12 для нужд горячего водоснабжения может быть покрыто за счет использования солнечной энергии. Удовлетворение 50% теплопотребнос-ти населения в сельской местности южных районов страны (на горячее водоснабжение) за счет солнечной энергии позволило бы сохранить органическое топливо эквивалентное более, чем 10 млн,тут в год. Наряду с горячим водоснабжением в этих районах солнечную энергию можно использовать для получения низкопотенциального тепла в сельском хозяйстве ж промышленности.
Однако масштабы внедрения в народнохозяйственную практику систем солнечного теплоснабжения еще незначительны и не отвечают темпам развития, предусмотренным Энергетической программой СССР. Это объясняется общими условиями, определяющими характер внедрения солнечных установок в стране, научно-техническими и организационными причинами (высокая стоимость, сравнительно низкая эффективность, отсутствие отлаженной технологии серийного производства элементов систем солнечного теплоснабжения, затруднения с разработкой и привязкой проектной документации на эти системы).
В настоящее время развитие солнечного теплоснабжения в стране находится в стадии отработки и отбора наиболее эффективных GxeMHo-технологических решений. Проводятся научные исследования, разрабатывается и внедряется в массовое производство гелиотехническое и другое инженерное оборудование, ведется строительство объектов с солнечным теплоснабжением. Создаются специализированные организации по производству оборудования, проектированию, монтажу, наладке и ремонтному обслуживанию систем и установок солнечного теплоснабжения, что обеспечивает достаточную базу для широкого внедрения солнечного теплоснабжения в различных отраслях народного хозяйства с целью экономии органического топлива.
Представляемая работа рассматривает одну из важных народнохозяйственных задач - развитие солнечной энергетики и экономия
ІЗ топливно-энергетических ресурсов.
Существенное расширение масштабов использования солнечной энергии для теплоснабжения может быть достигнуто в результате улучшения качества "солнечного11 и другого теплотехнического оборудования, повышения их эффективности, снижения материалоемкости и стоимости, улучшения работ по проектированию систем и установок.
Эффективность систем солнечного теплоснабжения зависит от эффективности солнечного нагревателя и степени оптимизаций схемы подачи вырабатываемого им тепла, эффективности аккумулятора тепла, промежуточных теплообменников, числа теплообменных контуров, режима эксплуатации системы, теплотехнических характеристик ограждающих конструкций зданий.
Эффективность солнечного нагревателя, в свою очередь, зависит от технологии его изготовления, долговечности и материалоемкости, вида материалов ограждающих элементов и теплоприемника, а также теплотехнических характеристик отдельных узлов и элементов.
Для выбора оптимальной схемы подачи энергии, вырабатываемой солнечным нагревателем, необходима информация о сравнительной эффективности и особенностях эксплуатации активных и пассивных систем солнечного отопления с водяным и воздушным теплоносителями.
Эффективность аккумулятора тепла систем солнечного теплоснабжения зависит от правильного выбора материала для аккумулирования тепла, степени оптимизации его емкости, размеров элементов и их компановки, скорости теплоносителя (в случае применения насадочных аккумуляторов тепла), местонахождения, от возможности его совмещения со строительными конструкциями и отопительными приборами отапливаемого здания.
Для повышения эффективности промежуточных теплообменников (в случае использования двух- и многоконтурных систем) необходи-
14 мо оптимизировать их теплообменную поверхность и интенсифицировать теплопередачу между тенлообмеиными контурами.
G повышением-эффективности систем солнечного теплоснабжения путем оптимизации как отдельных конструктивных параметров солнечных нагревателей, так и всех узлов системы в целом существенно снижаются единовременные капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Поэтому разработать научные и инженерные основы методов расчета и оптимизации параметров, создать, испытать и внедрить в народное хозяйство солнечные низкопотенциальные нагреватели и системы теплоснабжения на их основе - актуальная задача в области теплового преобразования и использования солнечной энергии.
Известные попытки 2"4-23_7 решить проблему повышения эффективности отдельных элементов системы солнечного теплоснабжения не учитывают взаимной связи эффективности этих элементов с общей эффективностью системы в целом. Поэтому одной из главных целей работы является разработка научной и инженерной основы повышения эффективности систем теплоснабжения с низкопотенциальными солнечными нагревателями. Полученные при этом обобщенные зависимости, в отличие от ранее известных, должны позволить:
- выявить степень влияния как конструктивных параметров и режим
ных (эксплуатационных) характеристик, так и эффективности от
дельных элементов системы солнечного теплоснабжения на ее общую
эффективность;
- сопоставить по эффективности низкопотенциальные солнечные наг
реватели с теплоприемниками различных конструкций и системы
теплоснабжения на их основе на стадии предпроектной проработки.
Другая цель исследования - создать, испытать и внедрить в народное хозяйство эффективные низкопотенциальные солнечные нагреватели и системы теплоснабжения на их основе, проанализировать и обобщить опыт их эксплуатации. Полученные при этом резуль-
15 таты должны служить основой для определения наиболее перспективных объектов внедрения и используемых в них низкопотенциальных солнечных нагревателей ш других видов теплотехнического оборудования.
Реализация поставленных целей достигается решением комплекса взаимосвязанных научно-технических задач:
- оптимизация толщины замкнутой воздушной прослойки между
теплоприемником и светопрозрачным покрытием, а также числа слоев
светопрозрачного покрытия, термического сопротивления теплоизоля-
ции дна теплоприемника низкопотенциальных солнечных нагревателей; изучение тепловых характеристик боковых стенок корпуса и установление влияния способа размещения теплоприемника в металлическом корпусе на эффективность нагревателя;
разработка методики расчета и сопоставления термической эффективности теплоприемников солнечных водонагревателей; установление обобщенной зависимости для определения и сопоставления термических эффективностей теплоприемников наиболее распространенных в мировой практике солнечных водонагревателей и на этой основе оптимизация основных параметров теплоприемника;
определение влияния способа отведения тепла от поверхности теплоприемника, а также дополнительного светопрозрачного покрытия на эффективность низкопотенциального солнечного воздухонагревателя; исследование теплотехнических и аэродинамических характеристик солнечных воздухонагревателей с различными теплопри-емниками и на этой основе выявление критериальных зависимостей для определения коэффициента теплоотдачи полярности теплоприемника и аэродинамического сопротивления рабочей камеры солнечного воздухонагревателя;
разработка методики расчета и оптимизация емкости краткосрочного аккумулятора тепла активных систем солнечного отопления
и горячего водоснабжения; определение эффективности аккумуляторов тепла пассивных систем солнечного отопления; исследование энергетических характеристик и оптимизация основных параметров насадоч-ных аккумуляторов тепла;
разработка инженерного метода расчета термической эффективности и оптимизация поверхности нагрева теплообменника двух-контурных систем; определение эффективности и необходимой площади солнечного водонагревателя в зависимости от степени нагрева теплоносителя в солнечной приставке солнечно-топливных систем; на основе натурных испытаний определение фактической эффективности двухконтурных (пообъектной и централизованной) систем солнечного горячего водоснабжения; обобщение опыта их эксплуатации и разработка рекомендаций по их дальнейшему широкому применению;
разработка методики расчета и сопоставления эффективности различных систем солнечного отопления; установление обобщенной зависимости для определения эффективности и коэффициента замеще-ния топлива различных систем солнечного отопления и на этой основе выявление степени влияния теплотехнических показателей отдельных элементов на общую эффективность системы; определение сравнительной эффективности водяной и воздушной систем солнечного отопления; на основе натурных испытаний определение фактической эффективности активной и пассивной систем солнечного отопления; обобщение опыта их эксплуатации и разработка рекомендаций по их дальнейшему широкому применению;
разработка и внедрение в практику теплоснабжения низкопотенциальных солнечных водонагревателей: с теплоприемником из стальных штампо-сварных радиаторов типа ЇСГ2-І-500 для двухконтурных систем солнечного горячего водоснабжения; с разборным листотрубным теплоприемником, отличающимся меньшей (на 30%) металлоемкостью и большей (в 2-3 раза) коррозионной стойкостью по
17 сравнению с существующими в настоящее время у нас в стране стальними солнечными водонагревателями для одно- и двухконтурных систем горячего водоснабжения; без светопрозрачных покрытий, но с тепловой изоляцией дна теплоприемника для горячего водоснабжения сезонных потребителей; на основе многолетних натурных испытаний установление основных энергетических теплотахничесаих характеристик и эффективных сроков эксплуатации указанных водонагревателей в зависимости от режима их эксплуатации;
- разработка методики определения и установление экономичес
ки выгодного значения температуры нагрева теплоносителя в низко
потенциальных солнечных водонагревателях и системах горячего во
доснабжения, а также предельно-допустимого значения отношения
удельных капитальных затрат на создание систем солнечного горяче
го водоснабжения к стоимости тепловой энергии, при которых дости
гается положительный экономический эффект.
Схема основных путей повышения эффективности элементов систем солнечного теплоснабжения, вытекаемых из основных целей и задач диссертации приведена на рис Л.
Объектом исследований явились: низкопотенциадьиве солнечные водо- и воздухонагреватели с различными теплоприемниками, солнечные абсорбционные (без светопрозрачных покрытий) водонагреватели с тепловой изоляцией дна теплоприемника и без нее, суточные аккумуляторы тепла систем солнечного отопления и горячего водоснабжения, одно- и двухконурные системы местного и централизованного горячего водоснабжения, воздушные активные и пассивные системы солнечного отопления.
Научная новизна. Основными элементами новизны, которые автор выносит на защиту, являются:
- аналитические зависимости, позволяющие более точно опреде
лить значения коэффициента светопропускания прозрачного огражде
ния корпуса, приведенного коэффициента теплоемкости и времени
ОПТИМИЗАЦИЯ ТОЛЩИНЫ ЗАМКНУТОЙ ВОЗДУШНОЙ ПРОСЛОЙКИ МЕЖДУ ТШЛОПРИЕМНШЮМ И СВЕГОПРОЗРАЧНЫМ ПОКРЫТИЕМ В СОЛНЕЧНЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЯХ
ОПТИМИЗАЦИЯ ЧИСЛА СЛОЕВ СВЕГОПРОЗРАЧНОГО ПОКРЫТИЯ {
ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕРМИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ
РАЗРАБОТКА КОШТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИИ ПО УМЕНЬШЕНИЮ ТЕПЛО-
ВЫХ ПОТЕРЬ БОКОВЫХ СТЕНОК __
ПРИМЕНЕНИЕ ЛУЧЕПОГЛОЩАЮЩИХ СЕЛЕКТИВНЫХ ПОКРЫТИЙ
ПОВЫШЕНИЕ КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ ПУТЕМ СОЗДАНИЯ РАЗБОРНОЙ (ВЗАИМОЗАМЕНЯЕМОЙ) КОНСТРУКЦИИ
УІїІЕНЬШЕНИЕ МЕТАЛЛОЕМКОСТИ ПУТЕМ ОПТИМИЗАЦИИ ШИРИНЫ
jiy4momoiiiAai{Eli пластины
ПОВЫШЕНИЕ ПРОВОДИМОСТИ ТЕПЛОВОГО ЗАЗОРА МЕЖДУ ЭЛЕ
МЕНТАМИ ФИКСАЦИИ ЛУЧШОГЛОЩАКЩЕЙ ПЛАСТИНЫ И ТЕПЛО-
ОТВОДЯЩИМИ КАНАЛАМИ :
ОПТИМИЗАЦИЯ РАСХОДА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ В КАНАЛАХ
ВЫБОР ЭФФЕКТИВНОГО СПОСОБА ОТВЕДЕНИЯ ТЕПЛА ОТ ПОВЕРХНОСТИ ТЕШЮПРИЕМНИКА
ПОВЫШЕНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНСТРУКТИВНЫМИ ПУТЯМИ
ВЫБОР МАТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ВЫБОР ЧИСЛА ТЕПЛООБМЕННЫХ КОНТУРОВ
ОПТИМИЗАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ НАГРЕВА В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ
И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ : .
ВЫБОР ТЕШЮАКІОТУІУЛИРУВД-ГО МАТЕРИАЛА
ОПТИМИЗАЦИЯ ЕМКОСТИ В СИСТЕМАХ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО
ВОДОСНАБЖЕНИЯ ____
ПРИМЕНЕНИЕ -ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ ЭКРАНОВ ДЛЯ АККУМУЛЯ
ТОРОВ ТЕПЛА,СОВМЕЩЕННЫХ С СОЛНЕЧНЫМИ НАГРЕВАТЕЛЯМИ
В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ЗДАНИИ L
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВНУТРЕННИХ ОГРАЖДЕНИЙ (ПОТОЛОЧНЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ) В КАЧЕСТВЕ АККУМУЛЯТОРА ТЕПЛА
ОПТИМИЗАЦИЯ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕНТОВ И КОМПАНОВКИ СЛОЯ НАСАДКИ В НАСАДОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРАХ ТЕПЛА
Рис.1.
19 утреннего прогрева низкопотенциальных солнечных нагревателей, оптимальной толщины замкнутой воздушной прослойки между теплопри-емником и сввтопрозрачннм покрытием корпуса, влияния способа размещения теплоприемника в металлическом корпусе на эффективность солнечного нагревателя;
обобщенная зависимость для определения термической эффективности теплоприемников наиболее распространенных в мировой практике солнечных водонагревателей;
комплексная модель для определения влияния способа отведения тепла от поверхности теплопрмемника, а также влияния дополнительного слоя светопрозрачного покрытия на термическую эффективность теплоприемника и приведенный коэффициент теплопотерь корпуса солнечных воздухонагревателей. Критериальные зависимости для нахождения коэффициентов теплоотдачи поверхности теплоприемника и аэродинамического сопротивления рабочей камеры солнечных воздухонагревателей с различными теплопривмниками;
упрощенная методика оптимизации емкости краткосрочного аккумулятора тепла в активных системах солнечного отопления, выражения для определения эффективности аккумуляторов тепла пассивных систем солнечного отопления, оптимальных размеров элементов . насадочного аккумулятора тепла в зависимости от скорости теплоносителя;
зависимости для расчета термической эффективности и оптимизации параметров двух- и многоконтуряых солнечных и солнечно-топливных систем горячего водоснабжения, результаты натурных испытаний по определению фактической эффективности индивидуальных пообъектных (местных) и централизованных систем горячего водоснабжения;
обобщенная зависимость для определения эффективности солнечного нагревателя и коэффициента замещения топлива в различных
20 системах солнечного отопления; результаты исследований по оптимизации параметров водяных и воздушных систем солнечного отопления; результаты натурных испытаний но определению фактической эффективности и коэффициента замещения топлива в различных системах солнечного отопления.
Обоснованность и достоверность научных положений ш результатов подтверждаются: строгостью постановок задач и получения основных соотношений и решений; тщательным исследованием точности полученных решений путем их сравнения с результатами экспериментальных исследований, а также путем сравнения с известными решениями, получением последних из предложенных зависимостей при соответствующих допущениях; применением аппробированшх современных методов моделирования и оптимизаций, средств измерений и обработки опытных данных; проведением серий контрольных испытаний; систематическим сопоставлением расчетных данных с экспериментальными в широком диапазоне изменения исходных параметров и анализом физического смысла изучаемых процессов и полученных зависимостей; положительным опытом использования результатов работы при проектировании, создании, опытно-промышленном испытании и эксплуатации разработанных низкопотанциальных солнечных нагревателей и систем теплоснабжения на их основе.
Практическое значение. Проблема повышения эффективности систем солнечного теплоснабжения исследована комплексно, т.е. с учетом взаимной связи эффективности отдельных элементов системы солнечного теплоснабжения с общей эффективностью системы в целом. Теоретические и экспериментальные результаты, полученные при этом, послужили научной основой для создания низкопотенциальных солнечных нагревателей нового поколения, экспериментальных систем солнечного горячего водоснабжения и отопления.
Применение зависимости для определения оптимальной толщины
21 замкнутой воздушной прослойки между теплодриемником и светопроз-рачным покрытием в практике производства солнечных водонагревателей позволяет уменьшить расход материала для изготовления боковых стенок корпуса примерно в 2 раза и повысить эффективность свето-прозрачного ограждения. Практическая реализация рекомендаций по оптимизации числа слоев светопрозрачного покрытия позволяет создать дешевые солнечные абсорбционные водонагреватели сезонного действия и высокоэффективные солнечные приставки для солнечно-топливных систем горячего водоснабжения. Внедрение в практику рекомендаций по оптимизации термического сопротивления теплоизоляции дна теплоприемника дает возможность уменьшить расход теплоизоляционного материала в 2 раза. С применением П-образной уплотнитель-ной резиновой прокладки для теплоизоляции теплоприемника от боковых стенок металлического корпуса низкопотенциальных солнечных водонагревателей тепловые потери боковых стенок (из листовой стали толщиной I мм) можно уменьшить в 2,5-4 раза и тем самым повысить эффективность водонагревателя на 15*40% в зависимости от наружных условий.
Обобщенная зависимость для определения термической эффективности теплоприемников низкопотенциальных солнечных водонагревателей позволяет сопоставить эффективность солнечных водонагревателей с различными теплоприемниками на стадии их предконструктор-ской проработки и тем самым выбрать ту или иную конструкцию водонагревателя в зависимости от его назначения, оптимизировать ширину лучепоглощающей пластины теплоприемника (в случае листотрубных теплоприемников) с целью уменьшения металлоемкости конструкции и расход теплоносителя через теилоотводящие каналы различных теплоприемников, практически исключить отрицательное влияние величины зазора между элементами фиксации лучепоглощающей пластины и теп-лоотводящими каналами на термическую эффективность разборных
22 теплоприемников.
Комплексная модель для установления влияния способа отведения тепла от поверхности теплопрйемника и дополнительного слоя еватопрозрачного покрытия на термическую эффективность теплопрйемника и приведенный коэффициент теллопотерь корпуса низколотев-вдальных солнечных воздухонагревателей, а также критериальные зависимости для определения коэффициента теплоотдачи поверхности теплопрйемника ш аэродинамического сопротивления рабочей камеры солнечных воздухонагревателей с различными теплоприемника-ми позволяют выбрать наиболее подходящую конструкцию воздухонагревателя для конкретных целей, существенно повысить эффективность воздушных активных и пассивных систем солнечного отопления.
Применение упрощенной методики оптимизации емкости краткосрочного аккумулятора тепла в практике проектирования и строительства зданий g системами солнечного отопления и горячего водоснабжения приводит к существенному повышению эффективности систем, уменьшению единовременных затрат на системы солнечного теплоснабжения, связанных с созданием аккумулятора тепла. Результаты исследований по определению эффективности аккумулятора тепла пассивных систем солнечного отопления позволяют выбрать наиболее приемлемое проектное решение совмещения аккумулятора тепла с конструктивными элементами здания. Выражения для определения оптимальных размеров элементов насадочного аккумулятора тепла позволяют установить величину минимального значения расхода электроэнергии для циркуляции теплоносителя через аккумулятор тепла.
Метод расчета термической эффективности а на этой основе оптимизация поверхности нагрева промежуточного теплообменника в двухконтуриых системах солнечного горячего водоснабжения позволя-
23 ют существенно повысить эффективность систем в целом и сократить затраты на них, связанные с увеличением площади солнечных водонагревателей и поверхности нагрева теплообменника. Универсальный график для определения эффективности и необходимой площади солнечного водонагревателя в зависимости от степени нагрева теплоносителя в солнечной приставке солнечно-топливных систем позволяет определить и сопоставить теплотехнические показатели одно- или двух-контурных солнечных приставок с солнечными водонагревателями различных типов на стадии их предпроектной проработки.
Обобщенные зависимости для эффективности солнечного нагревателя и коэффициента замещения в различных системах солнечного отопления позволяют определить сравнительную эффективность различных систем на стадии их предпроектной проработки, установить степень влияния эффективности, конструктивных и режимных (эксплуатаг ционных) параметров отдельных элементов на общую эффективность системы и на этой основе оптимизировать параметры всех ее элементов.
Выражения для экономически выгодного значения температуры нагрева теплоносителя в низкопотенцизльных солнечных водонагревателях и системах горячего водоснабжения, а также предельно-допустимого значения отношения удельных капитальных затрат на создание систем солнечного горячего водоснабжения к стоимости тепловой энергии позволяют установить такой режим эксплуатации систем солнечного горячего водоснабжения, при котором достигается реальный экономически! эффект.
Внедрение результатов исследований. В результате проведенных научных и прикладных исследований автором разработаны и внедрены следующие нормативные документы, положения, устройства и объекты с системами солнечного теплоснабжения:
I. Рекомендации по расчету и проектированию систем горячего
водоснабжения с солнечными водонагревательными установками,согласно которым разработан, построен и эксплуатируется в Узбекской ССР ряд объектов с системами солнечного горячего водоснабжения
общей площадью солнечных водонагревателей по состоянию на 1989
год более 20 тыс.м .
2. Комплекты технической документации на солнечные водонаг
реватели нового поколения; В.8005 (ТУ 88 ФТЙ УзССР 13-81) с теп-
лоприемником из штампосварного радиатора типа РСГ2-І-500 и
В.8203 (ТУ 88 ФТИ УзССР 16-86) с разборным листотрубным тепло-приемником. Серийное производство этих водонагревателей освоено учреждением УЯ 64/25 МВД Узбекской ССР (В.8005-С 1983 г., В.8203-С 1988 г.), трестом "Киргизсантехмонтаж" Киргизского Главка Іинмонтажспецстроя СССР (B.8203-C 1989 г.), ведутся подготовительные работы на заводе санитарно-технических оборудований Минмонтажспецстроя УзССР по организации выпуска водонагревателей В.8203.
Принципиальная схема и исходные данные для технических заданий на проектирование систем солнечного горячего водоснабжения с локальными насосными станциями и бойлерными установками. Реализованы Зональным научно-исследовательским и проектным институтом ТашЗНИЙЭП Госкомархитектуры СССР при разработке вариантов типовых проектов четырехэтажных жилых домов с системой горячего водоснабжения (1978 г.), строительство которых осуществлено в І980-І98І гг. в ряде городов Узбекской ССР. На основе результатов продолжительных натурных испытаний установлена фактическая эффективность систем, обобщен опыт эксплуатации и разработаны предложения по дальнейшему их применению.
Принципиальная схема и исходные данные по оптимизации поверхности нагрева промежуточного теплообменника двухконтурных солнечных приставок к топливным котельным. Рбализованы институтом
ТашЗНШЭП при разработке экспериментального проекта солнечной приставки к топливной котельной микрорайона Водник в г.Нариманове Ташкентской области (1983 г.)» строительство которой осуществлено в 1984-1985 гг. На основе результатов натурных испытаний установлена фактическая эффективность системы, обобщен опыт эксплуатации и разработаны рекомендации по ее широкому применению,
5. Комплексная модель для определения теплотехнических ха
рактеристик низкопотенциальных солнечных воздухонагревателей с
различными теплоприемниками, методика оптимизации емкости крат
косрочного аккумулятора тепла и размеров элементов насадки, ре
зультаты исследований по определению эффективности аккумулято
ров тепла пассивных систем солнечного отопления явились основой
для создания экспериментальных одноэтажных зданий с активной
(в 1975 г. в Ташкентской области) и пассивными (в 1976 г. в Сурхандарьинской, в 1978 г. в Самаркандской областях) системами солнечного отопления.
Основные положения, принципиальные схемы и конструктивные решения систем солнечного теплоснабжения и их элементов, разработанные автором, использованы при оказании научной и методической помощи различным отраслевым проектным институтам (Уз-монтажпроект, Военпроект Ш 84-0, Узгипрокоммунинжпроект и др.) при расчете и проектировании систем солнечного теплоснабжения.
Суммарный экономический эффект от внедрения результатов законченных НИР по теме диссертации составляет более 30 тыс.руб на 1000 ии установленной площади солнечных нагревателей в системах теплоснабжения жилых, коммунально-бытовых и сельскохозяйственных объектов. Экономия удельных капитальных затрат от применения абсорбционных водонагревателей с теплоизолированным дном теплоприемника в системе горячего водоснабжения сезонных потре-
бишелей (вмєсїо обычшх водонагреваїелей) составляв! более 46
руб/м .
Основные конструктивные решения низкопотенциальных солнечных нагревателей, аккумуляторов тепла и систем теплоснабжения на их основе
Обобщение имеющегося на сегодняшний день отечественного и зарубежного опыта в области разработки, проектирования и эксплуатации объектов с системами солнечного теплоснабжения /"68-83.7 показывает, что для повышения эффективности использования солнечных нагревателей в системах теплоснабжения необходимо выполнить ряд научно-исследовательских работ. Основные из них: разработка и создание основного элемента системы солнечного теплоснабжения - эффективного солнечного нагревателя, поиск путей усовершенствования конструкции и повышения его эффективности; выбор материала и оптимизация основных параметров теплового аккумулятора системы; определение наиболее рациональной системы теплоснабжения со средствами автоматического регулирования передачи тепла между солнечным нагревателем, тепловым аккумулятором, топливным дублером и потребителем (объектом). Солнечные нагреватели - основной элемент системы солнечного теплоснабжения, преобразующий энергию солнечного излучения в тепловую. В отличие от обычных теплообменников, в которых происходит интенсивная передача тепла из одной среды в другую в основном конвекцией, а излучение несущественно, в солнечных нагревателях переное энергии к теплоносителю осуществляется от удаленного источника лучистой энергии. В системах солнечного теплоснабжения могут применяться солнечные нагреватели различного типа: без концентрирующих устройств для получения низких температур и с концентраторами солнечного излучения для получения температур выше 100С. Для нагрева теплоносителя в системах солнечного теплосдабения на 20-30G выше температуры окружающего воздуха обычно используются солнечные низкопотенциальные нагреватели, принцип действия которых основан на известном парниковом эффекте. В большинстве случаев низкопотенциальные солнечные нагреватели устанавливаются неподвижно, с оптимальной ориентацией для конкретной местности и времени года, в течение которого должна работать установка
В зависимости от назначения используемого вида теплоносителя низкопотенциальные солнечные нагреватели делятся на жидкостные и воздушные. В некоторых случаях они могут быть использованы как генераторы пара низкого давления. В результате поиска технически и экономически удовлетворительных решений в области создания низкопотенциальных солнечных нагревателей в мировой практике в течение последних 50 лет разработаны и предложены многочисленные конструкции. Как показывает опыт, ввиду многообразия технических решений, принятых при создании низкопотенциальных солнечных нагревателей, и разнообразных условий эксплуатации технико-экономические показатели установок значительно отличаются друг от друга, что осложняет выбор наиболее рациональной и технологичной конструкции нагревателя. На основе обобщения мирового опыта в области разработки и создания низкопотенциальных солнечных нагревателей для систем теплоснабжения автором выполнена систематизация их по основным признакам. Как показывают исследования, все существующие низкопотенциальные солнечные нагреватели отличаются, во-первых, конструкцией и технологией изготовления теплолриемника, во-вторых, материалом теплоприемника, корпуса и светоирозрачного покрытия.
Основные конструктивные решения (типы) теплоприемников низ-кпотенциальных солнечных нагревателей, предназначенных для нагре- Результаты анализа общей динамики патентования за 1974-1984 гг. солнечных водонагревателей методом статистической обра-ботки данных flQSj приведены на рис.1.3. Как видно из рис.1.3, пики изобретательской активности приходятся на 1976, 1978-1979, 1982 и 1984 гг. Из этого же рисунка следует, что в середине 70-х годов данная тематика интенсивно развивается, достигая активности патентования в 1978 г. Это объясняется тем, что на 1973 г. приходится первый мировой энергетический кризис, связанный с истощением топливных ресурсов Земли, и соответственно возникший интерес к альтернативным источникам энергии. Результаты анализа тенденции развития солнечных водонагревателей, проведенного методом систематически отобранных данных / 105_7» приведены на рис.1.4. Как видно из рис.1.4, в последние годы разработке технических решений, направленных на повышение эффективности, снижение себестоимости и упрощение конструкции, придается большое значение. Наряду с разработкой и созданием различных конструкций низкопотенциальных солнечных нагревателей в последние годы выполнены работы по повышению их эффективности и уменьшению тепловых потерь (вызванных длинноволновым излучением и конвекцией) с поверхности нагретого теплоприемника /"87Д57..7. Один из путей повышения эффективности солнечного нагревателя - нанесение селективных покрына лучепоглощаюшую поверхность теплоприемника. Согласно исследованиям селективные покрытия несколько снижают коэффициент лучепоглощения поверхности теплоприемника, но имеют низкую степень черноты по отношению к собственному длинноволновому излучению. Эффективность солнечного нагревателя можно также повысить применением селективного свегопрозрачного покрытия. Светопрозрач-ная изоляция, покрытая тонким слоем определенного материала, например, двуокиси олова, несколько хуже пропускает солнечную радиацию и почти полностью отражает длинноволновое излучение поверхности теплоприемника. По результатам исследований C J повышение эффективности солнечного нагревателя путем нанесения селективного покрытия на лучепоглощающую поверхность теплоприемника может составлять 20+30). Примерно такое же повышение дает селективное покрытие.
Эффективность ограждающих элементов низкопотенциальных солнечных нагревателей и пути ее повышения
Ограждающие элементы низкопотенциальных солнечных нагревателей включают в себя прозрачные относительно солнечного излучения покрытия, расположенные над теплоприемником, которые уменьшают конвективные и радиационные потери в атмосферу, теплоизоляцию дна и боковых стенок, снижающую тепловые потери в окружающую среду. Основная проблема перед разработчиками ограждающих элементов низкопотенциальных солнечных установок - уменьшить тепловые потери от теплоприемника в окружающую среду. При этом делается попытка подобрать экономически выгодный вариант, позволяющий свести к минимуму эти потери, обусловленные кондуктивным, конвективным и радиационным теплообменом. Анализ отечественных и зарубежных исследований / II7,I78, 181-183,189,I90_7i посвященных изучению процессов теплопередачи через замкнутые герметичные воздушные прослойки, которые имеют место в большинстве типов низкопотенциальных солнечных нагревателей со светопрозрачными покрытиями, показывает, что коэффициент тенлопотерь в них существенно зависит от конструктивных и режимных параметров. Отсюда следует, что толщина замкнутых воздушных прослоек между теплоприемником и светопрозрачным покрытием корпуса должна быть выбрана так, чтобы средняя эффективность свето-лрозрачного покрытия была максимальной. Эффективность светопрозрачного покрытия, полученная из его энергетического баланса: Коэффициенты схЦр_с и Лр_с , входящие в (2.51), увеличиваются с ростом температуры в воздушной прослойке.
Следовательно, коэффициент теплопередачи через воздушную прослойку солнечного водонагревателя должен увеличиваться с ростом температуры. Для установления зависимости эффективности светопрозрачного ограждения от его конструктивных параметров и режима работы теп-лоприемника определим зависимость коэффициентов светопропускания ( х ) и теплопотерь ( Rcp-o) светопрозрачного ограждения от толщины воздушной прослойки между теплоприемником и светопрозрачным покрытием ( іПр_с ). Методика определения х в зависимости от конструктивных параметров светопрозрачного ограждения приведена в разделе 2.2, а также в / 162,Ш_7- Выполненные по этой методике расчеты показывают, что с увеличением толщины воздушной прослойки вследствие увеличения затенения уменьшается т . На рис.2.4 показана зависимость среднедневного значения коэффициента пропускания светопрозрачного ограждения ( t ) от толщины воздушной прослойки ( 6 п с ) для солнечного водонагревателя ориентированного на юг и наклоненного к горизонту под углом 30 для июня месяца. Общая площадь лучевоепринимающей поверхности солнечного во ? р донагревателя 0,67 иг; размеры теплоприемника 1,06x0,57=0,61 м . Как видно из рис. 2.4 при увеличении fy от 0,002 до 0,06 м относительное уменьшение х составляет 6,9%. Зависимость UCp-0 от толщины воздушной прослойки довольно сложная и определение ее должно базироваться на результатах опытных исследований процессов теплопередачи в замкнутых воздушных прослойках. Из анализа результатов исследований, посвященных изучению переноса тепла свободной конвекцией через наклонные замкнутые воздушные прослойки / 182,183_7 следует, что при достаточно малых числах Рэлея ( Ra ) перенос тепла является чисто кондуктивным за исключением концов прослойки, где имеет место конвективный теплообмен, связанный с разворотом потока. Этот кондуктивныи режим существует для воздушных прослоек при числах Ra меньших критической величины RaKp , заданной соотношением тепла. Для определения коэффициента конвективной теплоотдачи между теплоприемником и светопрозрачным покрытием в данном режиме предложены многочисленные эмпирические зависимости / 182-184_7« Сравнение приведенных в / 182-184_7 формул показывает, что выражение (2.54), рекомендуемое К.Г.Холландеом и др. Z I82_7i наиболее точное для широкого диапазона числа Rocos ч» . На рис.2.5 приведена графическая зависимость КСр_0 от \п при tP 40, 50 и 60, to 30С, хНаРс = 20 Вт/(м2.Є) для солнечного водонагревателя (с теплоприемником и светопрозрачным покрытием, имеющим р=с= 0,95) наклоненного к горизонту под углом 30. Круто падающая кривая в левой части графика на рис.2.5 соответствует чисто кондуктивному режиму. С увеличением 5&п значение ИСр„0 падает и достигает некоторого минимума. При дальнейшем увеличении 5&п в воздушной прослойке возникает свободная конвекция, в результате чего значение КСр_0 возрастает. При некотором значении &п достигает максимума. Как следует из рис. 2.5, при дальнейшем увеличении 5&п _с значение КСр_0 постепенно уменьшается, достигая при этом меньшей величины лежащих, чем при кондуктивном режиме.
Особенности аккумулирования тепла в системах солнечного горячего водоснабжения
Суточная неравномерность графика выработки и расхода горячей воды в системах солнечного горячего водоснабжения диктует необходимость соответствующих аккумулирующих и дублирующих устройств, обеспечивающих бесперебойность работы системы. В районах с высокой интенсивностью солнечной радиации, что характерно для южных районов СССР, может оказаться выгодным удовлетворить всю потребность в горячей воде для бытовых нужд с помощью солнечных установок. Как показывают результаты исследований /"223.7» по анализу суточного потребления горячей воды в жилищно-коммунальном секторе, расход горячей воды в дневное время (т.е. когда работают солнечные водонагреватели), составляет как в летнее, так и в зимнее время около 55%, суточные максимумы наблюдаются утром (7-Ю ч) и вечером (18-21 ч), несколько изменяясь в выходные дни. Как следует из результатов экспериментальных исследований (глава 5), при температуре горячей воды 55 60С, исходной воды I5 2QC, температуре окружающей среды 25 35С, падающей солнечной радиации 700 Вт/м2 и „.„р 7,5 Вт Дм2. С), Чтп = 0,975, Птс = - 0,82, Пот 0,6 эффективность солнечных водонагревателей (с однослойным светопрозрачным покрытием и теплоприемниками из радиаторов типа РСГ2-І-500) в одно- и двухконтурных системах горячего водоснабжения 0,55+0,45. При суммарном дневном значении прихода о солнечной радиации в летнее время 18 20 тыс.кДж/м дневная производительность системы солнечного горячего водоснабжения 10,45 -8,55 тыс.кДж/м .
Если из указанного количества энергии в системах горячего водоснабжения жилых гражданских зданий 55% расходуется в дневное время, а остальные 45% должны аккумулироваться, то при указанных пределах температура в солнечном водонагревателе объем бака-аккумулятора горячей воды, отнесенный на І м поверхности солнечного нагревателя, составляет порядка 23-28 л. Согласно / 225_7 при отсутствии суточных графиков выработки горячей воды в солнечных нагревателях и водопотребления удельный объем бака-аккумулятора рекомендуется принимать 60 80 л/иг. Следует отметить, что приход солнечной радиации в течение года претерпевает существенные изменения, а солнечные системы горячего водоснабжения могут быть как одно- так и двухконтурными. В связи с этим задачу оптимизации энергоемкости аккумулятора тепла систем горячего водоснабжения в каждом конкретном случае желательно рассмотреть отдельно. Один ИЗ методов такой оптимизации - метод, изложенный в Z"?0_7t основанный на планировании эксперимента и наиболее рациональный / 224_7» Сущность данного метода заключается в следующем. По результатам расчетов полная математическая модель системы заменяется статистически адекватной! упрощающей регрессионной моделью, которая позволяет без привлечения ЭВМ рассчитать производительность системы в эксплуатационном режиме и перейти к технико-экономической оптимизации. Зависимость эффективности систем горячего водоснабжения от площади солнечного нагревателя и емкости аккумулятора теплоты, полученная по методике fVQj, имеет вид Как правило, в аккумуляторах тепла пассивных систем солнечного отопления применяются традиционные строительные материалы: гравий (галька, щебень), панели из сборного железобетона, стены из обожженного или сырцевого кирпича, кладка из природного камня и т.п. Способы расчета температурного поля различных аккумуляторов тепла пассивных систем солнечного отопления приведены в /"72_7« Как показывают результаты анализа расчетных и экспериментальных исследований /""13,14,18,16 3-16 7_7» коэффициент замещения топлива в пассивных системах солнечного отопления существенно зависит от эффективности аккумулятора тепла. В свою очередь эффективность аккумуляторов тепла зависит от размещения их относительно помещений, схем их совмещения с ограждающими элементами здания (помещения), солнечными нагревателями и внутрикомнатными отопительными приборами. Рассмотрим эффективности наиболее распространенных двух типов аккумуляторов тепла пассивных систем солнечного отопления.
Определение эффективности, необходимой площади солнечного водонагревателя и коэффициента замещения топлива солнечно-топливных систем горячего водоснабжения
Одним из главных направлений в развитии солнечного теплоснабжения в нашей стране является создание солнечно-топливных котельных, в которых предварительный нагрев воды осуществляется за счет использования солнечной энергии, а догревание - в традиционных генераторах тепла, работающих на органическом топливе или электрической энергии. По существу такая система состоит из солнечной приставки к топливной (электрической) котельной.
Известно, что расход топлива на единицу отпущенного топлива в мелких котельных (мощностью 0,5-5,0 Гкал/ч) в 1,5-2,0 раза больше, чем в крупных районных котедьных и промышленных ТЭЦ. Применение систем солнечного нагрева воды наиболее эффективно для замещения нагрузки именно в мелких теплоприготовительных установках с низким коэффициентом полезного использования топлива.
В солнечно-топливных системах достигается наибольшая эффективность солнечных установок за счет нагрева воды на меньший температурный перепад по сравнению с системами горячего водоснабжения без догревателей, что увеличивает вклад солнечной энергии в общее количество вырабатываемого системой тепла, в конечном итоге - экономию органического топлива. Существенное достоинство солнечно-топливных систем состоит также в устройстве солнечной установки при котельной, что гарантирует своевременное, и квалифицированное ее обслуживание эксплуатационным персоналом котельной.
Методика определения оптимальной поверхности солнечного нагревателя соответствующей минимальной стоимости отпущенной потребителю тепловой энергии приведена в /242_7» а методика оптимизации поверхности солнечного нагревателя и тепловой емкости аккумулятора (по минимуму капитальных затрат) при заданной стоимости этих элементов, известных параметрах теплоносителя и требуемой надежности теплоснабжения потребителя - в / 243_7.
Однако эффективность солнечного водонагревателя и коэффициент замещения солнечно-топливных систем горячего водоснабжения при прочих равных условиях зависит от температурного режима эксплуатации солнечной приставки. Поэтому задачу определения эффективности, необходимой площади солнечного нагревателя и коэффийи-ента замещения солнечно-топливных систем горячего водоснабжения на стадии предпроектных проработок рассмотрим несколько подробнее. В зависимости от величины отношения суточных теплопроизво-дительностей солнечной приставки и топливной котельной можно различать следующие возможные схемно-технологические варианты исполнения солнечно-топливных систем горячего водоснабжения.
Коэффициент замещения системы ( ч ) находится в пределах 0,4 Ч 1 .В таких случаях необходимо предусмотреть в системе аккумулятор тепловой энергии, предназначенный для накопления дневного излишка выработанной солнечной приставкой энергии и передачи к потребителям этой энергии в вечерние (ночные) и утрене ние часы суток.
Дневной излишек тепловой энергии, выработанный солнечной приставкой, может быть аккумулирован до (т.е. после приставки) или после догрева теплоносителя в котлах. Второй вариант аккумулирования тепловой энергии менее эффективен, так как в нем высоки тепловые потери аккумулятора вследствие высокой температуры теплоносителя (воды) в нем (6О 7О0С).
Коэффициент замещения системы ч 0,4. В таких случаях отсутствует дневной излишек энергии, так как вся выработанная солнечной приставкой тепловая энергия расходуется для нужд горя-яего водоснабжения в дневное время суток. Следовательно, нет необходимости в аккумуляторе тепла. Графики дневной выработки и потребления тепловой энергии при этом могут быть сглажены за счет использования бака-аккумулятора котельной, предназначенного для сглаживания суточной нагрузки горячего водоснабжения вообще, или изменения температуры теплоносителя, предварительно нагреваемого в солнечной приставке (т.е. до последующего догрева в котлах) на некоторую величину.
При разработке предлагаемой методики сделаем допущения: в балансовые уравнения входят средние значения температуры окружающей среды, теплоносителя в различных узлах системы и прихода солнечной радиации за период времени их работы; пренебрегаются тепловые потери аккумуляторов горячей воды.
Для удобства методику определения оптимальных значений площади солнечных водонагревателей, работающих в солнечно-топливных системах горячего водоснабжения, и температуры нагрева теплоносителя в них для упомянутых выше вариантов рассмотрим отдельно.
Солнечно-топливные системы горячего водоснабжения с аккумуляторами тепла. Допускается, что удельная емкость аккумулятора тепловой энергии системы заранее оптимизирована /""21,183_7 соответствующим учетом графиков выработки и потребления тепловой энергии для нужд горячего водоснабжения.
