Введение к работе
Актуальность темы. Рзеуущй с каждым днем во всем мире инте
рес К ИСПОЛЬЗОВаНИО №Є7РЗДЯЯИО№ЗЯ( возобновляемых источников
энергии oOocjjojaABar-» дяууздьдость и целесообразность исследований
по проблеме №$жш>0&мя энергии солнечного излучения, в адс?~
ности. в разработке и созданий эффективной гелиотехнической vopa-
ііовкії. лредааздачениой для горячего водоснабжения и ретржш да
ра низких аараметров.
Солнечная энергия -яцдя&фся наиболее перспективной среди различных возобновляемых рядов энергии. Вклад Солнца в энергетический баланс нашей дда»е?м .составляет 99.98Х. А для Туркменистана., с вт *арким и «шиечиьш .климатом использование солнечной данергма яреясмяяжет особый дитерес, поскольку здесь около 250 Смде*еадз.і>. даей в «ЩУ, а суммарная солнечная радиация может дос-SWsra &од>шв* <850 іКВт/ім2,
8 оак'Дййе годы все более широкое распространение получают шаиея^адрующие г«диокслдекторы. Они имеют более высокий теплової'1 "гШ в температурном диапазоне 80+120С, чем плоские коллекторы и эй&еятад!. .> работают лри темоературах 200С и вьые. ледос"идшых длив аоеледиш-
Наиболее .шдроко яотдь&утся гедиоколцекторы, оснащенные кон-.ейтраторами -тлдз фокдан. <Сш (компактны, имеют деишждо себестоимость „ т ^ребуки' систом уточйод) .сдежеяия за ійсшш*, что делает гас удойными ів эксвдузкияаь Дйймюйвед шверщеявование ге-лйсколлекторов этого типа и оснащение их абсорберами с вакуумной '1Г.ет1ло.вой изоляцией лозьолит удовлетворить потребности в энергии #йяа технологических процессов и бытовых потребителей и увеличить экономическу") рентабельность геляоэнергетических установок.
Отметим, что к настоящему времени в недостаточной степени исследован ряд важнгх вопросов. К ним относятся: совместна работа вакуумированного трубчатого теплоприемника с линейными концентрирующими системами и. в том числе, с'Фоклинами; замсимость теплофизических свойств ВТТ от их габаритных размера и уоовня вакуума в теплоизоляционном кожухе, а также их эксплуатационные свойства. Необходимо, кроме того, провести исследования зависимости долговечности селективного поглощающего покрытия от его хи-
ыического состава и способа, которым оно было нанесено, а также оптимизировать оптико-геометрические характеристики системы Д-фокли: -ВТТ.
Следовательно, возникает задача по совершенствованию коне-' трукции концентрирующих гелиоколлекторов с вакуумированными теп-лоприемншаш. При этом необходимо разработать и исследовать on тимальную по своим теплотехническим и экономическим характеристикам к, нструкцию системы Д-фоклин-ВП.
Делью работы является технический расчет, создание и исследование концентрирующего гелиоколлектора с повышенной с/.тической эффективностью, низкими тепловыми потерями, технологичного в изготовлении при обеспечении надежности в период эксплуатации, а также теоретическое и экспериментальное исследование теплофизи-ческих характеристик ВТТ и проведение ресурсных испытаний о целью . определения их долговечности.
Оптическая эффективность системы Д-фоклин-ВТТ и гелиоколлектора в целом обеспечиваете;: оптимальный расположением абсорбера относительно центральной оси выходного отверстия фоклина. которое определяется в резуль тате численного моделирования и экспериментальных исследований. Для снижения тепловых потерь разработана конструкция с . ^пользованием вакуумной тепловой изоляции абсорбера, расположенного внутри стекляной оболочки.
Эффективность преобразования энергии солнечного излучения главным образом зависит от качества селективного поглощающего покрытия. Поэтому в ходе экспериментальных исследований изучались работа и ресурсные . арактерис.ики оригинального медно-вольфрамового селективного покрытия, полученного методом катодного напыле ния в разраженном аргоне.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Определены методом численного моделирования геометрическая форма и габаритные размеры ВТТ, при которых они будут иметь максимальный тепловой К.Д.
Разработана методика оптико-геометрического расчета системы Д-фс -лин-ВТТ и определены ее оптимальные параметры.
* - Подобран теплоноситель, обеспечивающий эффективную работу гелиоколлекторов на базе ВТТ в температурном диапазоне 100+200.
- В ходе экспериментальных исследований были определены теп-
лофизические и ресурсные характеристики нового селективного п^г-
лоизющего медно-вольфрамового покрытия, имеющего рельефную по-
верхность.
--- Разработана оригинальная ксструїшия плоского двуграипго фоклина перемнной геометрии, защищенная авторским свидетельством на изобретение Н 1575021.
Практическая ценность работы.
Разработано и исследовало конструкционное устройство концентрирующего гелиоколлектора на базе ВТТ. Разработана и изготовлена система Д-фоклин-ВТТ, обладающая оптимальными тешюфизичес иш в оптико-геометрическими характеристиками при невысокой себестоимости.
В ходе экспериментальных исследований были определены реальные теплотехнические параметры ВТТ и изучена их совместная работа с гелиоконцентраторами типа Д-фоклин. В равновесном резшме были достигнуты температуры свыше 108С при работе ВТТ без концентратора и 190С при работе с гелиоконцентраторами. коэффициент кон^-центрации которых был равен 3. Кроме того, в ходе лабораторных экспериментов были определены тепловые потери через теплоизолируй ющий кожух ВТТ. Ресурсные испытания, проводимые в течение трех лет в натурных условиях, показали, что ВТТ сохранили сеои рабочие характеристики, а селективное теплопоглощаквдзе покрытие за истекшее время не претерпело видимых изменений и сохранило свои СВС'"" тва.
Бы~ также определен экономический эффект сг внедрения гелиоэ' нергетических установок на базе исследуемых ВТТ в промьлпленнуіо эксплуатацию, при этом доказано, что они будут экономически рентабельными* и их эксплуатация позволит получить значительную прибыль за счет э: ономии органического топлива.
Результаты научных исследований, выполненных в представляє-! мой работе, были использованы г.ри разработке проектно-сметной доі кументации на модуль гелйоколлекторов площадью 10м2 на базе системы Д-фоклин-ВТТ и гелиоустановку, оснащенную ПЦ-фоклинами.
Приме"ение гелйоколлекторов на базе ВТТ позволит соьлаті. эффективно работающие гелиоэнергетичес.сие установки небольшой мощности пул бытовых лувд индивидуальных пользователей, з гткже позволит создать гелиотехнические системы для осуществления различных химических процессов, потребляющих энергию, иоскол^ку предлагаемые ВТТ могут работать с химически агрессивными хидкостями.
Апробация работы и публикации.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на
- б -
научном семинаре Физико-технического института АН Туркменистана и семинара Института солнечной энергии АСХНТ им. Президента Туркменистана академика С.А.Нияэова.
Кроме того они вошли в научный отчет лаборатории гелшколлек-тсроь НПО "Солнце" АН Туркменистана за 1983-1990 г.г. по госбюджетной теш "Разработка и создание гелиосистемы с концентрирующими коллекторами, обеспечивающими повышение температуры теплоносителя до 100-300С для теплоснабжения".
По результатам исследоваьлй опубликована одна статья и получен^ два авторских свидетельства на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из ьведения, четырех разделов, заключения, списка литературы из 97 наименований и приложений. Объем' работы составляет 160 страниц машинописного тек та, в том числе таблиц 29 и рисунков 21.
