Дипломная работа: Разработка эффективной системы энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии туристической базы пансионата "Колос"

Результаты математического моделирования работы воздушных систем с галечным аккумулятором, вместимость которого на 1 м2 площади коллектора изменилась в диапазоне от 0,125 от 1 м3, /9/ показали, что по сравнению с системами нагрева жидкости характеристики воздушных систем несколько слабее зависят от вместимости аккумулятора. Это объясняется тем, что воздушная система может работать в режиме без использования аккумулятора, когда нагретый в коллекторе воздух поступает непосредственно в здание. Более слабая зависимость коэффициента замещения от вместимости аккумулятора также связана с тем, что в галечной засыпке наблюдается сильное расслоение температуры. При увеличении объема засыпки фактически возрастает объем «холодной» части аккумулятора, которая редко нагревается и охлаждается в такой же мере, как и его «горячая часть». Таким образом солнечную воздушную систему теплоснабжения предполагается установить с юго-западной стороны дома под углом 600 к горизонту. Расход воздуха принят равным 10,1 л/ м2* ч . Вместимость галечного аккумулятора составляет 0,25 м3 гальки на 1 м2 площади системы.

4.3 Расчет горячего водоснабжения

4.3.1 Расчет нагрузки горячего водоснабжения

Нагрузку горячего водоснабжения определяем по формуле /9/ :

 (4.5.)

где N – число дней месяца,

n – число жильцов,

Тср - средняя температура горячей воды – 550 С,

Тхол – температура холодной воды, для зимних месяцев – 50 С, для летних – 150 С, осенью и весной – 100 С.

 - плотность воды – 1 кг/л.

Ср – теплоемкость – 4190 Дж/кг*К.

Данные нагрузки горячего водоснабжения по месяцам сводим в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 Нагрузка горячего водоснабжения

4.3.2 Расчет теплопроизводительности солнечного коллектора(СК)

Количество теплоты, поступающей из теплоприемника на 1 м2 солнечного коллектора определяем по формуле:

 (4.6.)

где Qпол – полезная тепловая мощность СК, Вт/м2,

 - плотность потока суммарной солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м2.

 - пропускательная способность прозрачной изоляции;

- поглощательная способность панели коллектора;

UL – общий коэффициент тепловых потерь, Вт/(м2 *К );

ТТ – средняя температура теплоносителя в коллекторе;

Та – температура окружающего воздуха, К.

 - коэффициент эффективности поглощающей панели, учитывающий то обстоятельство, что средняя температура панели всегда выше средней температуры жидкости.

Расчет ведется для СК марки СК-1, со следующими характеристиками: F'R = 0,94, UL = 4,12 Вт/м2 * К,  = 1,08.

Расчетные данные сведены таблицу 4.4..

Таблица 4.4 Помесячное количество теплоты, поступающее из теплоприемника, на 1 м2 СК,

4.3.3 Расчет доли нагрузки горячего водоснабжения, обеспечиваемой за счет солнечной энергии

Доля полной месячной тепловой нагрузки обеспечиваемой за счет солнечной энергии f – есть функция безразмерных комплексов Х и У.

Эти комплексы рассчитываем для всех месяцев года при заданном значении площади коллектора /9/.

Уравнение запишем в виде:

 (4.7)

 (4.8)

где F'R – коэффициент эффективности отвода тепла, F'R = 0,94

U L – полный коэффициент теплопотерь СК, V = 4,12

F'R/FR – поправочный коэффициент, учитывающий влияние

теплообменника, F'R/FR = 0,97.

Тср – среднемесячная температура наружного воздуха (Табл.4.5.)

Dt – число секунд в месяце (Табл. 4.5)

L – нагрузка горячего водоснабжения (Табл. 4.5)

F'R·(t )n – произведение коэффициента эффективности отвода тепла и приведенной поглощающей способности, F'R·(t )n = 0,97

ta /(ta)n – оптическая характеристика (Табл. 4.5)

 – среднемесячный дневной приход солнечной радиации для угла 50° (Табл.4.5)

Таблица 4.5 Данные для определения доли нагрузки горячего водоснабжения

I.

I.

Для сравнения долю месячной нагрузки определяем для СК площадью S=10 м2 и S=20 м2 из выражения:

 (4.9.)

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.6.

Таблица 4.6 Доли нагрузок горячего водоснабжения, обеспечиваемые за счет солнечной энергии (ориентация – юго-запад , угол 50°)

Определяем процентное замещение годовой нагрузки для площадей 10 м2 и 20 м2.

 (4.10)

В нашем случае при отсутствии традиционного горячего водоснабжения дома достаточно коллекторов с площадью А = 10м2.

4.3.4 Расчет объема бака-аккумулятора

Объем бака-аккумулятора определяем из соотношения /18/:

V = 0,09·А, м3 (4.11)

где А = 10м2

V = 0,09·10=0,9м3, принимаем V = 1м3.

4.3.5 Коэффициент полезного действия установки

При расчете ССГВС одной из существенных характеристик является ее КПД, которое определяется по формуле /18/:

 (4.12)

где , q – приведенная оптическая характеристика коллектора, q = 0,

v – приведенный коэффициент теплорасхода СК, v=5Вт/м2·К

t1 и t2 – температура теплоносителей на входе и выходе из СК, ºС

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8