Эффективность работы устройства для нагрева воды в системе горяч

"АДЕ" [http://www.altenergo.info] Журнал про "зеленую" энергетику Subscribe in a rss О журнале Подписка Выпуски Статьи Связь Друзья 14 Окт Эффективность работы устройства для нагрева воды в системе горячего водоснабжения здания с использованием энергии солнечного излучения в зимний период Вопросы экономии энергоресурсов, а, следовательно, и экономии денег, затраченных на их приобретение, волнует сегодня как частных домовладельцев, так и руководителей предприятий. Одни ищут выход в инновационных технологиях, другие – продолжают расходовать газ и электричество. Стоит ли сегодня устанавливать альтернативные системы жизнеобеспечения, используя такие источники энергии, как земля, ветер и солнце, или подождать до лучших времен? Ответить на этот вопрос постараются сотрудники лаборатории инновационных технологий Украинского государственно геологоразведочного института (УкрГГРИ) в продолжение темы использования солнечной энергии для подогрева воды в системе горячего водоснабжения ( АДЕ № 2 за 2009 год ) на основе практически полученных данных, позволяющих сделать поправки и замечания к широко разрекламированным методикам расчетов и техническим средствам. Принимая решение о целесообразности перехода на альтернативные источники энергии и, прежде всего, на самый доступный из них – энергию солнечного излучения, Вы задаете себе следующие простые и в то же время очень важные для принятия решения вопросы: • Какая стоимость такого устройства, и через какое время оно окупится? • Насколько долговечен вакуумный солнечный коллектор, требует ли он технического обслуживания? • Насколько безопасна такая система, если нарушится целостность стеклянной трубки? Что про-изойдет с тепловым коллектором? Какая жидкость используется в качестве теплоносителя, насколько она безопасна? • Каким образом поддерживается температура в системе горячего водоснабжения здания в ночное время? • Можно ли с помощью солнечного коллектора решить проблему отопления здания и в каком объеме? • Можно ли использовать гелиосистему для обеспечения здания электроэнергией? • Насколько эффективно работает гелиосистема зимой, необходим ли уход за системой в зимнее время? Мы постараемся в доступной широкому кругу читателей форме ответить на них в последующих выпусках журнала и таким образом помочь Вам принять правильное и обоснованное решение! А сегодня дадим ответ на последний вопрос – насколько эффективно работает гелиосистема зимой, необходим ли уход за системой в зимнее время? Лабораторией инновационных технологий УкрГГРИ на действующей гелиоустановке были произведены измерения основных параметров системы в течение трех зимних месяцев 2009 – 2010 гг. Полученные результаты измерений, проведенные расчеты и сделанные выводы мы приводим в данной статье. Цель, место и время проведения эксперимента Цель проводимого нами исследования заключался в том, чтобы экспериментально определить эффективность работы устройства для нагрева воды в системе горячего водоснабжения здания, с использованием энергии солнечного излучения, в зимний период. Дать практические рекомендации по повышению эффективности работы гелиосистемы в данный период года. Эксперимент проводился на одной из двух действующих гелиосистем для подогрева воды в системе горячего водоснабжения УкрГГРИ установленной стационарно. Конструктивно вся гелиосистема предприятия состоят из двух независимых гелиосистем одной стационарной, другой установленной на поворотном устройстве. Суммарным объемом приготовления горячей воды 400 л в сутки, два бака-накопителя по 200 л. Основные и дополнительные датчики установленные в контрольных точках системы позволяют с помощью специально разработанного программного обеспечения и контроллера круглосуточно фиксировать параметры работы системы. Что позволяет как эффективно управлять работой системы, так и проводить научно исследовательскую работу, направленную на повышение эффективности работы системы в целом. Место проведения эксперимента – г. Киев (район площади Шевченко). Дата проведения эксперимента 1 декабря 2009 года – 28 февраля 2010 года. Солнечный коллектор IM-HP-O58-1800-30, установленный стационарно. Угол наклона обоих коллекторов – 45 градусов. Бак-накопитель гелиосистемы № 1 – 200 л. Теплоноситель – пропиленгликоль 30 %. Внешний вид гелиосистемы приведен на рис. 1 Рис. 1: Внешний вид гелиосистемы Места установки датчиков и измеряемые параметры приведены на рис. 2 Рис. 2: Места установки датчиков и измеряемые параметры приведены Графические результаты полученных измерений изображены на приведенных ниже рисунках Рис. 3: График параметров гелиосистемы 1 Рис. 4: График параметров гелиосистемы 2 Рис. 5: График параметров гелиосистемы 3 Описание полученных данных в ходе проведения исследования: Рис. 3 Период 1 декабря 2009 г. – 1 января 2010 г. Средняя температура воздуха, tв = 5°С Средняя температура на выходе из бака-аккумулятора, tб = 23°С Средняя температура на выходе гелиоколлектора, tб = 17°С Температура воды на входе в систему ГВС, tв = 7°С Мощность гелиосистемы КВт/день в декабре, Qд = mc (tб – tв) / 3600 м – масса воды, кг; с – теплоемкость воды, 4,183 кДж/(кг°С), tб – температура воды в баке-накопителе после окончания нагрева, °С; tв – температура воды в баке-накопителе до начала нагрева, °С; Qд = 200 х 4,18 х 10 / 3600 = 2,32 КВт/день Необходимая мощность для нагрева воды до 60°С в системе ГВС Q = mc (60 – 7) / 3600 Q = 200 х 4,18 х 53 / 3600 = 12,3 КВт/день Покрытие необходимой загрузки, Z = Qф х 100 / Q % Z = 2,32 x 100 / 12,3 = 18,9 % Рис. 4 Период 1 января – 1 февраля 2010 г. Средняя температура воздуха tв = 0°С Средняя температура на выходе из бака-акумулятора tб = 27°С Средняя температура на выходе гелиоколлектора tб = 36°С Температура воды на входе в систему ГВС tв = 7°С Мощность гелиосистемы КВт/день в январе Qя = mc (tб – tв) / 3600 Qя = 200 х 4,18 х 20 / 3600 = 4,64 КВт / день Необходимая мощность для нагрева воды до 60°С в системе ГВС Q = mc (60 – 7) / 3600 Q = 200 х 4,18 х 53 / 3600 = 12,3 КВт/день Покрытие необходимой загрузки, Z = Qф х 100 / Q % Z = 4,64 x 100 / 12,3 = 38 % Рис. 5 Период 1 февраля 2010 года –1 марта 2010 года Средняя температура воздуха tв = 0°С Средняя температура на выходе из бака-аккумулятора tб = 35°С Средняя температура на выходе гелиоколлектора tб = 40°С Температура воды на входе в систему ГВС tв = 7°С Мощность гелиосистемы КВт/день в феврале Qф = mc (tб – tв) / 3600 Qф = 200 х 4,18 х 28 / 3600 = 6,50 КВт/день Необходимая мощность для нагрева воды до 60°С в системе ГВС Q = mc (60 – 7) / 3600 Q = 200 х 4,18 х 53 / 3600 = 12,3 КВт/день Покрытие необходимой загрузки, Z = Qф х 100 / Q % Z = 6,50 x 100 / 12,3 = 52,8 % Полученные данные сведены в таблицу 1. Таблица 1 Особенностями эксплуатации гелиосистемы в зимний период являются: Уменьшение полезной площади гелиоколлектора за счет покрытия снегом и появления инея в утреннее время, рис. 6. Увеличение потерь тепла за счет дополнительного охлаждения теплоносителя в коллекторе, в местах, где он проходит на открытых участках, рис. 7. Уменьшение полезной площади гелиоколлектора за счет покрытия снегом и появления инея в утреннее время Места потерь тепла теплоносителем в зимний период года Выводы: 1. Гелиосистема в зимнее время работает. 2. Экономия энергоресурсов при использовании гелиосистемы в зимнее время составляет более 30 %. 3. Гелиосистема в зимний период эксплуатации требует ухода по очистке солнечного коллектора от снега. 4. Автоматика управления работой гелиосистемы должна быть адаптирована под условия эксплуатации в зимний период. Заведующий лабораторией инновационных технологий УкрГГРИ Алексей Зурьян Статьи No Comments Place your comment You must be logged in to post a comment. Вход Войти RSS записей RSS комментариев WordPress.org © "АДЕ" 2009 | Created by Jay Hafling . Powered by WordPress