Характеристики коллекторов солнечной энергии

Наименование коллектора	Приведенная поглощательная способность ()n	Полный коэффициент тепловых потерь UL
1. Неселективный, плоский без остекления	0.95	15
2. Неселективный с однослойным остеклением	0.85	7
3. Неселективный с двухслойным остеклением	0.75	5
4. Селективный с однослойным остеклением	0.80	3.5
5. Селективный с двухслойным остеклением	0.70	3
6. Вакуумированный стеклянный трубчатый	0.75	2

Таблица 2.20

Годовые удельные нормы расхода топлива и электрической

энергии в тепловых процессах

Процесс(операция)	Суточный расход воды,л/гол	Тводы , 0С	Расход при использовании
			эл.энергии кВтч/гол		Топлива (усл) кг/гол
			Север	Юг	Север	Юг
Молочная ферма
Поение в зимний период	65	12	125	95	23	17
Подмывание вымени	3	40	48	48	-	8.6
Мытье доильных ведер	0.3	70	10	10	1.8	1.8
Мытье фляг	1.7	70	50	50	9	9
Промывка сепаратора и пастеризатора	0.7	80	24	24	14	14
Телятник
Поение в зимний период	10	16	28	25	5	5
Кормоприготовление	По рационам		30	25	3	3
ветсанмероприятия	2	40	20	15	3	3
Откормплощадка КРС
Поение в зимний период	65	12	125	95	23	17
Кормоприготовление	-	-	70	60	13	11
ветсанмероприятия	5	40	85	70	16	12
Овцеферма
Поение в зимний период	6	12	12	9	2	2
Кормоприготовление ветсанмероприятия	2	40	19	16	3	3
Купка овец	-	-	0.5	0.5	0.1	0.1
Свиньи на откорме
Поение в зимний период	6	13	12	10	2	2
Кормоприготовление	-	-	160	145	28	25
ветсанмероприятия	5	40	60	55	11	10
Содержание свиноматок
Поение в зимний период	12	13	23	20	4	3
Кормоприготовление	-	-	160	150	29	27
ветсанмероприятия	7	40	90	85	16	15

Решение

1. В соответствии с заданием произведем расчет двухконтурной СТС для круглогодичного горячего водоснабжения овцефермы на 50 овец.

2. В соответствии с данными табл.2.20 на овцеферме следующие технологические процессы:

• поение в зимний период;

• кормоприготовление и ветсанмероприятия;

• купка овец.

Удельные нормы расхода энергии на эти процессы определяются согласно данных табл. 2.20.

Полная годовая тепловая нагрузка овцефермы определяется, кВт ч

L_г = (Э ₁ + Э ₂ + Э ₃ ) N = ( 11.8 + 19 + 0.45) 50 = 1563

3. Определяем среднемесячную тепловую нагрузку овцефермы, кВт ч

L_мес = L_г /12 = 1563/12 = 130

4. .Задаемся последовательно площадью коллекторного поля А (5 , 10 и 15 м2)

5. По табл.2.19 выбираем коллектор солнечной энергии.

КСЭ1 (неселективный с однослойным остеклением) – ()_n = 0.85; U_L = 7

КСЭ2 (неселективный с двухслойным остеклением) – ()_n = 0.75 ; U_L = 5

6. Определяем число секунд в январе месяце

t = 8.64 10⁴ N = 8.64 10⁴ 31= 2.68 10⁶

7..Согласно метода Луи – Джордана определяется приход суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность КСЭ Н_т в январе месяце

Н_Gs = 7.31 МДж/м² (данные контрольного задания V)

8. Угол наклона КСЭ к горизонту принимаем равным: s =  (для систем круглогодичного действия).

9. Определяем коэффициент X

Площадь коллекторного поля А = 5 м² и КСЭ1

X = F_R U_L (F'_R /F_R )(T_r -T_a ) t (A/L) =

= 0.7 7 0.97 [100 – (-17)] 2.68 10⁶ (5/ 468 10⁶ ) = 15.9

10. Определяем коэффициент Y

Y = F_R ()_n (F'_R /F_R )[( )/() _n ] Н_{Gs сут} N (A/L)=

= 0.7 0.85 0.97[0.96 ]7.31 10⁶ 31 (5/468 10⁶)= 1.34

Примечание: при расчете коэффициентов X и Y необходимо строго соблюдать соответствие размерности используемых данных.

Аналогичные расчеты провести при других значениях А и КСЭ.

Результаты расчетов коэффициентов X и Y свести в табл. 2.21.

Таблица 2.21

Расчет коэффициентов X и Y для КСЭ1

Показатель	Месяц
	А = 5 м2
(F'R /FR )	0.97
Ta, 0С	-17
L, кВт ч	130
()n	0.85
()/() n	0.96
H Т сут , МДж/м„	7.31
UL, Вт/c 0C	7
t, с	2.68 106
FR	0.7
Х	15.9
Y	1.34
А = 10 м2
Заполнение аналогично А = 5 м2
А = 15 м2
Заполнение аналогично А = 5 м2

Аналогичную таблицу составляем по расчету коэффициентов X и Y для КСЭ2

11.Определяем степень замещения f

f = 1, 029Y - 0, 065X - 0, 245Y² + 0, 0018X² + 0, 0215Y³ =

=1, 029 1.34 - 0, 065 15.9 - 0, 245 1.34² + 0, 0018 15.9 ² + 0, 0215 1.34³ =

= 0.412

Аналогичные расчеты провести для остальных заданных месяцев, варьируя значения А и КСЭ. Результаты расчетов свести в табл. 2.22

Таблица 2.22

Степень замещения f в зависимости от площади коллекторного

поля А и типа КСЭ

Тип КСЭ	Площадь А, м2	Месяц
		1			2			3
		X	Y	f	X	Y	f	X	Y	f
КСЭ1	5	15.9	1.34	0.412
	10
	15
КСЭ2	5
	10
	15

Примечание: КСЭ1 – (название и характеристики коллектора);

КСЭ2 - (название и характеристики коллектора).

По данным табл. 2.21 построить зависимости f = f(А) для каждого типа коллектора солнечной энергии

Выводы и заключение: (указать влияние площади коллекторного поля А и характеристик коллекторов солнечной энергии КСЭ на теплопроизводительность системы солнечного теплоснабжения и степень замещения f .

Контрольные вопросы

1. Объснить сущность f – метода.

2. Физический смысл безразмерного комплекса X

3. Физический смысл безразмерного комплекса Y

4. Что определяют коэффициенты F_R и F'_R /F_R

5. Что определяет среднемесячная приведенная поглотительная способность ()

6. В чем заключается отличие между () и ()_n

7. Перечислить и обозначить основные характеристики коллектора солнечной энергии.

8. Что называется f графиками и для каких условий они получены.

Дополнительная литература

1.Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии: перевод с англ. под ред.Б.В. Тарнижевского – М. Энергоиздат, 1981 –216 с.