
- •Запорожье 2013
- •69006, Г. Запорожье, пр. Ленина, 226
- •Введение
- •1 Использование теплоты солнечной энергии
- •1.1 Основные элементы систем солнечного теплоснабжения
- •1.2 Определение параметров плоского солнечного коллектора
- •1.3 Влияние ориентации коллектора на характеристики сст
- •1.3.1 Расчет прихода солнечной радиации на наклонную поверхность
- •1.3.2 Влияние ориентации коллектора на его пропускательную и поглощательную способности
- •1.4 Нагрузка теплоснабжения
- •1.4.1 Расчет нагрузки отопления
- •1.4.2 Горячее водоснабжение жилых домов
- •1.4.3 Среднемесячная нагрузка теплоснабжения, гДж
- •1.4.4 Годовая нагрузка теплоснабжения, гДж
- •1.5 Долгосрочные характеристики сст ( f – метод)
- •1.5.1 Система с жидкостным теплоносителем
- •Расход жидкости через коллектор
- •Вместимость аккумулятора
- •1.6 Расчет экономических показателей
- •1 Использование теплоты солнечной энергии 7
- •Пример решения контрольной работы в программе
- •Приложение 2 Угол склонения Солнца для среднего дня I - XII месяцев
- •Литература
1.4.2 Горячее водоснабжение жилых домов
Месячная нагрузка водоснабжения, Дж, составляет
где
– плотность воды, кг/м3;
– теплоемкость воды, Дж/(кг К);
– суточный
расход горячей воды на 1 человека, м3
– температура
горячей воды,
– температура
холодной воды, для средней полосы можно
принимать:
, то
, то
– число
жителей;
– число
дней в соответствующем месяце.
1.4.3 Среднемесячная нагрузка теплоснабжения, гДж
1.4.4 Годовая нагрузка теплоснабжения, гДж
1.5 Долгосрочные характеристики сст ( f – метод)
При расчете ССТ можно использовать простой метод, называемый f-методом, который основан на использовании только средних месячных значений метеорологических параметров, и может быть использован для определения долгосрочных тепловых характеристик системы солнечного теплоснабжения в зависимости от основных конструктивных параметров этой системы. С учетом стоимостных показателей f-метод можно применять и для оптимизации параметров ССТ.
1.5.1 Система с жидкостным теплоносителем
В результате многочисленных расчетов с применением математических моделей для различных географических пунктов в широком диапазоне изменения основных параметров системы получена следующая корреляционная зависимость между X, Y и f.
Коэффициент замещения (доля полной месячной тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии):
которая справедлива в пределах 0<Y< 3,0 и 0<X<18,0.
Анализ параметров, от которых эта величина зависит, позволяет предположить, что коэффициент замещения эмпирически можно связать с двумя безразмерными комплексами:
где А - площадь солнечного коллектора, м2;
- эффективный коэффициент отвода тепла,
учитывающий влияние теплообменника;
UL - полный коэффициент тепловых потерь коллектора, Вт/(м2.К);
Тб - базисная температура, принятая равной 90С;
-
среднемесячная температура наружного
воздуха, С;
- полная месячная тепловая нагрузка,
Дж;
- месячный дневной приход суммарной
солнечной радиации на наклонную
поверхность коллектора, Дж/м2;
- среднемесячная приведенная поглощательная
способность.
Безразмерные комплексы X и Y имеют определенный физический смысл:
Y - можно трактовать как отношение количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора в течение месяца, к полной месячной тепловой нагрузке;
X - отношение месячных тепловых потерь коллектора при базисной температуре к полной месячной тепловой нагрузке.
Заметим,
что величина
и
определяется
по результатам испытаний коллектора
(разд.
1.2). Расчет
рассмотрен также в разд.1.2.
Значения ТВ
известны для различных географических
пунктов (Прил.
1). Величина
определяется по значениям
и
с помощью соотношений и таблиц, приведенных
в
разд. 1.3.1.
Расчет месячных нагрузок QН
рассмотрен
в разд.
1.4.
Площадь коллектора А задается в качестве исходной величины, либо варьируется при проведении оптимизации в пределах от 1 м2 до 0,8Акр (где Акр - площадь крыши здания). Таким образом, все величины в последних двух выражениях легко определяются, если известны исходные данные.