СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛОСКИХ И ВАКУУМИРОВАННЫХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ И н с т и т у т в ы с о к и х т е м п е р а т у. - презентация

1 СРАВНЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛОСКИХ И ВАКУУМИРОВАННЫХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ И н с т и т у т в ы с о к и х т е м п е р а т у р Р А Н Аспирант ОИВТ РАН Коломиец Ю.Г. Пятая Всероссийская научная молодежная школа «Возобновляемые источники энергии»

2 ПАРАМЕТРЫ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА Параметры плоского СК: F(τα) = 0.79 ; FUL = 4 Вт/(м 2К) Плоских СК: 167 Вакуумированных СК: 20 Параметры вакуумированного СК (Mazdon 30-TMA-600S): (Mazdon 30-TMA-600S): F(τα) = ;FUL = 1.44 Вт/(м 2К)

3 Задачи исследования: А) Провести комплекс расчетных исследований эффективности СВУ с использованием расширенной базы климатических данных (все континенты) Б) Провести сравнительный анализ эффективности солнечных установок с плоскими и вакуумированными солнечными коллекторами ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: Система солнечного горячего водоснабжения в различных климатических условиях. АКТУАЛЬНОСТЬ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ: Острая потребность в связи с бурным развитием рынка и востребованностью солнечных установок, обусловленных быстрым ростом цен и тарифов на электроэнергию и тепло

4 ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ: СК - плоский, одно стекольный ; вакуумированный теплотехнические хар-ки - F(τα), FUL площадь - F = 1…4 м 2 южн. ориентация, угол = широте; Бак-аккумулятор идеальная теплоизоляция, полное перемешивание, объем = 100 л Циркуляция воды в контуре принудительная или естественная G = 50 л/(м 2 ч), прекращение циркуляции при недостатке интенсивности солнечного излучения Разбор нагретой воды (нагрузка ГВС) – 100 л/сутки (полное опорожнение БА) 37, 45, 55, 70, 80,90,оС Резервный нагреватель – за баком, доводит (если необходимо) t воды до 37, 45, 55, 70, 80,90,оС Принципиальная схема солнечной водонагревательной установки 1 – солнечный коллектор; 2 – бак-аккумулятор; 3 – вывод горячей воды к потребителю; 4 – ввод холодной воды; 5 – блок автоматики; 6 – циркуляционный насос 7 – резервный нагреватель РН 7 ТИПОВАЯ СВУ

5 T=37, 45, 55, 70, 80, 90(o C) T=37, 45, 55, 70, 80, 90(o C) F=1, 1.5, 2, 3, 4 m2 F=1, 1.5, 2, 3, 4 m2 Научно- прикладной справочник по климату СССР Международная база климатических данных (Канада) ИСХОДНАЯ КЛИМАТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВУ ДЛЯ ЛЮБОГО НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА РОССИИ И ДРУГИХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ РЕГИОНОВ ДИНАМИЧЕС КАЯ МОДЕЛЬ СВУ РН Динамическое моделирование работы СВУ с помощью TRNSYS в реальных климатических условиях места эксплуатации

6 Сравнение работы плоского и вакуумированного солнечных коллекторов Сравнение показателей СВУ с типичными плоскими и вакуумированными СК одинаковой габаритной площади Сравнение показателей СВУ с типичными плоскими и вакуумированными СК А) одинаковой апертурной площади б) одинаковой габаритной площади КРИТЕРИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК Число дней (или их доля) за определенный период года (месяц, квартал, полугодие, весь год), в которые вода в СВУ (без дублера) нагревается не ниже, чем до заданного контрольного уровня

7 Выводы: Применение вакуумированных солнечных коллекторов в солнечных водонагревательных установках, нагревающих воду для бытовых целей (до 55 – 60 оС), не обеспечивает каких-либо преимуществ перед плоскими солнечными коллекторами. Более того, в большинстве климатических условий по энергетическим соображениям использование плоских СК одинаковой с вакуумированными СК габаритной площади оказывается более предпочтительным. Энергетические преимущества использования вакуумированных СК начинают проявляться при высоких температурах нагрева теплоносителя (более 80 оС), что обусловлено их существенно более низкими удельными тепловыми потерями по сравнению с плоскими СК. Вместе с тем при принятии решения об их применении требуется принимать во внимание стоимостные показатели.

8 Работа выполнена в Лаборатории возобновляемых источников энергии и энергосбережения ИВТ РАН в рамках: Государственного контракта с Минпромнауки России, Гранта РФФИ а При поддержке Фонда содействия отечественной науки Литература 1. Попель О.С., Фрид С.Е., Коломиец Ю.Г. Методика оценки показателей эффективности использования солнечных водонагревательных установок в климати­ческих условиях Российской Федерации. ИВТ РАН, ЗАО «Современные технологии «Гелион», Из-во МФТИ 2004 г., 30 с. 2. Попель О.С., Фрид С.Е., Щеглов В.Н., Сулейманов М.Ж., Коломиец Ю.Г., Прокопченко И.В. Сравнительный анализ показателей конструкций солнечных коллекторов зарубежного и отечественного производства. Новые технические решения. Теплоэнергетика , СС. 11– Institut fur solartechnik SPF, Швейцария // 4. The Transient System Simulation Program //