Новаківський Євген Валерійович. Підвищення ефективності використання сонячної енергії в комбінованих системах промислового теплопостачання

brief description

Новаківський Євген Валерійович. Підвищення ефективності використання сонячної енергії в комбінованих системах промислового теплопостачання: дис... канд. техн. наук: 05.14.06 / Одеський національний політехнічний ун-т. - О., 2004

Новаківський Євген Валерійович. Підвищення ефективності використання сонячної енергії в комбінованих системах промислового теплопостачання. Рукопис.
Дисертація представлена на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика”, Одеський національний політехнічний університет, м. Одеса, 2004.
Теоретично та практично обґрунтована технічна можливість створення комбінованої системи теплопостачання (КСТ) для об’єктів промислового теплопостачання на базі сонячних приставок типа дельта-система” та плоских сонячних колекторів до теплогенеруючих установок. Виконано зіставлення та аналіз різних методик оцінки миттєвої ефективності сонячних приставок типу „дельта-сиcтема” та плоских СК. Виконано зіставлення та аналіз методик довгострокових характеристик дельта-систем і сонячних колекторів з позиції ефективного впровадження у практику комбінованих систем гарячого водопостачання промислових та індивідуальних споживачів.
Виконано погодинне математичне моделювання енергетичної ефективності сонячних приставок КСТ, коефіцієнта заміщення традиційної енергії для теплих місяців року на основі об’єктно - орієнтованої мові програмування Visual Basic.
Розроблено рекомендації щодо раціонального проектування сонячних колекторів типа дельта-система” у складі КСТ. Розроблено методику, алгоритми і програми числового моделювання теплових процесів в КСТ з сонячними приставками типа дельта-система” та з плоскими сонячними колекторами до теплогенеруючих установок.

1. З урахуванням геліотехнічних ресурсів різних регіонів, найбільш доцільним для України є використання сонячної енергії в об’єктах промислового теплопостачання. Підвищення енергетичної ефективності можна досягти з рахунок використання комбінованих систем теплопостачання з енергетично активними сонячними приставками до котлів. Теоретичні та експериментальні дослідження свідчать про те, що використання сонячних приставок типа „дельта-система” для КСТ дозволяють підвищити енергетичну ефективність системи, бо збільшується частка заміщення органічного палива сонячною енергією за рахунок збільшення тривалості періоду сприйняття інсоляції та зменшення об’єму викидів продуктів спалення в довкілля.
2. Встановлено, що в КСТ найбільш раціональним є використання гнучких конструктивних рішень щодо забезпечення ефективності різних режимів роботи сонячних приставок, а саме, доцільним є сполучення низькотемпературних та високотемпературних модулів плоских СК та СК типа „дельта-система” для ступінчатого підігріву теплоносія, що знижує втрати тепла в навколишнє середовище і мінімізує грошеві витрати на сонячну приставку до котла. При використанні дельта-систем” поняття оптимального азимутального та установочного кутів не відіграє визначної ролі, бо перевагою ДС у порівнянні з плоскими СК є менша залежність від кліматичних умов, а установочний та азимутальний кути прив'язуються до графіка теплового навантаження.
3. Виконані теоретичні та експериментальні дослідження свідчать про те, що застосування сонячних приставок КСТ типа дельта-система” дозволяє збільшити період активної роботи протягом дня від 40 хв. до 1,5 години в залежності від температурного режиму роботи КСТ. При використанні СК типа „дельта-система” як приставок до котлів ТЭЦ та бойлерів для цілей гарячого водопостачання можна замістити до 80% теплового навантаження споживачів в період літнього сонцестояння.
4. Розроблено математичну модель зміни довготривалих характеристик КСТ з сонячними приставками типа ДС, яка дозволяє визначати коефіцієнт заміщення теплового навантаження сонячною енергією на основі погодинного урахування кліматичних умов.
6. Встановлено техніко-економічні показники використання КСТ з сонячною приставкою типа ДС, визначено вартість виробленого тепла, яка є функцією температури води на виході з ДС, питомої вартості сонячного колектора та річний економічний ефект від використання КСТ. Загальні витрати на сонячну приставку площею Аск=62 м2дорівнюють 5663 $, строк окупності 10 років, економія природного газу за сезон 4 тис. м3, зменшення емісії двооксиду вуглецю 6,13 т/рік.