Разработка конструкции системы отопления и электроснабжения солнечными жидкостными панелями

Доц. Алексеев И.С., студ. Дорошенко И.А.

В настоящее время для предприятий существует проблема экономии энергоресурсов. Система подогрева обладает высокой эффективностью при выработке электричества, это обусловлено тем, что современные паровые котлы с высоким КПД требуют подачи в них воды с температурой 60-80°С для производства расчетного количества пара и уменьшения образования накипи. При подогреве воды до рабочей температуры расходуется до 30-40% топлива используемого для производства электричества. Разработанная система позволяет в летнее время уменьшить расход энергоресурсов на подогрев до 5-10% общего расхода, так как известно, что математическое моделирование простейшей солнечной водонагревательной установки, проведенное в Институте высоких температур Российской академии наук с использованием современных программных средств и данных типичного метеогода показало, что в реальных климатических условиях средней полосы целесообразно использование сезонных плоских солнечных водонагревателей, работающих в период с марта по сентябрь. Для установки с отношением площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора 2 м2/100 л вероятность ежедневного нагрева воды в этот период до температуры не менее чем 37°С составляет 50-90%, до температуры не менее чем 45°С - 30-70%, до температуры не менее чем 55°С - 20-60%. Максимальные значения вероятности относятся к летним месяцам [1]. Данные моделирования показывают, что эффективность подогрева сохраняется и в весенне-осенний период. 

Целью настоящей работы является разработка системы отопления и электроснабжения солнечными жидкостными панелями.

Разработанная конструкция позволит существенно снизить расходы на отопление помещений и подогрев воды в весенне-осенний период, а также частично зимой. Летом при малой потребности тепла (только горячая вода) жидкостные панели используются в виде дополнительного модуля подогрева поступающей воды для парогенератора и производства электроэнергии.

Разработанная система является модульной, что значительно расширяет сферу применения и позволяет использовать её не только на предприятиях, но и в сельском хозяйстве и быту.

 art11 1

 Рисунок 1 – Схема системы отопления и электроснабжения солнечными жидкостными панелями

В системе отопления используются плоские жидкостные солнечные панели [2]. Также являясь модульными элементами, позволяют легко увеличивать количество панелей для обеспечения необходимых расходов и поддержания максимально возможной температуры.

Для компенсации неравномерности поступления солнечной энергии (облачность) в конструкции предусмотрен теплообменник-накопитель, сглаживающий перепады температуры в системе. Для выработки электроэнергии разработан парогенератор (ПГ).

art11 2

 

Рисунок 2 – Общий вид разработанной системы с накопителем

Заключение

     Разработанная конструкция панели, теплообменника, парогенератора позволяет обеспечить отопление помещения и выработку электрической энергиии за счёт использования солнечной энергии.

Литература

1 Усаковский В.М. Возобновляющиеся источники энергии / В.М. Усаковский. – Москва: Россельхозиздат, 1986.

2 Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки / Н.В. Харченко.− Москва: Энергоатомиздат, 1991.-208 с.

Опубликовано в сборнике статей  XLIV Научно-технической конференции преподавателей, сотрудников, аспирантов, магистрантов и студентов УО «ВГТУ», 2011 г.

УДК 697.329