Повышение эффективности солнечных коллекторов с вакуумированными стеклопакетами

• Автор: Митина, Ирина Валерьевна
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 148 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ И ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ И ИСПОЛЬЗУЕМОЙ В НИК ПРОЗРАЧНОЙ ИЗОЛЯЦИИ

1.1. Типы солнечных коллекторов

1.1.1. Плоские солнечные коллекторы

1.1.2. Солнечные коллекторы с вакуумированными трубками

1.1.3. Солнечные коллекторы с отражателями

1.2. Типы прозрачной изоляции для солнечных коллекторов

1.2.1. Одинарное, двойное остекления

1.2.2. Стекла с селективными покрытиями

1.2.3. Прозрачная изоляция из полимерных материалов

1.2.4. Вакуумированные стеклопакеты

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОСКИХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ВАКУУМИРОВАННЫМИ СТЕКЛОПАКЕТАМИ
2.1. Методика расчета солнечного коллектора с вакуумированным стеклопакетом
2.1.1. Постановка задачи
2.1.2. Тепловой баланс солнечного коллектора с вакуумированным стеклопакетом
2.1.3. Зависимость коэффициента теплопроводности разреженного газа
от давления в вакуумном зазоре ВСП
2.2. Расчет характеристик вакуумированных стеклопакетов, обеспечивающих повышение эффективности солнечных коллекторов
2.3. Экспериментальное исследование макета солнечного коллектора с вакуумированными стеклопакетами
2.3.1. Описание эксперимента
2.3.2. Краткое описание измерительных приборов и оценка погрешностей измерений
2.3.3. Результаты испытаний
2.4. Испытания промышленных солнечных коллекторов с вакуумированными стеклопакетами

2.5. Определение степени вакуума в вакуумированном стеклопакете при помощи вещества-индикатора
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ОТРАЖАТЕЛЯМИ И ПРОЗРАЧНОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ ИЗ
ВАКУУМИРОВАННЫХ СТЕКЛОПАКЕТОВ
3.1. Расчет солнечных коллекторов с отражателями
3.1.1. Графоаналитический метод расчета оптического КПД системы «концентратор-приемник»
, 3.1.2. Метод расчета коэффициента концентрации по балансу лучистых потоков
3.2. Расчет энергетических характеристик солнечного коллектора с сообразными отражателями
3.2.1. Геометрические параметры со-образного отражателя
3.2.2. Расчёт оптического КПД и коэффициента концентрации теплового модуля с со-образными отражателями
3.3. Экспериментальное исследование солнечного коллектора с сообразными отражателями и различными типами прозрачной изоляции
3.4. Определение эксергии солнечного коллектора с со-образными отражателями
ГЛАВА 4. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С ВАКУУМИРОВАННЫМИ СТЕКЛОПАКЕТАМИ
4.1. Перспективные области применения солнечных коллекторов с вакуумированными стеклопакетами
4.1.1. Солнечная установка с отражателем и приемником с вакуумированной изоляцией
4.1.2. Солнечные фасады с вакуумированными стеклопакетами
4.1.3. Теплицы с прозрачным ограждением из вакуумированных стеклопакетов
4.2. Экономическая эффективность применения солнечных коллекторов с вакуумированными стеклопакетами для горячего водоснабжения сельскохозяйственного объекта
4.2.1. Расчет нагрузки горячего водоснабжения для личного подсобного хозяйства и тепловой энергии, получаемой за счет солнечных коллекторов
4.2.2. Расчет базы для сравнения и определение критерия оценки эффективности применения вакуумированных стеклопакетов в солнечных коллекторах
4.2.3. Расчет экономической эффективности и срока окупаемости

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Блок-схема алгоритма расчета теплотехнических характеристик солнечных коллекторов с вакуумированными стеклопакетами
Приложение 2. Протоколы испытаний макета солнечного коллектора
Приложение 3. Акт внедрения результатов диссертации в производство
Приложение 4. Акт внедрения результатов диссертации в учебный процесс

где г - коэффициент пропускания прозрачной изоляции (ВСП);
апр - коэффициент поглощения солнечного излучения приемника; Н- плотность потока солнечного излучения, Вт/м2.
Плотность теплового потока через прозрачную изоляцию:

_ 1 пр 1 ОС Ч пр. из ~~
(2.4)
где Тпр, Тос - температуры приемника и окружающей среды соответственно, К; Я, - общее сопротивление теплопередаче ВСП, м2-К/Вт. Сопротивление теплопередаче ВСП складывается из следующих термических сопротивлений: термического сопротивления воздушного зазора между приемником и первым от приемника стеклом ВСП Яп.с, термического сопротивления стекол ВСП 2ЯС, термического сопротивления вакуумного зазора между стеклами Яза1 и термического сопротивления теплоотдаче от второго стекла к окружающей
Среде Я(2-ос■
= Япр-с + Я* + Яс2+ Язаз + Яс2-ос- (2.5)
Рассмотрим плотности тепловых потоков от приемника через прозрачную изоляцию (ВСП) и теплоизоляцию, показанные на рис. 29, предполагая изотермичность каждого элемента СК, т.е. одномерность тепловых потоков.
Рис. 29. Схема тепловых потоков в солнечном коллекторе с вакуумированным стеклопакетом: 1 - приемник солнечного излучения (поглощающая пластина)
2 - теплоизоляция дна СК, 3 - вакуумированный стеклопакет, 4 - первое стекло, 5 - второе стекло, 6 - вакуумный зазор, 7 - фиксаторы; конв. - теплоперенос конвекцией, изл. - теплоперенос излучением