Разработка комплексной энергоэффективной солнечной опреснительной установки с системой слежения за солнцем

• Автор: Рахматулин, Ильдар Рафикович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 161 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1 Причины роста потребления воды и возможные пути решения за счет внедрения энергоэффективных технологии очистки воды
1.2 Использование возобновляемых источников энергии в процессах очистки воды
1.3 Анализ энергоэффективности известных схем очистки воды
1.4 Анализ эффективности использования возобновляемых источников энергии в процессах очистки воды
1.5 Схемы опреснительных установок в процессах очистки воды
Основные выводы по главе 1. Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА В ОПРЕСНИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ В РЕГИОНАХ С УМЕРЕННЫМ КЛИМАТОМ
2.1 Разработка схемы управления солнечной опреснительной
установки
2.2 Анализ эффективности различных типов солнечных коллекторов в качестве нагревательного элемента в солнечной опреснительной установке
2.3 Математическое моделирование солнечной опреснительной
установки
2.4 Испытания солнечной опреснительной установки в бытовых условиях

2.4.1 Технические характеристики оборудования использованного при '(
испытаниях
2.4.2 Экспериментальные исследования опреснителя Основные результаты и выводы по главе

ГЛАВА З ИСПЫТАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ОПРЕСНИТЕЛЬНОЙ
УСТАНОВКИ
3.1 Технические характеристики оборудования использованного при испытаниях
3.2 Испытания солнечной опреснительной установки
3.2.1 Исследование производительности солнечного опреснителя с
вакуумными стеклянными полыми трубками
3.2.2 Исследование производительности солнечного опреснителя с
вакуумными тепловыми трубками
Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ..
4.1 Разработка фотодатчика для устройства слежения за солнцем
4.2 Разработка платы управления устройством слежения за солнцем
4.2.1 Экспериментальные исследования фотоэлементов
4.2.2 Разработка алгоритма работы устройства слежения за солнцем..
4.3 Анализ известных электрических приводов и разработка привода устройства слежения за солнцем
4.4 Технические характеристики разработанного устройства слежения за
солнцем
Основные результаты и выводы по главе
ГЛАВА 5 ИСПЫТАНИЯ УСТРОЙСТВА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ
5.1 Испытания солнечной опреснительной установки с устройством слежения за солнцем
5.2 Использование солнечных батарей в качестве источника электрической энергии
5.3 Система контроля заряда энергии электрического аккумулятора солнечной опреснительной установки
5.4 Использование электромагнитных импульсов для предварительной
обработки воды при борьбе с накипью
Основные результаты и выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Передача тепловой энергии от солнечного коллектора к опреснительной установке осуществляется через теплообменник, который расположен в емкости для соленой воды (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Схема использования солнечных коллекторов для дистилляции воды: 1 - трубопровод подачи соленой воды; 2 - трубопровод подачи соленой воды в секцию опреснения; 3 - секция для конденсации; 4 - секция для очищенной воды; 5 - секция для опреснения; 6 - трубопровод для подачи очищенной воды потребителю; 7 - теплообменник; 8 - солнечный коллектор; 9 - циркуляционный насос; 10 - клапан сброса опресняемой воды
Солнечный коллектор 8 с вакуумными трубками передаёт тепловую энергию при помощи циркуляционного насоса 9 на теплообменник 7, установленного в секции для опреснения 5.
Предварительный расчет стоимости установки показал, что использование теплообменника для передачи тепла от коллектора к соленой воде понижает КПД установки и делает необходимым использование циркуляционных насосов для передачи теплоносителя от коллектора к опреснителю, что приводит к увеличению стоимости установки. При отрицательной температуре тепловые потери будут возрастать.
В зимнее время опреснительную установку можно содержать в помещении с положительной температурой, тем самым сэкономив на теплоизоляционных материалах.
Управление силовой частью в данной установке осуществляется через электромагнитные реле (рис. 2.2).