Повышение эффективности использования низкопотенциальных солнечных нагревателей в системах теплоснабжения

• Автор: Авезов, Раббанакул Рахманович
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1990
• Место защиты: Ташкент
• Количество страниц: 452 с.

ВВЕДЕНИЕII
ГЛАВА I. НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ НАГРЕВАТЕЛИ, АККУМУЛЯТОРЫ ТЕПЛА И СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ИХ ОСНОВЕ . .
1.1. Современное состояние проблемы преобразования и использования солнечной энергии для теплоснабжения . .
1.2. Основные конструктивные решения низкопотенциальных солнечных нагревателей, аккумуляторов тепла и систем теплоснабжения на их основе

1.2.1. Низкопотенциальные солнечные нагреватели

1.2.2. Аккумуляторы тепла .

1.2.3. Системы солнечного теплоснабжения. . . .

1.3. Выводы.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ СОЛНЕЧНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ И МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА

2.1. Основные параметры низкопотенциальных солнечных нагревателей .

2.2. Оптические характеристики светопрозрачного покрытия.
2.3. Тепловые потери в окружающую среду
2.4. Тепловая инерционность и продолжительность утреннего прогреваПО
2.5. Эффективность ограздающих элементов низкопотенциальных солнечных нагревателей и пути ее повышения.
2.5.1. Оптимизация толщины замкнутой воздушной прослойки между теплоприемником и светопрозрачным покрытием .
Оптимизация числа слоев светопрозрачного покрытия Оптимизация термического сопротивления теплоизоляции дна теллоприемника .
Влияние конструктивных решений боковых стенок корпуса на эффективность низкопотенциальных солнечных
нагревателей .
Эффективность теплоприемников низкопотенциальных солнечных водонагревателей и пути ее повышения . . Обобщенная методика расчета термической эффективности теплоприемника низкопотенциальных солнечных
водонагревателей .
Оптимизация конструктивных и режимных параметров теплоприемников низкопотенциальных солнечных водонагревателей .
Эффективность теплоприемников низкопотенциальных солнечных воздухонагревателей и пути ее повышения . Влияние способа отведения тепла от поверхности теплоприемника на эффективность солнечных воздухонагревателей .
Эффективность применения дополнительного слоя светопрозрачного покрытия в солнечных воздухонагревателях .
Конструктивные возвожности повышения термической эффективности теплоприемников солнечных воздухонагревателей .
Выбор материала теплоприемника солнечных воздухонагревателей .
ЭФФЕКТИВНОСТЬ АККУМУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛА В СИСТЕМАХ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
3.1. Оптимизация емкости аккумулятора тепла в системах солнечного отопления
3.2. Особенности аккумулирования тепла в системах солнечного горячего водоснабжения
3.3. Определение эффективности аккумулятора тепла пассивных систем солнечного отопления
3.3.1. Эффективность аккумуляторов тепла, совмещенных с наружными стенами зданий
3.3.2. Эффективность аккумуляторов тепла, совмещенных с перекрытиями помещений
3.4. Теплотехнические и аэродинамические характеристики насадочных аккумуляторов тепла
3.3. Оптимизация параметров насадочных аккумуляторов
3.6. Выводы.
ГЛАВА 4. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ СОЛНЕЧНЫХ НАГРЕВАТЕЛЕЙ В СИСТЕМАХ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ.
4.1. Методика расчета термической эффективности двух и многоконтурных систем горячего водоснабжения . . .
4.2. Оптимизация поверхности нагрева змеевика промежуточного теплообменника двухконтурной системы солнечного горячего водоснабжения
4.3. Определение эффективности, необходимой площади солнечного водонагревателя и коэффициента замещения топлива солнечнотопливных систем горячего водоснабжения
4.4. Методика расчета и сопоставления эффективности солнечного нагревателя и коэффициента замещения топлива различных систем солнечного отопления по их ук
рупненным теплотехническим характеристикам . . . .
4.5. Влияние теплотехнических и конструктивных характеристик отдельных элементов системы отопления на эффективность солнечного нагревателя и коэффициент замещения
4.6. Сравнение эффективностей водяных и воздушных систем солнечного отопления .
4.7. Выводы.
ГЛАВА 5. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НИЗКОПОТЕНЦИАЛЬНЫХ СОЛНЕЧНЫХ
НАГРЕВАТЕЛЕЙ И СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ НА ИХ ОСНОВЕ
5.1. Методика проведения и обработки результатов испытаний .
5.2. Эффективность солнечных водонагревателей .
5.2.1. Солнечные водонагреватели с различными теплоприемниками.
5.2.2. Солнечные водонагреватели без светопрозрачных покрытий .
5.3. Эффективность солнечных воздухонагревателей с различными теплоприемниками .
5.3.1. Определение коэффициента конвективной теплоотдачи поверхности теплоприемников солнечных воздухонагревателей .
5.3.2. Определение аэродинамического сопротивления рабочих камер солнечных воздухонагревателей
5.3.3. Сравнительная эффективность солнечных воздухонагревателей с различными теплоприемниками
5.4. Эффективность различных систем солнечного горячего водоснабжения
5.4.1. Одно и двухконтурные душевые с естественной циркуляцией теплоносителя .
5Л.2. Двухконтурная система горячего водоснабжения четырехэтажного дома.
5.4,3. Двухконтурная солнечнотопливная система центрального горячего водоснабжения
5.5. Эффективность различных систем солнечного отопления .
5.5.1. Активная воздушная система с насадочным аккумулятором тепла
5.5.2. Пассивная система, аккумулятор тепла и солнечный нагреватель которой совмещены с наружной стеной здания.
5.5.3. Пассивная система с аккумулятором тепла, совмещенным с перекрытием помещения .
5.6. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработано несколько экспериментальных проектов жилых и общественных зданий с системами солнечного тепло и хладоснабжения, разработан и осуществляется строительство ряда типовых проектов автономных установок солнечного горячего водоснабжения. Достигнуты определенные успехи в области создания специализированных организаций по выпуску, монтажу и ремонтному обслуживанию оборудования и систем солнечного теплоснабжения. Так, в системе Грузинского Главка Минмонтажспецстроя СССР создано управление ныне ППО Спецгелиотепломонтаж, на долю которого в г. Аналогичная организация создана в системе Минмонтажспецстроя УзССР. Придавая важное значение ускорению научноисследовательских и проектноконструкторских работ в области гелиотехники, созданию крупномасштабного производства и внедрению современных эффективных средств и оборудования, связанных с использованием солнечной энергии, уоилению координации и повышению организационного уровня, в Узбекистане при Совете Министров Узбекской ССР создан межотраслевой научнотехнический центр МНТЦ Узгелиотехника. Краткий обзор состояния и перспектив использования солнечной энергии в некоторых странах показывает, что рассматриваемое направление развивается весьма активно. Усилия, затрачиваемые на решение проблемы широкого использования солнечной энергии, дают основания надеяться, что в ближайшие лет солнечные установки различного назначения достигнут такого техникоэкономического уровня, что их вклад в общий энергобаланс будет весьма существенен. Однако для этого должен быть проведен большой объем научноисследовательских и опытноконструкторских работ, разработаны соответствующие элементы экономического механизма ускорения разработки, производства и внедрения средств использования солнечной энергии, учитывающие конкретные природноклиматические условия, обеспеченность традиционными топливноэнергетическими ресурсами и экологические факторы. Солнечные нагреватели основной элемент системы солнечного теплоснабжения, преобразующий энергию солнечного излучения в тепловую. В отличие от обычных теплообменников, в которых происходит интенсивная передача тепла из одной среды в другую в основном конвекцией, а излучение несущественно, в солнечных нагревателях перенос энергии к теплоносителю осуществляется от удаленного источника лучистой энергии. В системах солнечного теплоснабжения могут применяться солнечные нагреватели различного типа без концентрирующих устройств для получения низких температур и с концентраторами солнечного излучения для получения температур выше ЮОС. С выше температуры окружающего воздуха обычно используются солнечные низкопотендиальные нагреватели, принцип действия которых основан на известном парниковом эффекте. В большинстве случаев низкопотенциальные солнечные нагреватели устанавливаются неподвижно, с оптимальной ориентацией для конкретной местности и времени года, в течение которого должна работать установка. В зависимости от назначения используемого вида теплоносителя низкопотенциальные солнечные нагреватели делятся на жидкостные и воздушные. В некоторых случаях они могут быть использованы как генераторы пара низкого давления. В результате поиска технически и экономически удовлетворительных решений в области создания низкопотенциальных солнечных нагревателей в мировой практике в течение последних лет разработаны и предложены многочисленные конструкции. Как показывает опыт, ввиду многообразия технических решений, принятых при создании низкопотанциельных солнечных нагревателей, и разнообразных условий эксплуатации техникоэкономические показатели установок значительно отличаются друг от друга, что осложняет выбор наиболее рациональной и технологичной конструкции нагревателя. На основе обобщения мирового опыта в области разработки и создания низкопотенциальных солнечных нагревателей для систем теплоснабжения автором выполнена систематизация их по основным признакам. Как показывают исследования, все существующие низкопотенциальные солнечные нагреватели отличаются, вопервых, конструкцией и технологией изготовления теплоприемника, вовторых, материалом теплоприемника, корпуса и светопрозрачного покрытия.