Повышение эффективности использования аккумуляторов теплоты с возобновляемыми источниками энергии

• Автор: Ададуров, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 05.14.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 178 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ АККУМУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛОТЫ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ

1.1 Области применения и классификация аккумуляторов

энергии
1.2 Выводы

2 ТЕПЛОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ С ТВЕРДЫМ АККУМУЛИРУЮЩИМ МАТЕРИАЛОМ С ПОРИСТОЙ МАТРИЦЕЙ.

2.1 Общие сведения. Методы расчета

2.2 Численное моделирование теплообмена в тепловом аккумуляторе с пористой матрицей.

2.2.1 Дифференциальные уравнения тепломассообмена в тепловом аккумуляторе с пористой матрицей

2.2.2 Результаты математического моделирования исследования

2.3 Выводы
3 ГРУНТОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ ТЕПЛОТЫ.
3.1 Схема грунтового теплообменника.
3.2 Моделирование нестационарных тепловых процессов в грунтовом аккумуляторе
3.2.1 Процесс теплообмена в грунтовом аккумуляторе
3.2.2 Моделирование поля температур в грунтовом аккумуляторе типа Трубка Фильда
3.3 Экспериментальное исследование теплофизических показателей грунтового аккумулятора.
3.4 Выводы
4 ЭЛЕКТРОКАБЕЛЬНАЯ АККУМУЛЯЦИОННАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ.
4.1 Общие сведения
4.2 Комплекс критериев технологии электрокабельной аккумуляционной системы отопления.
4.3 Метод расчета теплообмена при использовании электроаккумуляцнонной системы отопления
4.4 Математическое моделирование температурного поля в электрокабельном аккумуляторе теплоты.
4.5 Экспериментальное исследование теплообмена в помещении.
4.6 Анализ оптимальных конструкций помещения с использованием электроаккумуляционных систем отопления, удовлетворяющих санитарным нормам.
4.7 Выводы
5 ТЕРМОЭКОНОМИЧЕСКИЙ ПОДХОД В ОЦЕНКЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРОАККУМУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ КАБЕЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ
5.1 Общие сведения
5.2 Термодинамические и термоэкономические показатели
эффективности работы систем отопления с аккумулирование теплоты
5.3 Термоэкономическая оптимизация систем отопления с аккумулированием теплоты.
5.4 Выбор термоэкономически рационального варианта аккумуляционной системы отопления
5.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


На основе расчета методом численного моделирования при помощи лицензионной программы получены поля температур в системе «кабель-пол-помещенис». При этом рассматриваются варианты типов покрытия над стяжкой системы аккумулирования теплоты, типов изоляции под стяжкой, типов среды под перекрытием. Показано, что основную роль в повышении экономичности рассматриваемой системы играет аккумулятор теплоты. Приведенная конструкция электрокабелыюй системы обеспечивает оптимальные комфортные условия в отапливаемом помещении. Сопоставление опытных и расчетных данных показало их удовлетворительную сходимость. В пятом разделе обобщены результаты выполненных исследований и приведены рекомендации по повышению эффективности энергоустановок, использующих возобновляемые источники энергии, оборудованные аккумуляторами теплоты. Аккумулирования энергии - одна из важнейших проблем при эксплуатации энергетических систем на основе возобновляемых источников энергии. Существует много разновидностей аккумуляторов энергии. По назначению они распределяются на автономные и стационарные, по устроцству и виду накапливаемой энергии - механические, тепловые, электрические, химические и индуктивные. Все аккумуляторы можно разделить на два класса: химические и физические (рис. Первые накапливают энергию за счет химических реакций, вторые - за счет физических явлений. Аккумуляторы по характеру работы делятся на обратимые и необратимые. К обратимым, их еще называют вторичными, относят те аккумуляторы, которые могут больше одного раза принимать и отдавать энергию. Они выдерживают больше циклов «заряд-разряд» поэтому они считаются лучшими. К необратимым (первичным) относят накопители разового использования, т. На рис. В общем виде аккумуляторами энергии называют устройство, которое разрешает накапливать в нем энергию любого вида на протяжении заряда а затем передавать значительную часть этой энергии потребителям на протяжении всего периода разряда /р. Рис. Р3 и Рр - средние значения мощности зарядного и разрядного процессов, ;/ - КПД аккумулятора. Значения и /я, а также энергетические показатели при зарядке и разрядке могут значительно отличаться [3]. Можно выделить несколько основных направлении использования аккумуляторов энергии. Во-первых, основная роль их сводится к аккумулированию избыточной энергии возобновляющих источников и дальнейшего использования энергии в периоды отсутствия или нехватки энергоснабжения. При этом значения и гр имеют приблизительно одинаковый порядок, а показатели энергии при зарядке и разрядке достаточно близки. Во-вторых, аккумуляторы выполняют роль преобразователей энергии различного вида, то есть, кроме аккумулирования и сохранения энергии, выполняется еще и превращение энергии в необходимую для потребителя форму. Значительная часть энергии, которую получают от возобновляемых источников, имеет низкий потенциал и не может быть непосредственно использована потребителем. Преобразование и накопление в аккумуляторах позволяет увеличить потенциал энергии и привести к необходимому качеству. ВИЭ. В данном случае аккумулятор выполняет функции трансформатора мощности [3]. Емкостные аккумуляторы дают возможность поставлять потребителям электрический ток, величина которого намного больше, чем при их зарядке от ВИЭ; в индуктивных аккумуляторах за счет использования ЭДС самоиндукции электрической цепи можно получить напряжение, которое значительно превышает напряжение источника энергии. Аккумуляторы механической энергии допускают взаимные преобразования кинетической и потенциальной энергии. Аккумуляторы энергии представляют собой больший класс энергетических устройств с широким спектром возможностей и областей использования. Каждая группа аккумуляторов имеет свои особенности, которые определяют направление научно-технических разработок при их конструировании, проблематика задач при этом очень разнообразная. Поэтому методики расчета аккумуляторов различного типа имеют разную основу, во многих случаях необходимый индивидуальный подход с учетом свойств, характеристик и параметров как источника энергии и потребителя, так и самого аккумулирующего устройства. В таблицах 1.