Создание энергоэффективных технологий с солнечными системами теплоснабжения в агропромышленном комплексе

• Автор: Тайсаева, Валентина Табановна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 350 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Современное состояние энергообеспечения и развития возобновляемой энергетики

1.1. Состояние энергообеспечения Сибири.

1.2. Ресурсы ВИЭ современное состояние и перспективы использования

1.3. Технический потенциал ВИЭ региона Сибири.

1.4. Современное состояние теплоснабжения в жилом секторе.

1.5. Состояние теплообеспечения В сельскохозяйственном Производстве.

1.6 Пути энергосбережения в системах теплоснабжения.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МОДЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ, СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛИЦЫ И ТЕПЛОВОГО
АККУМУЛЯТОРА
2.1. Разработка модели эффективности функционирования биотехнической системы на молочной ферме.
2.1.1. Математическое описание воздушной среды молочной фермы
и моделирование переходных режимов ВОУ
2.2 Моделирование энергоэффективной солнечной теплицы
2.2.1 .Методика оптимизации геометрических параметров теплицы.
2.2.2.0пределение теплопроизводитсльности теплицы с закрытой ПСС
2.2.2.1. Уравнение теплового баланса для закрытой пассивной системы
2.3 Обоснование энергоэффективности теплоаккумулирующих насадок из пористых материалов
2.3.1. Характеристики и свойства теплоаккумулирующих материалов.
2.3.2. Адсорбционные свойства пористых материалов.
2.3.3. Состав и характеристики пористых материалов Забайкалья.
Выводы по главе II
ГЛАВА III. МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКНОСТИ БТС МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ, СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛИЦЫ И ТЕПЛОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, РАСЧЕТ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК
3.1 Экспериментальностатистический метод разработки модели
энергоэффекности БТС молочной фермы.
3.1.1 Разработка математической модели действия параметров микроклимата на молочную продуктивность коров
3.1.2 Разработка модели энергоэффективности функционирования БТС молочной фермы
3.2 Расчет теплотехнических параметров солнечной теплицы
3.2.1. Определение температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций и температуры воздуха внутри теплицы
3.2.2.Определение чеплопроизводительности пассивного теплоприемника юз
3.3 Гидравлический и теплотехнический расчет характеристик аккумуляторов теплоты с насадками галька и цеолиты
3.3.1 Расчет потерь давления и гидравлического сопротивления
3.3.2 Расчет потребной мощности вентилятора на валу.
3.3.3 Расчет аккумулируемого тепла в насадке
3.3.4 Расчет энергоэффективности тепловых аккумуляторов с различными теплоаккумулирующими насадками
3.4 Расчет энергетических характеристик систем солнечного теплоснабжения жилого дома
3.4.1. Методы расчета энергетических характеристик
3.4.2. Оптимизация основных параметров
3.4.3 Расчет параметров солнечной системы горячего водоснабжения
3.4.4 Расчет основных параметров солнечной системы отопления
Выводы по главе III
ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, РАЗРАБОТКА ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
4.1. Цель и задачи экспериментов по испытанию оборудования ССТ
4.1.1 .Разработка солнечных коллекчоров с теплоносичелем вода и воздух Ы
4. 1.2.Разработка теплового аккумулятора
4.2. .Методика тепловых испытаний солнечного коллектора СК1
4.2.2. Методика тепловых испытаний солнечного коллектора с теплоносителем воздух СК
4.2.2.1. Определение потерь давления в солнечном воздухонагревателе
4.2.2.2. Экспериментальное определение характеристик солнечного коллектора с теплоносителем воздух.
4.2.3Методика определения теплотехнических характеристик термосифонной солнечной водонагревательной установки СВНУ1.
4.2.3.1. Методика определения теплотехнических характеристик СВНУ опытным путем на испытательном стенде.
4.2.3.2. Методика расчета теплотехнических характеристик солнечной
водонагревательной установки
4.2.4. Методика определения характеристик теплоаккумулирующих насадок теплового аккумулятора
4.2.4.1. Определение аэродинамических характеристик теплоаккумулирующего материала и коэффициента формы зерна.
4.2.4.2. Определение характеристик теплоаккумулирующих насадок на экспериментальной установке ЭУ3
4.2.4.3. Методика определения гидравлической и теплообменной характеристик ТАН солнечной воздухонагревательной установки СВНУ2
Выводы по главе IV
ГЛАВА V. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ С ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ
5.1. Расчет мощности отопления фермы, совмещенной с вентиляцией.
5.2. Расчет нагрузки теплоснабжения фермы.
5.3. Расчет мощности отопления, нагрузки теплоснабжения и солнечной системы горячего водоснабжения теплицы
5.4. Расчет солнечных систем с теплоносителем воздух для отопления
фермы, теплицы и жилого дома.
5.5. Разработка энергоэффективных фермерского хозяйства фермы, теплицы, жилого дома, гибридной фермы теплицы для ЛИХ с солнечными системами теплоснабжения
5.5.1. Разработка энергоэффективного фермерского хозяйства
5.5.2. Теплоснабжение, вентиляция и канализация
5.5.3. Расчетные теплотехнические характеристики.
5.5.4. Определение теп л производительности пассивной солнечной
системы для отопления фермы
5.5.5. Обоснование выбора энергоустановок и их энергоэффективных
режимов работы.
5.5.5.1 Определение численных значений коэффициентов передаточных функций помещения молочной фермы.
5.5.5.2.боснование рациональной вентиляционноотопительной системы
5.5.5.3.Расчет годового расхода электроэнергии фермерским хозяйством
5.5.5.4 Автономное энергообеспечение с использованием установок возобновляемой энергетики
5.6. Разработка энергоэффективной экологически чистой фермы теплицы
для личного подсобного хозяйства.
5.6.1. Расчет нагрузок энергоснабжения и коэффициента замещения
нагрузок теплоснабжения обьектов ЛПХ солнечными системами
5.7. Создание энергоэффективного экологически чистого дома с автономными системами жизнеобеспечения
5.8. Разработка экопоселения с энергосберегающими технологиями на
базе ВИЭ.
5.9.Техникоэкономический анализ эффективности использования энергосберегающих технологий с гибридными ССТ
5.9.1.Техникоэкономическая эффективность внедрения приоритетных проектов на базе ВИЭ на Байкальской природной территории.
5.9.2. Энергоэффективность использования ССТ на базе солнечных коллекторов и стеклопакетов в жилом секторе Бурятии
5.9.3.Техникоэкономическая эффективность создания экопоселения
Выводы по главе V
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Сибирском институте механизации и электрификации сельского хозяйства СО ВАСХНИЛ. В результате исследований были разработаны методические рекомендации Использование солнечной энергии для нагрева воды в сельском хозяйстве Сибири, которые были рекомендованы постановлением от г научнотехнического совета НТС Агропромышленного комитета Бурятской АССР проектной организации ВостСибГипросельхозстрой для разработки проектов с энергосберегающими технологиями. Согласно постановлению от г НТС Новосибирского Агропрома были опубликованы методические рекомендации Использование солнечной энергии для горячего водоснабжения Новосибирской области. И в году была внедрена солнечная система для нагрева воды на базе солнечных коллекторов БВ0 на доильной площадке в совхозетехникуме Новосибирский, а также разработан принципиально новый солнечный
пластмассовый коллектор и доведен до выпуска установочной партии. Технический потенциал тепловой энергии от возможного вклада солнечной энергии в теплоснабжение молочных ферм Новосибирской области составил млн. Вт ч . Более расширенные исследования по определению ресурсов ВИЭ Байкальского региона были проведены по заданию и инициативе Минтопэнерго РФ в г. ТАСИС Повышение эффективности энергопотребления в Бурятии . Далее приведены данные технического потенциала малых рек, энергии солнца, биомассы, термальных вод, ветра, поверхностных волн Байкала. Потенциал малых рек Идея использования энергии малых рек в Бурятии не нова, республика богата водными ресурсами. Небольшие гидроэлектростанции были построены еще до войны в Баргузинском районе мощностью до 0 кВт, Джидинском до 0, Курумканском до 0. Технический потенциал малой гидроэнергетики Бурятии составляет , млн. Втчгод. Приведенная цифра не учитывает потенциал свободного потока бесплотинных ГЭС, потенциал искусственных и естественных водоемов, сбросной охлаждающей воды тепловых электростанций предприятий. Реалиация потенциала малых рек стала возможной в Баргузинском районе, благодаря разработанной НТ Программа энергосбережения Баргузинского района с использованием возобновляемых источников энергии . В районе были проведены 1 и II Международные научные конференции Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона и но результатам конференции изданы сборники трудов . В г. Министерствами промышленности и экономравития РБ бизнеспланы строительства двух малых ГЭС МГЭС в Баргузинском районе, выполненных МНТО ИНСЕТ. Установленная мощность МГЭС на р. Ульзыха с. Ярикто составляет 1. МВт, выработка 8. Втч, стоимость строительства гидроузла . МГЭС на р. Нестериха п. Баргузин определена в 0 кВА, годовая выработка 2. Вт ч, стоимость строительства гидроузла . Баргузин, Шаманка, Ина Курумканского и Баргузинского районов. Для размещения же микроГЭС рекомендуется створов рек Баргузинского, Окинского, Тункинского, Курумканского районов, мощность водного потока рек которых достигает от 3 до кВт безнапорные свободнопоточные гидротурбины. Использование свободно поточных микроГЭС позволит обеспечить автономное энергоснабжение потребителей этих районов. Согласно разработанной МНЮ ИНСЕТ концепции строительства малых ГЭС в России в Бурятии намечено строительство малых ГЭС . Почти все районы Забайкалья являются благоприятными для строительства фотоэлектрических станций ФЭС, на которых с учетом КПД порядка , удельная выработка электроэнергии достигает 0 кВт чгод на 1 м. В РАН и РАСХН проведены фундаментальные исследования, в результате которых разработана новая солнечная электростанция с применением различных видов топлива твердого, жидкого или газообразного для энергообеспечения турбины при недостатке солнечного излучения. Электрический КПД всей станции лежит в пределах от до . Расчетная максимальная годовая производительность солнечной элекзростанции с пиковой мощностью 6 кВт при ориентации на юг и угла наклона к горизонту составляет для г. УланУдэ 1, кВтч, г. Кяхта, ст. Борзя Читинской области 1, кВтч. При двухосевом слежении эти значения составляют соответственно 2, и 2, . Для сравнения в г.