Метод расчета и проектирования солнечной теплицы для региона Сибири

• Автор: Мазаев, Леонид Романович
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Улан-Удэ
• Количество страниц: 176 с. : ил.

1погрг температура воздуха в пограничном слос,С

Т температура входящего воздуха, воды, К

кВт ч

количество падающей радиации

к1ж

с,, удельная теплоемкость материала1

Рабплощадь поверхности абсорбера,м2 р плотность, кгм3 температура выходящего воздуха, воды К

Т приведенная температура, Км2Вт Тнос температура насадки, К

Не критерий Рейнольдса

Т0 температура наружного воздуха,К коэффициент замещения Ср средний диаметр зерна насадки,м поверхность зерен насадки
Оскк аккумулируемое тепло, кВтч и кинематическая вязкость, м с У7,, площадь насадки,м2 Я теплопроводность, Втм К
Е энергетическая эффективность
V скорость воздуха,мс
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ТЕХ 1ЛИЦ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
1.1.Технологии отопления солнечных теплиц.
1.1.1 .Пассивные солнечные системы для отопления теплиц.
1.1.2.Солнечные теплицы с тепловыми аккумуляторами с подземными системами отопления и охлаждения
1.1.3.Влияние параметров теплоаккумулирующей массы на аккумулиро
вание солнечной энергии.
1.2.Характеристики и свойства теплоаккумулирующих материалов
1.2.1.Состав и адсорбционные свойства пористых материалов Забайкалья. Выводы по главе 1.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ТЕПЛИЦ
2.1. Обоснование выбора формы теплицы.
2.1.1 Расчет оптимального угла установки светопрозрачного покрытия
2.1.2. Расчет прихода солнечной радиации на наклонную поверхность и оптимального угла установки светопрозрачного покрытия теплицы.
2.2.Моделирование энергоэффективной солнечной теплицы
2.2.1. Методика оптимизации геометрических параметров теплицы.
2.2.2 Расчет энергетического баланса солнечной теплицы
2.2.2.1. Расчет суммарного аккумулируемого тепла
2.2.3. Расчет поглощенной солнечной радиации
2. 3. Расчет пассивных солнечных систем.
2.3.1. Пассивные закрытые системы солнечного отопления
2.3.2. Определение теплотехнических параметров солнечной теплицы.
2.3.2.1.Уравнение теплового баланса для закрытой пассивной системы
2.3.2.2.0пределсние температуры внутренних поверхностей ограждающих
конструкций и температуры воздуха внутри теплицы.
2.3.2.3. Определение теплопроизводителыюсти теплоприемника.
2.3.3.1 идравлический и теплотехнический расчет характеристик аккумуляторов теплоты с насадками галька и цеолиты
2.3.3.1. Расчет потерь давления и гидравлического сопротивления
2.3.3.2. Расчет потребной мощности вентилятора на валу.
2.3.3.3. Расчет аккумулируемого тепла в насадке
2.3.3.4. Методика расчета энергоэффективности тепловых аккумуляторов
с различными теплоаккумулирующими насадками
Выводы по главе II.
. ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ Цель и задачи экспериментов по исшлтанию оборудования ССТ
3.1.1 .Разработка солнечных коллекторов с теплоносителем
водавоздух.
3.2.Методика испытаний гелиотехнического оборудования
3.2.1 Методика тепловых испытаний солнечного коллектора в режиме водонагревателя,.
3.2.2.Методика тепловых испытаний солнечного коллектора в режиме воздухонагревателя.
3.2.2.1 Методика определения аэродинамического сопротивления и
потерь давления АР солнечного коллектора в режиме воздухонаревателя .
3.3. Методика определения характеристик теплоаккумулирующих
насадок ТАН теплового аккумулятора.
3.3.1. Определение аэродинамических характеристик теплоаккумулирующего материала и коэффициента формы зерна
3.4. Методика определения эффективности теплового экрана солнечной
теплицы
Выводы по главе III
ГЛАВА IV. ТЕХНИКО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА СОЛНЕЧНОЙ
ТЕПЛИЦЫ
4.1. Расчет нагрузки теплоснабжения теплицы.
4.1.1. Расчет нагрузки отопления
4.1.2. Расчет солнечной системы I ВС для полива растений
4.2. Разработка проекта энергоэффективной солнечной теплицы.
4.2.1.Технико экономические показатели энергоэффективной
солнечной теплицы
Выводы по IV главе.
ПЕРЕЧЕНЬ ВНЕДРЕННЫХ РАЗРАБОТОК, РЕКОМЕНДАЦИЙ, ОПУБЛИКОВАННЫХ
РАБОТ ПО ПРИЛОЖЕНИЮ III. 1
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Постановление Правительства РФ от Г5. ЕК i ii i . России гг. ФГУП ФЦГС Экология Подготовка перечня объектов возобновляемых источников энергии с указанием их предварительных технических и экономических характеристик и плана их строительства на Байкальской природной территории в рамках подготовки Российской программы развития ВИЭ РПРВИЭ . ТАН галька и цеолиты. Апробация работы. Содержание и отдельные положения диссертационной работы докладывались на международных и российских научных конференциях всероссийском энергетическом форуме ТЭК России в веке. Экологические и инженерноэкономические аспекты жизнеобеспечения Ганновер , VI международной конференции Возобновляемая и малая энергетика Москва, . Разработанное учебное пособие Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Разработанные опытные образцы солнечных коллекторов СК по Распоряжению Министерства науки и технологий РФ Ф от г. Госконтракту Разработка и изготовление опытных образцов СК с теплоносителем вода и воздух на базе композитов из местного сырья и отходов производства были внедрены как солнечные установки для ГВС фермерских хозяйств в Закаменском, Кижингинском, Иволгинском районах РБ душевой в пансионате Колос на берегу оз. Байкал приставки к электрокотсльной профилактория Бурятэнерго. Результаты теплопроизводительиости теплицы с пассивными солнечными системами для отопления и солнечным коллектором для ГВС. Результаты энергоэффективности тепловых аккумуляторов теплоаккумулирующей пористой насадкой и ночным тепловым экраном светопрозрачного покрытия. Метод расчета и проектирования энергоэффективной солнечной теплицы. ГЛАВА I. Самая энергоемкая отрасль сельскохозяйственного производства выращивание овощей в условиях защищенного фунта. Например, стандартный тепличноовощной комбинат площадью 6 га в средней полосе страны потребляет за 1 час около ГДж теплоты, на что ежегодно расходуется до млн. Для выращивания 1 кг томатов в некоторых зонах страны затрачивается до кг уел. При современных технологиях, теплоэнергетическом оборудовании и конструкциях теплиц потребление электрической энергии составляет кВтч на 1 м2 в среднем по стране и в существующих конструкциях теплиц солнечная энергия используется только на как источник фотосинтеза илишь незначительная часть на обофев 4. Современные тепличные хозяйства России несут большие экоиомиические убытки изза их энергоемкости, высокой себестоимости ранневесенних и позднеосенних овощей. Для удовлетворения растущей потребности населения в дешевых экологически чистых овощах, необходимые, высокоэффективные многоцелевые теплицы круглогодичного действия. Расходы на обофев в существующих отапливаемых теплицах составляют более стоимости готовой продукции. Годовой расход теплоты для обогрева 1 м2 зимних теплиц со стеклянным ограждением находится в зависимостиот района России в пределах 0,2, Г калм для ангарных теплиц и 0,,3 Гкалм2 для блочных. Для условий Байкальского региона, Дальнего Востока для обофева 1 м2 зимних теплиц с двойным остеклением годовой расход составляет 0,0, Гкалм2 и 0,1, с одинарным. В различных странах мира проводятся исследования по использованию солнечной энергии для отопления теплиц. Интересен опыт использования солнечной энергии для отопления теплиц в Германии, Испании, Италии. Экономия затрат на отопление составляет от до со сроком окупаемости от 1 года до 7 лет. В США проведены опыты по использованию циркуляционного воздуха для подпочвенного обогрева, в Великобритании обогрев корнеобитаемой зоны растений в теплицах используется для снижения расходов на отопление, установлено, что при температуре корнеобитаемого слоя температуру выращивания некоторых культур можно снизить до С днем и до 7. В нашей стране в сво время были предложены гелиоустановки для отопления теплиц рис. Рисунок 1. Для овощеводовлюбителей овощной опытной станцией им. В. И. Эдельштейна Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева был разработан проект индивидуальной гелиотеплицы с аккумуляцией солнечного тепла в грунте рисунок 1.