Розрахунок системи сонячного теплопостачання

  • Вид работы:
    Контрольная работа
  • Предмет:
    Физика
  • Язык:
    Украинский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    225,76 Кб
  • Опубликовано:
    2013-04-29
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Розрахунок системи сонячного теплопостачання

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет «Львівська політехніка»

Кафедра фотоніки







Розрахункова робота

З дисципліни «Альтернативні методи перетворення і передавання енергії»

на тему: «Розрахунок системи сонячного теплопостачання»












Львів - 2013

У даній роботі розраховано енергетичні характеристики і техніко-економічні показники системи сонячного теплопостачання для нагріву гарячої води. Розрахунок проведено для місяця червня. Кліматичні параметри для розрахунку:

0=293,2К; ́=0.75ГДж/м2∙міс; Р=284год/міс; QT =0,6ГДж/чол∙міс.

Вихідні дані для розрахунку:

Fr=0,93; =4,5Вт/(м2⋅К); εт=0,95; ()=0,73; =1,16Вт⋅год/(кг⋅К); ∆0=0; ρб=1000кг/м3; t=1год; бАб/А=0,8Вт/(м2⋅К); =1,16Вт⋅год/(кг⋅К); ββ0=1; Тсер=288К; ∆Т=40К; 0=288,4К; χ=0,7; Qт=7,28ГДж/(чол⋅рік); =7кВт⋅год/ГДж; Зе=8грн/(МВт⋅год); Зт=55грн/т; k=400Вт/(м2⋅К); kс/kб=1м32; kс=60 грн/м2; kт=40грн/м2; (1+εпосоц)=1,3; (1+Кпосоц)=1,02; ω0=1,1; δ=0,21 1/рік; ηд = 0,35; = 29,3 ГДж/т.

Проведення розрахунку

1)      Потужність колектора визначається як:

dQc=Fŕ A[Hk()-б0)]dt = 7.7×108

Значення Fŕ залежить від схеми приєднання сонячного колектора до бака-акумулятора. Для випадку, коли теплообмінник геліоконтура розміщений в баку-акумуляторі, коефіцієнт розраховується за формулою:

Fŕ =  = 0.924

εк - безрозмірне питоме теплове навантаження сонячного колектора, яке визначається як: енергетичний сонячний теплопостачання колектор

εк = FrА/(Gг) = 0.12

Приймаємо Gг/А = 30 кг/(м2∙год).

) Оптимальне значення об’єму бака-акумулятора визначається за формулою:

де μ0 = [(Fŕ +бАб/А)t/( ρб)] = 4.275×10-3

3) Параметр exp(-F0), що враховує вплив теплових втрат сонячного колектора, бака-акумулятора, теплофізичних властивостей акумулюючого середовища і об’єму самого баку, обраховується наступним чином:

exp(-F0) = exp = 0.937

) Оптимальна площа Аопт сонячних колекторів визначається як:

Aопт = XоптQт/[Fŕ () χ́ ] = 1.525

де Xопт - визначаємо з номограми (див. Рис.1). Для знаходження значення Xопт по номограмі (рис.1) необхідно знати параметри Нп, θ1, Зт́ , λ, θ3. Дані параметри розраховуються по формулах, які подаються нижче.

Нп = Fŕ () χ́ = 4.25×109

θ1 = (р-ср)/(р-0) = 1.062

р = 0+ χ́  = 376.5

Зт́ = /(ηд) = 6.972×109

 = Зт(1+εпосоц) = 71.5

λ = 1/(έ ββ0) = 1.004

έ = εт[1+ср(1- εт)/(Tб εт)] = 0.996

де Tб - середнє значення температури теплоносія, що поступає з бака-акумулятора до споживача ( ≈ 313 К).

θ3 = ΔТ(р-0) = 0.48

Пк = кс ω0 δ = 13.86

Рис.1 Номограма для визначення оптимальної площі сонячних колекторів.

5) Оптимальна площа поверхні теплообмінника геліоконтура залежить від схеми приєднання теплообмінника і бака-акумулятора. Для нашого випадку вона визначається як:

(S/A)опт = [J/(1+ θ3X)] ∙ {[q Зт́ /(JПт)]1/2-1} = 0.04


J = Fŕ /k = 0.01= Fŕ ́ A/Qт = Хопт = 0.9= Fŕ ́ θ1 = 5.376×108

Пт = δ kт = 8.4

) Оптимальний розхід теплоносія геліоконтура визначається за формулою:

 

опт =  = 6.862×10-5=  = 3.763×109

) Оптимальний коефіцієнт заміщення fопт розраховується за формулою:

fопт =  = 0.758

Для визначення параметрів R0 і θ2 використовуються наступні співвідношення:

R0 = Fŕ 0 Aоптexp(-F0)/Qт = 1.155

0 = [χ́ +P(0-ср)/ ()] = 7.193×108

θ2 = λ ∙  = 0.454

) Середньорічне значення ККД системи сонячного теплопостачання визначається за формулою:

ηc = fоптQт/(Aопт ́ ) = 0.402

) Питома економія органічного палива за рахунок використання сонячної енергії:

Δb = fоптQт/(ηдAопт) = 0.353

) Річний економічний ефект при використанні сонячної енергії:

ΔЗ = Зт́ fопт - δ ω0 kс(1+Кпосоцопт/Qт = 2.323×10-9

В = Δb Аопт = 0.538

 

fопт

В, (т/чол∙рік)

(Vб/А)опт, (м32)

Аопт, (м2∙чол)

ΔЗ, (грн/ГДж)

0.368

0.502

0.261

0.065

0.988

0.64


Висновок: у даній розрахункові роботі були розраховані енергетичні характеристики і техніко-економічні показники системи сонячного теплопостачання для нагріву води. Розрахунок показав, що не зважаючи на невисокі показники сонячної радіації у нашому кліматичному регіоні, така система все ж економічно вигідна і може забезпечити тепле водопостачання. Враховуючи стабільне подорожчання палива вона має великі перспективи.

Похожие работы на - Розрахунок системи сонячного теплопостачання

 

Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу
Без плагиата!