Реферат: Расчет долгосрочных характеристик системы солнечного теплоснабжения
Название: Расчет долгосрочных характеристик системы солнечного теплоснабжения Раздел: Промышленность, производство Тип: реферат | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Н.П.ОГАРЕВА Институт механики и энергетики Кафедра теплоэнергетических систем ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТНУЮ РАБОТУ Студент 1 Тема Расчет долгосрочных характеристик системы солнечного теплоснабжения 2 Исходные данные для научного исследования (проектирования) Расчетная температура отопительного периода tнр = - 4,00 о С. Географическая широта φ = 40,46 ˚СШ. Остальные данные, необходимые для расчета, представлены таблице1 и таблице 2. Таблица 1 - Данные для расчета
Таблица – Исходные данные
3 Содержание расчетной работы 3.1 Определение тепловых нагрузок системы. 3.2 Определение параметров солнечного коллектора. 3.3 Определение прихода солнечной радиации. 3.4 Определение влияния ориентации коллектора. 3.5 Определение влияния теплообменника. 3.6 Расчет доли тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии. Руководитель работы подпись, дата, инициалы, фамилия Задание принял к исполнению дата, подпись Введение При существующем уровне научно- технического прогресса энергопотребление может быть покрыто лишь за счет использования органических топлив (уголь, нефть, газ), гидроэнергии и атомной энергии. Однако, по данным многочисленных исследований, органическое топливо может удовлетворить потребности мировой энергетики к 2020 году лишь частично. Остальная часть энергопотребления может быть удовлетворена за счет использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии. Отличительной чертой энергии возобновляемых источников является то, что она не является следствием целенаправленной деятельности человека. Системы солнечного теплоснабжения в качестве источника тепловой энергии используют солнечную радиацию. Эти системы характеризуются наличием специального элемента – гелиоприемнмка, предназначенные для улавливания солнечной радиации и преобразования её в тепловую энергию. В данной расчетной работе представлен расчет долгосрочных характеристик системы солнечного теплоснабжения, позволяющий прогнозировать долю нагрузки теплоснабжения здания, покрываемой за счет солнечной энергии. Содержание Введение ………………………………………………………………….….4 1 Определение тепловых нагрузок системы………………………………..6 2 Определение параметров солнечного коллектора………………………..9 3 Определение прихода солнечной радиации……………………………..10 4 Определение влияния ориентации коллектора………………………….13 5 Определение влияния теплообменника………………………………….15 6 Расчет доли тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии ………………………………………………………………………16 Заключение …………………………………………………………………19 Список использованных источников ……………………………………..20 1 Определение тепловых нагрузок системы Месячная тепловая нагрузка системы отопления, Вт, определяется по формуле
где
Поправочный коэффициент
Месячная тепловая нагрузка системы отопления для января составит:
Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице1.1. Месячное потребление тепловой энергии на отопление, Дж/мес : Qот.м = Qот •nс , (1.4) где nс – число секунд в месяце. Месячное потребление тепловой энергии на отопление в январе : Qот.м = 19440,75•2678400=52,07 ГДж. Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице1.1. Нагрузка горячего водоснабжения, Вт, определяется по формуле:
где
Нагрузка горячего водоснабжения для января
Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице1.1. Месячное потребление тепловой энергии на горячее водоснабжение, Дж/мес определяется по формуле:
Месячное потребление тепловой энергии на горячее водоснабжение в январе:
Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице1.1. Полное месячное потребление тепловой энергии, Дж/мес:
Полное месячное потребление тепловой энергии в январе:
Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице1.1. Таблица 1.1 – Нагрузки системы солнечного теплоснабжения.
2 Определение параметров солнечного коллектора Эффективность коллектора определяется по формуле
где А – площадь коллектора, м2 ;
При условии Для коллектора КМЗ(нерж. сталь) в соответствии с рис.2.2.1 [1]
- 3 Определение прихода солнечной радиации Среднемесячный дневной приход суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность
где E - среднемесячный дневной приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность; R – отношение среднемесячных дневных приходов суммарной радиации на наклонную и горизонтальную поверхности.
где
β – угол наклона коллектора к горизонту; ρ – отражательная способность земли.
где
где
Для января
Для остальных месяцев аналогично, результаты приведены в таблице 3.1.
Отношение среднемесячных дневных приходов суммарной радиации на наклонную и горизонтальную поверхности составит
Среднемесячный дневной приход суммарной солнечной радиации на наклонную поверхность в январе составит
Для остальных месяцев аналогично, результаты приведены в таблице 3.1. Таблица 3.1 – Среднемесячный дневной приход солнечной радиации на наклонную поверхность.
4. Определение влияния ориентации коллектора В зависимости от ориентации коллектора и времени года среднемесячные значения пропускательной и поглощательной способности могут быть значительно меньше, чем при нормальном падении излучения.
где Среднемесячный угол падения прямого излучения определим по рисунку 2.4.3[1]. Для января
Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице 4.1.1. Средние углы падения диффузного и отражённого излучений для любого месяца принимается равными 60˚.
Для остальных месяцев аналогично, результат приведен в таблице 4.1.1. Таблица 4.1.1 – Среднемесячная приведенная поглощательная способность.
5. Определение влияния теплообменника Отношение
где
Для антифриза при А = 45 м2
Для воды
Для антифриза при А = 90м2
и А =140м2
соответственно Для других значений А значение 6. Расчёт доли тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счёт солнечной энергии Энергетический баланс системы солнечного теплоснабжения за месячный период можно представить в виде
где
Если пренебречь
где
Произведем расчет для января при А = 45м2 :
Для других месяцев при других значениях площади коллектора расчет производится аналогично, результат приведен в табл.6.1. и представлен в виде зависимости доли годовой нагрузки от площади коллектора на рис.6.1. Таблица 6.1 – Определение доли нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии
Рис.6.1 – Зависимость доли годовой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от площади коллектора . Заключение В результате выполнения работы было установлено, что при площади солнечного коллектора А= 45,90,140 м2 доля нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечного коллектора составляет 0,20; 0,31; 0,42 соответственно. Зависимость между площадью солнечного коллектора и долей нагрузки нелинейная. Используя полученные данные можно спроектировать теплоснабжение объекта с учетом доли нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечного коллектора. Список использованных источников 1. Агеев В. А. Расчет долгосрочных характеристик системы солнечного теплоснабжения / В. А. Агеев .- Саранск: Изд-во Мордов. ун-та,2004. – 16с. 2. Бекман У. Расчет системы солнечного теплоснабжения: Пер. с англ./ У. Бекман, С.Клейн, Дж. Даффи. М.:Энергоиздат, 1982. 80с. 3. ГОСТ Р 51595 – 2000. Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. 4. Теплонасосные гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения зданий / М. С. Плешка, П. М. Вырлан, Ф. И. Стратан, С. Г. Булкин. Кишинёв: Штиинца, 1990. 122 с. 5. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справ. пособие / Л. Д. Богуславский, В. И. Ливчак, В. П. Титов и др.; Под ред. Л. Д. Богуславского, В. И. Ливчака. М.: Стройиздат, 1990. 624 с. |