Диссертация (1141522), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Предложена методика повышения эффективностипроектных решений ССТ гражданских зданий, выявлены и систематизированыфакторы и их взаимодействия по значимости влияния на точность моделирования,11установлен необходимый и достаточный временной интервал, определяющий модель климатических условий и нагрузки на систему.Степень достоверности результатов диссертационного исследованияподтверждается применением современных общепринятых в области науки методов исследования, в том числе численных экспериментов, и теоретических основв области теплофизики, проектирования, анализа данных и автоматизации.Апробация результатов исследования.
Основные положения диссертациибыли изложены на следующих научно-практических конференциях:XVIII Международная межвузовская научно-практическая конференция студентов, магистрантов, аспирантов и молодых учёных «Строительство - формирование среды жизнедеятельности», 2015г., г. Москва; XIX Международная межвузовская научно-практическая конференция студентов, магистрантов, аспирантови молодых учёных «Строительство - формирование среды жизнедеятельности»,2016г., г.
Москва; Международная научная конференция «Интеграция, партнёрство и инновации в строительной науке и образовании», 2016 г., г. Москва; XX Международная межвузовская научно-практическая конференция студентов, магистрантов, аспирантов и молодых учёных «Строительство - формирование средыжизнедеятельности», 2017г., г. Москва; XXI Construction the formation of living environment, 2018 г., Moscow.Публикации. Научные результаты изложены в 7 научных публикациях, изних 2 работы опубликованы в журналах, включенных в Перечень рецензируемыхнаучных изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, на соисканиеученой степени доктора наук, а также 1 работа в издании, индексируемом базойScopus.В диссертации использованы результаты научных работ, выполненных автором - соискателем ученой степени кандидата технических наук – лично и в соавторстве [77].12Структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, основной части,включающей 4 главы, заключения, списка условных обозначений, списка литературы и приложения. Общий объем диссертации составляет 144 страницы, работасодержит 22 рисунка, 21 таблицу и одно приложение. Список литературы насчитывает 111 наименований.Содержание диссертации соответствует п.п. 3 и 6 Паспорта специальности 05.13.12 – Системы автоматизации проектирования (строительство):п.3. Разработка научных основ построения средств САПР, разработка и исследование моделей, алгоритмов и методов для синтеза и анализа проектных решений, включая конструкторские и технологические решения в САПР и АСТПП.п.6. Разработка научных основ реализации жизненного цикла проектирование – производство – эксплуатация, построения интегрированных средств управления проектными работами и унификации прикладных протоколов информационной поддержки.Общая методологическая схема исследования представлена на рисунке 1.13Рисунок 1 – Общая методологическая схема исследования14Глава 1.
Анализ теории и практики проектирования современных иперспективных систем солнечного теплоснабжения гражданских зданийВопрос о перспективе развития и целесообразности альтернативной энергетики в России и мире многократно поднимался и по-прежнему считается спорным[6-9].В последнее время наиболее широкое распространение получают комбинированные системы энергоснабжения на основе альтернативных источников энергии (АИЭ) [10]. Это связано со стремлением обеспечить полную автономию потребителя.
Данный вопрос является актуальным для многих удаленных от централизованных сетей районов. По данным Кольского научного центра РАН в 2011году более 70% территории нашей страны оставались не обеспеченными централизованными энергосетями [11]. Применение альтернативной энергетики можетдать ощутимый толчок к разрешению проблемы энергоснабжения таких районов.История изучения и применения способов энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии насчитывает более ста пятидесяти лет [12]. Первые исследования и опытные энергоустановки применялись для производстваэлектроэнергии.Поиски методов преобразования энергии солнечных лучей в механическую,начавшиеся в XIX веке французским изобретателем Огюстом Мушо [13], приводят в 50-х годах XX века к созданию солнечных водонагревателей и развитию такой ветви альтернативной энергетики как солнечное теплоснабжение.Система солнечного теплоснабжения (ССТ) – система, обеспечивающая покрытие нагрузки отопления и горячего водоснабжения за счет солнечной энергии[14].1.1 Современные и перспективные системы солнечного теплоснабжениягражданских зданийКонструктивными элементами ССТ являются: солнечный коллектор, бакаккумулятор, теплообменник, система трубопроводов, насос (или насосы).
Из соображений надежности некоторые элементы могут дублироваться.15Ключевым элементом системы является солнечный коллектор [17, 18], который служит для преобразования поступающей на поверхность земли солнечнойрадиации в тепловую энергию. Тип, характеристики и пространственное положение коллектора играют определяющую роль в процессе преобразования солнечной радиации. К характеристикам солнечного коллектора любого типа относятся:площадь и поглощательная способность селективного покрытия и коэффициенттеплоотдачи коллектора.В связи с различием и неравномерностью режимов поступления солнечнойрадиации в систему и потребления тепловой энергии потребителем, в системепредусматривается буферная емкость – бак-аккумулятор, позволяющий сохранятьизбытки вырабатываемой коллектором энергии до ее потребления.
Характеристиками бака-аккумулятора являются объем и тепловые потери.Современные баки-аккумуляторы оснащены встроенными спиральными теплообменниками. В техническом паспорте бака-аккумулятора также указываются ихарактеристики теплообменника: площадь поверхности теплообмена и мощностьтеплообменника при заданной температуре и расходе отопительной воды.Тепловая энергия в системе переносится с помощью жидких теплоносителейпо трубам от коллектора в бак-аккумулятор и обратно. Для обеспечения принудительной циркуляции в системах применяются насосы.
Использование в качестветеплоносителя в коллекторном контуре воды является экономичным решением,однако, применимым только для сезонных летних установок. Для установок, работающих в зимнее время, в качестве теплоносителя применяются антифризы, какправило это 20-50 процентный раствор пропилен- или этиленгликоля. Применение антифризов увеличивает стоимость системы, но является необходимым вусловиях отрицательных температур наружного воздуха, характерных для регионов России. Трубопровод ССТ также как и описанные выше элементы характеризуется тепловыми потерями транспортируемого теплоносителя.В процессе функционирования системы теплоноситель претерпевает тепловые потери в коллекторе и трубопроводе; вода, нагреваемая в баке, также подвержена остыванию. В холодное время года тепловые потери элементов, распо-16ложенных вне помещения значительно выше, тепловых потерь внутренних элементов.
Величина тепловых потерь системы напрямую зависит от качества материалов тепловой изоляции солнечного коллектора, трубопровода и бакааккумулятора. Чем качественнее выполнена изоляция элементов, тем больше долявыработанной коллектором энергии, достигающая потребителя.Состав и конструкция ССТ определяется ее пространственным положением ифункциональным назначением. Значительное количество исследований [19-22],проводящихся на опытных установках, основываются на нетиповых принципиальных схемах систем.В указанных источниках описаны индивидуальные проекты, однако принеобходимости более широкого применения типовых ССТ целесообразно произвести унификацию схемных решений.
В [15] предлагается 6 принципиальныхсхем установок солнечного горячего водоснабжения (рисунок 1.2.1). Немногопозже – в 1990 году, в сборнике «Системы солнечного тепло- и хладоснабжения»под редакцией Э.В. Сарнацкого и С.А. Чистовича [3] были выделены еще 8 принципиальных схем (рисунок 1.2.2) солнечного горячего водоснабжения. Четыресхемы в указанных источниках схожи или совпадают.17Рисунок 1.2.1 – Принципиальные схемы установок солнечного горячего водоснабженияа) — с естественной циркуляцией; б) — одноконтурная; в) — двухконтурная;г) — двухконтурная с постоянной температурой воды; д) — трехконтурная; е) —с двумя змеевиками в баке-аккумуляторе. 1 — солнечный коллектор; 2 — бакаккумулятор; 3 — дублер нагрева воды; 4 — циркуляционный насос; 5 — теплообменник; 6 —регулятор температуры18Рисунок 1.2.2 – Принципиальные схемы установок солнечного горячего водоснабжения.а) – одноконтурные проточные; б) – двухконтурные с естественной циркуляцией; в) – двухконтурные с принудительной циркуляцией; г) – двухконтурные степлообменником в баке-аккумуляторе; д) – с промежуточным контуром; е) – ссекционным баком-аккумулятором; ж) – с секционным баком-аккумулятором искоростным теплообменником.19Классификация схем установок солнечного теплоснабжения отсутствует, чтозатрудняет автоматизацию проектирования.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
