1598005380-0559a554b30469b1dfce4c2a23370a37 (811203), страница 35
Текст из файла (страница 35)
(6.68) (6,69) 175 174 где /Р - удельный объем бака-аккумулятора (объем бака на 1 м2 площади солнечного коштекторз) принимается соответственно равным для климатических районов: П-0,06; Ш-6,67 и 1У-0,08 мз/м2. В двухконтурных установках температуру воды на входе принимают на 5 оС выше определенной по формуле (6,63). В первый час работы установки температуру на входе принимают равной температуре воды в баке-аккумуляторе. Прльюр 3. Необходимо выполнить расчет одноконтурной установки с естественной циркуляцией для 3-комнатного жилого дома на 4 жителя в Ялте. Исходные условия— см.
пример 2. Расход горячей воды по СНиП 2.04.01-85 — 100 кг/сут на одного жителя. По метеоданным примера 2 вычисляют производительность установки по соответствующим форыулам. При П = 0,08 ыз/м2 конечное значение температуры нагретой воды доспкает 42 оС, что ниже нормируемой СНиПом.
Поэтому для увеличения температуры нагрева воды объем бака уменьшают до 0,55 м /м, вследствие чего получают 3 2 необходимую температуру горячей воды Т, в 50,4 оС. Расчетные данные сводят в табл. б,ц, После 15 ч начинаегся вынос теплоты (Т, ъ Тн ), поэтому расчет следует прекратить. Общая выработка теплотьг установкой — 55 кг/(м,сут). Плщцадь коллекторов определяют следующим образом: 6.9. Рзвьещые данные для одвоковтуртюй установки солнечного горюаего вояоеввбжевия 8 ... 9 9 ... 10 10 ...
11 11 ... 12 12 ... 13 13 ... 14 14 ... 15 15 ... 16 16 ... !7 цпогл. ! Вт/м2 275 488 528 558 578 Твх!,БС 15 18,2 25,1 31,9 38,4 В!, кг/(эс2ч) 17,8 38,2 37,6 ' 35„7 33,3 6.5.РАСЧЕТ СОЛНЕЧНЫХ ТЕПЛОНАСОСНЫХ УСТАНОЕОХ НА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ В последние годы расчеты солнечных теплонасосных установок (СТНУ) привлекают все большее внимание отечественных и зарубежных исследователей. Однако опубликованные результаты базируются либо на излишне упрощенном теоретическом описании коэффициента преобразования теплового насоса, либо выполняются только в расчетном режиме. В связи с этим для оценки ряда эксплуатационных параметров СТНУ, необходимых для их проектирования, в КиевЗНИИЭП использована описанная выше методика подобных исследований, выполненных ранее для двухконтурных гелиосистем горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией теплоносителя.
Летальная математическая модель теплового насоса достаточно сложна„поэтому для расчетов использована модель, базирующаяся на представлении объемной холодопРоизводительности ц„и холодильного коэффициента б в зависимости от темпеРатУР испаРениЯ тн и конденсации тк (5]. В 16] приведены соответствующие графики для компрессоров типа П110, работающих на хладвгентах й 12, й м2 и й 1231 при рабочем объеме компрессора )г = 0,083 мз.
По этим графикам, используя методы планирования эксперимента, построены эмпирические зависимости второго порядка для работы нахладвгенте л ш, которые после оценки значимости коэффициентов регрессии принимают следующий вид: Уг 4'290+ 0'М5Тн 0 Вл)гк 6 270Т Тк Д ц'У 187 5+ 9 ББТ2+ 6938Т 2645Тк В ББТ Т где г — кщффииивнг преобразования; Д - теплопроизводгпельюкть теплового насоса, йт ч. Выражения (6.64) позволяют составить систему уравнений, описывающих работу схемы, приведенной на рис. 6,/2, а, и решить ее как функцию внешних условий.
При этом предполагается отбор горячей воды в режиме с постоянной температурой тг „ регулируемой расходом. Этими уравнениями являются: (твых Т )/(Т вЂ” Т х) 1 — ехР(-А~ ~4//1тг ); ге)Ц д т — расход теплоносителя (водяной эквивалент); Дг — количество теплоты, получаемок из коллекторов; Тн — ммлература испарения хладагента, которая ниже Т на вх на Гн = 5 оС; алел — теплопроизводительность СТНУ; )л — коэффициент преобразования; )цв — количество воды (водяной эквивалент), подогреваемой в СТНУ до температуры Т г.в рнс.
0.13. Завипаиосщ сзанмыни выработанного СТНу запив Сз аз Кг в Сэ УСГВ Х-Сэ 3 руб/Гдж; Кг = 50 руб/м2; за лге, соозеегсгвенног П вЂ” б и 50; Ш вЂ” 3 и 75; Хгг — б и 75; У - 12 и 50; ХГХ - 12 и 75 с,руд1гдгл 0 А,гг . 177 17 11 Ю 9 90 Решая совместно зти уравнения, можно найти аналитическое выражение для Тн при Т = салаг, по которому определяется Т х и далее Т,ы„, 'Опал зг Зрв Ти ~ (ЗР 49 50)2((буг 49 50)2 0,300(рузТ х Игз Х) Тв 0423)1Ч /О 19. (6,70/ (6.
71) При использовании этих выражений как основы алгоритма была составлена программа для нахождения среднегодовых эксплуатационных показателейСТНУ горячего водоснабжения, которые (для климатических условий Ялты) приведены на рис. 6.12, б, Их результаты показывают, что среднегодовой коэффициент преобразования Т имеет обратную зависимость от величии тк и лежит в пределах 3 ...
4.5, что является достаточно высоким значением, и даже с точки зрения использования топлива вполне оправдывает применение электроэнергии для теплоснабжения. Среднемесячные значения для всех вариантов отличаются от среднегодовых не более чем на Гй ... 15%. КПД солнечного теплоприемного контура мало связан с величиной тк.и гораздо меньше, чем для обычных двухконтурных систем, зависит 022 — ! 2 176 177 б) т" «7 «у Лд 3,5 33 "у Ра,гйи/гар 155 рвс. бд2. дривыапнальвая схеыа (е) и Пыфнкв (б) м ыв асан орфф ыев а нры раза вьгузайззки зызвазы (2зюл двл стну аз пзаю$адв ковзласзаров я в деиперааууы кавзвысюви Тк Х вЂ” коллекторы; 2 — насос; 3 — испаризель; 4- конденсаторы; 5 — регулязор гемперазуры; б — бак- аккумулятор от удельной плопйли коллекторов, изменяясь в интервале 0,52 ... 0,48, что на 15 ...
25% выше КПД двухконтурных УСГВ без ТНУ (сы. табл. 6.4). Теплопроизводитель ность СТНУ в рассматриваемом интервале значений А возрастает с ростом тк, а ее усредненные удельные значения находятся в интервале 3,05 ... 4,15 ГДж/(м2 ° год) [6 5 2, ...
12 МДж/(м дн.)). Эти же показатели, вычисленные для климатичжких условий городов Одесса и Киев, дали близкие результаты. Это позволяет перейти к технико-экономической оценке и выявлению областей оптимального применения СТНУ, для чего необходимо определить стоимость вырабатываемой теплоты из выражения С,- Пйн+ и)(К„Р+ Р) + С,УО„,„, где Ин взрмазивный коэффипненз окупаемости кааизальных вложений е год (прингп 01);И, ); норма эксплуазапионных издержек как доля капигальных вложений; К г увальнее сгоимасзь солнечного зепло~риемного контура, р/м2; Т плоаыдь солнечных коллекгоеон. м; Р— сзоимосзь теплового насоса; РУбйсэ — лоимасы РасходУемой дла 2.
ТИУ электроэнергии, рубл Опал- вырабатываемая геалоза. Эффективность устройства СТНУ следует проверить по трем возможным базовым вариантам теплоснабжения: от котельной, от УСГВ беэ ТНУ и от ТНУ без УСГВ. Использование графиков на рис. 6.13 позволяет определить условия, при которых теплоснабжение от СТНу эффективней, чем от котельной. Из приведенных зависимостей следует, что устройство СТНУ при К, = 50 руб/м7 эффективней прямого электроснабжения при С, 5,6 руб/ГДж [2 коп./(КВт ч)), а при К, = 75 руб/м2 эффективней, когда С, = 9 руб/ГДж [3 коп/(кВт ч)]. Если базовый вариант — ТНУ, устройство УСГВ даст повышение и) ыер рг г /Вщ ч /сРВ глас усед 07 1210 120 100 (6. 72) 7 (Б„+Б)(К„А+Р)/Д РС 30,215.
/70 100 температуры испарения и улучшение за счет этого термодинамических п азателей цикла. Расчеты показывают, что в этом случае зависимосок ти имеют тот же характер, а С, несколько ниже (в сред ем Пля сравнения СТНУ с УСГВ той же производительности определено пороговое значение некоторого комплекса параметров, начиная с которого СТНУ становится экономически целесообразным: При рассматриваемом значении входящих величин это означает, что .
С, ~ 3руб/ГПж. Таким образом, показано, что использование СТНУ может быть эффективно в любом из трех возможных случаев: при замене традиционного источника теплоснабжения; устройстве солнечного теплоприемного контура в теплонасосной системе теплоснабжения. установке теплового насоса в системе теплоснабжения. Если стоимость электроэнергии С, ) 2,5 коп/(кВт. ч) все три варианта эффективны при К = 75 руб/м2; если С, < 1,5 коп/(кВт ч), то эффект, г получают при К„= 50 руб/м . 2 6.6.
РАСЧБТ СОЛНБЧНЫХ ПРНСТАБОК К ТБПЛОАККУМУЛ5ШНОННЫМ. ЭЛБКТТОКОТБЛЬНЫМ В главе 4 приведены описания и схемные решения комбинированных солнечно-топливных и солнечно-электрических котельных. Их расчет сводится в первую очередь к определению необходимой площади солнечных коллекторов, что, как и в случае других установок и систем солнечного теплоснабжения, является задачей оптимизационной.
Эта задача была решена для солнечно-электрических тепло-:, аккумуляционных котельных при климатических условиях Украины, .,' но результаты решения могут быть использованы в случае отсутствия конкретных данных и для солнечно-топливных котельных, а также для других, близких по параметрам, климатических районов. В КиевЗНИИЭП составлена программа для расчета в эксплуатационном режиме солнечно-электрической котельной производительностью 25 М /Сут (о,т,- 4,7 ГДж, Г, 60С Г = 15О), И дпя КЛИМатИЧЕСКИХ условий Ялты ( )Я = 45о с.ш.) и Киева( У' = 50о сш.). Были выполнены расчеты годовой и сезонной теплопроизводительности при изменении площади коллекторов от 20 до 320 м2.
Результаты расчета, приведенные на Рцс 6.14, могут быть использованы в полном объеме или выборочно для нахождения удельных параметров подобных установок. 17В 0 70 70 770 /70 020 770,У70 4 сс2 01 (/, КВт, ч/сезон ссее усег 0 70 70 /г0 /70 гг0 770 ~га4 лг 2 Рве. 6:.14. Графики аависиыости выработки (2погв КПЛ ч в коврфициевта ааыацевия "рв гововой (а) и ииоввой (б) работе псистисок югя клвлипс акяик Уюввлгй Яигм (спвоппия жсввя) гг Киева (прерасавсгая ливия) 1-()пол;2-2;2- Ч Оценка зкономической эффективности, выполненная по традиционной методике, показала, что при удельной стоимости солнечной приставки менее 90 руб/м она становится экономически целесообраз- 2 ной прн стоимости замещаемой электроэнергии выше 20 руб/(Мвт ° ч).
При этом оптимальное значение площади солнечного коллектора растет при снижении у2дельной стоимости: от 70 м2 при 90 руб/м2 до 170 м при 60 руб/м. При стоимости замещаемой электроэнергии 2 40 руб/(МВт ° ч) возрастание площади в исследуемых пределах приводит к росту экономической эффективности устройства солнечных приставок. 179 бл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
