1598005380-0559a554b30469b1dfce4c2a23370a37 (811203), страница 55
Текст из файла (страница 55)
В качестве внешних факторов рассматривают: поток солнечной радиации по направлению нормали к плоскости коллекторов Н( с ); температуру наружного воэдуха— со(' ); расход теплоты на выходе из БА — чр( г ). 27б (11.13) (11.16) 277 Поток солнечной радиации, поглощенный системой солнечных коллекторов, вызывает нагрев воды, циркулирующей через коллекторы. Последняя поступает либо непосредственно в БА (одноконтурные системы), либо в ТО, где обусловливает нагрев воды из БА (двух- контурные системы).
Циркуляция воды в системе обеспечивается работой насоса (системы с принудительной циркуляцией) или гидростатическим давлением, вызванным разностью плотностей воды в плоскости коллекторов и БА, возникающей при нагревании теплоносителя в коллекторах (системы с естественной циркуляцией). В неавтоматизированных системах с принудительной циркуляцией расход воды через плоскость коллекторов является постоянной величиной (см. гл. 7). В системах с естественной циркуляцией расход теплоносителя является переменной величиной, зависящей от разности температур теплоносителя в плоскости коллекторов и в аккумулирующей емкости. Иэ-за сильной зависимости от внешних факторов, имеющих стохас тическую природу, теплофизические процессы, происходящие в системе, являются нестационарными. Для описания этих процессов используют систему дифференциальных уравнений, получаемых на основе закона сохранения энергии.
При составлении уравнений принимают следующие условия: система может быть представлена в виде отдельных элементов, процессы теплопередачи между которыми характеризуются средними в пределах каждого элемента значениями коэффициентов теплообмена; температура теплоносителя в отдельных элементах изменяется равномерно от входа к выходу. С учетом сделанных допущений тепловую модель рассматриваемой системы представляют в виде отдельньех областей с равномерным полем температур. Система дифференциальных уравнений, описывающих протекающиев системе процессы, имеет вид: кй от и 1 4~с +Ятсьйи7 Ы+итйси~ со)1= Я Н ",1 1;.. 1 (11. 2) о и 1 т'~ ...Р~1 ( .1 ~;-у~- + и101- ~,)+а, ьЦ- ~1) -атсь(П- ~1)ы-иь)-2,1- й ш си Б Б с,— -ят(1 — е,р- — Ь ой (11.14) ш +и10,-~о)-а, 01-р1-1,1-2; )иг (11.15) ш с1 '+иФ1-1 )=засей, -71);» т2,1 31 с — + и((11 - со) +бгРв(11 1)) б)св(1 1 ' 1-1);1 2,7 2,! 1 49.
от с — с-+и)(17-со)+дггсв(17 ск) дггсв(1 55' 1).г 81-2,л-д 51 и +п (1 1 )+д сл(ск 1р) апов(~у ск) 41 — + о (1 — 1 ) =аггел(ск — 1 кй к 1 ),Л 2,э,„.,гл2 Д к дз- кк от С вЂ” +ОКВК 1О) =бГГСВ(1К-1 К) ьл В Х к аз+ П -1);Л лг2, (11.17) (11.18) (11.18) (11.28) (11.21) Приведенные уравнения представ ляют запись закона сохранения я азличных областей тепловои мод: у ели ССТ: равнение энергии для р в' (11.13) — для теплопро- (11.12) — для системы плоских коллекторов; ( . )— вода, со д сое иняющего выход из т со ба арей солнечных коллекторов с бак-акку лятор в случае одноконВходом В теплообменник (или В ак аккум)г ы); (11.15) — для теплопровода, соединяющего выход с входом батарей солнечных коллекторов; ( .
— то ТО го выход, БА с входом ТО. (11.18) — то же, соединяющего выход Т с вхо ом БА. Уравнения (11.14) и ( . — о ) (11.17) — описывают работу теплообменни,с ..„. ) — б БА при условии наличия в нем менникас (11.19) .„(11.21) — ра оту р вертикальной стратификации температуры жидкости. Начальными условиями для рассматриваемо й задачи служат (11.22) 1 )с 9-11')т б с~с=о=си ч "б о' а авнений (11.12) .. (11.21) дополняется уравнениями потокораспределения (составленными из предполо лический режим. в элементах гелиоси стемы является устойчивым турбулентным): 5!а21 Лр 5(а$-9,$ Дл;(Р1+1- 151); (11.23) (11.24) 1У срез 1-й коллекгор л-го Ризи' 1 5 5 ол ° д Е йл — стъьмаргггаи где д„; — расход гюпюноюиеля пзюносигеля у почзебизеля1 дх рмход геплоносгпеля в гюлг игУР р г око ес сг — Расход геплон со вегсге в БА 1 1, 1а 1 1 — средние температуры в соотвег РаСХОН ГЕПЛОНОСИЗЕЛЯ На ВХОДЕ В; г „, а У, вуюппгх областях; нлр ну ик, ир игл нгов; 1 — температура окружюо.
с — дельная геплоемкосп, огдельных злсменгов; со - темпера са су сй с1, ск Удельнан иЖсре св, В; Л, Š— характеристики геплообменника. )51)Г Р еоз~т' -б -. ~ф-б - =зо(1) (11.25) где ат — суммарноЕ гидравличЕскае сопротивление гепиоконгура и соединитЕльмык Грубо- проводов; Л; — напор, развиваемый в вй области; /11 ь (,,о; — гекупия плотность зепло- носигеля в ьй и смежной с ией областях в дыаый момент времени.
Уравнение (1!.23) соответствует системам с принудительной циркуляцией. В этом случае: (11.26) й йода(пах. где Ф „- задаваемое значение оптимального расхода жюлоноппеля через плоскосп КОП5ИЗСГОРа; И вЂ” максимальное число рядов коамкзоров в базарее. Р 53Г '— дол где Р— объем зеплоиосииля в системе (11.27) Необходимые параметры внешней среды — температура окружаю1цето воздуха, потоки солнечной радиации — формируются моделью внешней среды. Расчет элементов оборудования ССТ.
Расчет элементов оборудования ССТ выполняют на основе принятой схемно-структурной организации ССТ и ее параметров, определенных в процессе теплотехнических и гидравлических расчетов. Порядок расчета следующий: сантехническое оборудование, электрооборудование, строительные Конструкции (включая объемы строительно-монтажных работ). Элементы сантехнического оборудования рассчитывают на основе В этом случае задача гидравлического расчета сводится к выбору расчетных заданй параметров гелиоконтура (диаметров соединитель- ' ных трубопроводов, мест установки вентилей и др.), обеспечивающих оптимальные значения расхода теплоносителя в каждом коллекторе и соответствующее расходу (11.26) значение напора, развиваемого циРкУлЯционным насосом (лг) В случае систем с естественной циркуляцией плотность теплоносителя является функцией его температуры и уравнение (11.24) решается совместно с уравнениями (11.12) ...
(11.21) при начальных условиях, определяемых уравнениями (11.22), (11.25). Система в данном случае является саморегулирующейся. Систему (11.12) ... (11.24) решают численным интегрированием с шагом во времени, определяемым соотношением: 278 279 принятого схемного решения и комплекса теплотехнических и гидравлических характеристик. Расчету подлежат: длины и диаметры трубопроводов; подача и тип насосов; число, размеры и типы вентилей, задвижек, клапанов, воздухосборников, грязевиков и других элементов; объем монтажных работ по установке солнечных коллекторов. Расчет элементов электрооборудования включает подбор электродвигателей к насосам, силовых щитов, автоматических выключателеи, пускателей и т.п. Элементы строительных конструкций рассчитывают в соответствии со Строительными нормами и правилами [4].
Сметные расчеты. Сметные расчеты включают в себя составление локальных, объектных и сводных смет. Расчет выполняют исходя из состава работ, отраслевых нормативов и расценок, представленных в базе данных. Технико-экономический анализ. Экономическую эффективность строительства ССТ определяют по результатам сопоставления годовых приведенных затрат в ССТ и альтернативный источник теплоснабже'ния. Годовые приведенные затраты определяют по формуле (11.28) П=ЕвК+И, где Е = 4,12 — нормативный коэффициып зффективности; К вЂ” капитальные вложения; н И вЂ” годовые издержки. Капитальные вложения в источник теплоснабжения определяют: для ССТ вЂ” по результатам расчета сметной стоимости строительства; для действующего традиционного источника принимают равными 0; для нового источника на органическом топливе к = аасст, где чсст— теплопроизводительность ССТ.
а — удельные капитальные вложения в источник на органическом топливе (зависят от типа котлов, района строительства и др.). Годовые издержки складываются из переменной и постоянной составляющих. Постоянная составляющая определяется амортизационными отчислениями (а) от капитальных вложений в размере 9 Я для котельных и 5 % для ССТ. Переменная составляющая издержек включает затраты на топливо, зарплату обслуживающего персонала и размер ущерба, наносимого окружающей среде при сжигании органического топлива в котельной.
Таким образом, для определения полных издержек используют следующие формулы: (11.29 И аК+стй+ сзщЯССт+ УО С. где а — амортизационные отчисления от киапальных вложений; ст — удельные затраты на топливо;  — расход топлива, су — годовая зарплата одного работника; щ — лпатиый козффицввнт; ОССт — годовая выработка теплоты; У вЂ” ущерб, наносимый окружающей с реле," в - е,е5242сст! Р, (11.30) гда г ззм — казффициеиг полезного действия ммещаемога нсеочщвск Удельные затраты на топливо ст-зтгз, (11.31) где зт — заммкыощие соответствующие затраты; з — дополнительные зюраты на распреде. лительный транспорт. Ущерб, наносимый окружающей среде при сжигании органического топлива, в соответствии с методическими рекомендациями [2], определяют по формуле уо.с = пуо.с (11.32) гпе УО С вЂ” Удельный Унгере, наносимый окружающей среле прн сжигании одной 1 т уел.
топл. Эта величина может быль ориентировочно определена по „ табл. 1!.1 [2]. пзарб' ныююнюзй щяпщщхяцсй срчае сиигаваыя оргавнчыжога вищлвв н мелких кааельщзх, Руб 1т 1 д. Природный газ — 1 2,5 — 5 мм 2 14 5 36 1Е 72 Уголь . 1,5 56 5 145 7 266 Примечание. 1 — котельная с очистными сооружениями; 2 — то же, без очистных сооружений.
Экономический эффект от строительства ССТ выражается как Эсст = Па Пест (П.зз) где ПССТ, Па — годовые прнведенвме загрюм соатневнвенио ва ССТ и ааяернативный источник теплоснабжения. гйт Расчетный срок окупаемости (иет): Т = (Ксст — Ка)сзсст (11.34) тле КССГ, К вЂ” соотвесственно капитальные вложении в ССТ и в ынлериыивный а источник теплоснааиенин. 113. ИНСГРУКИИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПАКПТА ПРИКЛАЛНЫХ ПРОГРАММ САПУ СТ 1. Пакет прикладных программ САПР СТ (версия 01.88) предназначен для проектирования систем солнечного подогрева воды на основе плоских коллекторов на персональных ЭВМ. Требования к персональной ЭВМ: объем оперативной памяти не менее 128 кбайт; наличие накопителя на жестком или гибком диске; наличие графического дисплея; наличие печатающего устройства с возможностью отображения графического экрана дисплея; наличие операционной системы мз пол или ее аналогов; язык програмирования БЕЙСИК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
