Научная статья на тему 'Анализ систем гелиотеплоснабжения с аккумуляторами теплоты фазового перехода'

Анализ систем гелиотеплоснабжения с аккумуляторами теплоты фазового перехода Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
103
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕПЛОВЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ / ТЕПЛОТА ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА / СИСТЕМА ГЕЛИОТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ / ТЕПЛОВОЙ НОСИТЕЛЬ / ТРУБОПРОВОД / ТЕПЛОВОЙ НАСОС / ТЕПЛОВі АКУМУЛЯТОРИ / ТЕПЛОТА ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДУ / СИСТЕМА ГЕЛіОТЕПЛОПОСТАЧАННЯ / ТЕПЛОВИЙ НОСіЙ / ТРУБОПРОВіД / ТЕПЛОВИЙ НАСОС / THERMAL ACCUMULATORS / WARMTH OF PHASE TRANSITION / SYSTEM OF HELIOHEAT SUPPLY / THERMAL CARRIER / PIPELINE / THERMAL PUMP

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Остапенко В.В., Лукьянов А.В., Александров В.Д., Амерханова Ш.К., Соболь О.В.

Основной задачей работы тепловых аккумуляторов является расширение возможностей использования возобновляемых и экологически чистых источников энергии. В данной работе проведен анализ систем гелиотеплоснабжения с аккумуляторами теплоты фазового перехода. Преимущество данных систем заключается в комбинированном использовании дешевых видов энергии, а также в возможности создания абсолютно энергонезависимых и экологически чистых объектов. Применение подобных схем возможно как для индивидуального строения, так и для жилого массива.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Остапенко В.В., Лукьянов А.В., Александров В.Д., Амерханова Ш.К., Соболь О.В.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The analysis of systems of helioheat supply with accumulators of warmth of phase transition

The main objective of operation of thermal accumulators is expansion of opportunities of use of renewable and environmentally friendly power sources. In this work the analysis of systems of helioheat supply with accumulators of warmth of phase transition is carried out. Advantage of data of systems consists in the combined use of cheap types of energy, and also in possibility of creation of absolutely non-volatile and environmentally friendly objects. Application of similar schemes possibly both for an individual structure, and for the inhabited massif.

Текст научной работы на тему «Анализ систем гелиотеплоснабжения с аккумуляторами теплоты фазового перехода»

5. Поспелов ДА. Ситуационное управление. Теория и практика. М.: Наука, 1986. - 228 с.

6. Rautenberg W. A Concise Introduction to Mathematical Logic. New York: Springer Science, LLC, 2010. - 318 p.

7. Горобченко О. М Формалiзацiя задачi поточно! ощнки безпеки руху при управлшш локомотивом //Збiрник наукових праць Державного економшо-технолопчного унiверситету транспор-ту Мiнiстерства освiти i науки Украши: Серiя «Транспорты системи i технологи». - Вип. 24. - К.: ДЕТУТ, 2014. - С. 214-221

Spisok literaturi:

1. Thierauf R.J. Decision Support Systems for Effective Planing and Control.-N.J: Prentice Hall, 1982. - 536 p.

2. Skalozub, V. V., Solov'ev V. P., ZHukovickij I. V., Goncharov K. V. Intellektual'nye transportnye sistemy zheleznodorozhnogo transporta (osnovy innovacionnyh tekhnologij) - D. : Izd-vo Dnepropetr. nac. un-ta zh.-d. transp. im. akad. V. Lazaryana, 2013. - 207 s.

3. Logicheskij podhod k iskusstvennomu intellektu. ot klassicheskoj logiki k logicheskomu programmirovaniyu / A. Tehjs, P. Gribomont, ZH. Luis i dr.: Per. s fr. M.: Mir, 1998. - 494 s.

4. Devyatkov V.V. Sistemy iskusstvennogo intellekta. M.: Izd-vo MVTU im. N.EH. Baumana, 2001. - 352 s.

5. Pospelov D.A. Situacionnoe upravlenie. Teoriya i praktika. M.: Nauka, 1986. - 228 c.

6. Rautenberg W. A Concise Introduction to Mathematical Logic. New York: Springer Science, LLC, 2010. - 318 p.

7. Gorobchenko O. M Formalizaciya zadachi potochnoi ocinki bezpeki ruhu pri upravlinni lokomotivom //Zbirnik naukovih prac' Derzhavnogo ekonomiko-tekhnologichnogo universitetu transpor-tu Ministerstva osviti i nauki Ukraini: Seriya «Transportni sistemi i tekhnologii». - Vip. 24. - K.: DETUT, 2014. - S. 214-221

Аннотацп:

Розроблено модель представлення керуючо! д1яльносл машинюта локомотива п1д час ведения по!зду у вигляд1 схем ситуацш з використанням лопки предикапв першого порядку. Модель е основою для розробки бази знань для бортово! локомотивно! СППР.

Ключовi слова: лопка предикапв, машишст, прийняття ршень, по!зна ситуащя

Разработана модель представления управляющей деятельности машиниста локомотива во время ведения поезда в виде схем ситуаций с использованием логики предикатов первого порядка. Модель является основой для разработки базы знаний для бортовой локомотивной СППР.

Ключевые слова: машинист локомотива, логика предикатов, принятие решений, поездная ситуация

A model is developed to represent the management activities of a locomotive engineer during the train in the form of diagrams situations using predicate logic of first order. The model is the basis for developing a knowledge base for on-Board locomotive DSS.

Keywords: locomotive engineer, predicate logic, decision making, and a train situation

УДК 532.781-785-548.1

ОСТАПЕНКО ВВ., атеистет (ДонНАСА), ЛУКЬЯНОВ А.В., д.т.н., профетеор (ДонНАСА),

АЛЕКСАНДРОВ В.Д., д.х.н., профессор (ДонНАСА), АМЕРХАНОВА Ш.К., д.х.н., профессор (КарГУ), СОБОЛЬ О.В., к.х.н., доцент (ДонНАСА), ФРОЛОВА С.А., к.х.н., доцент (ДонНАСА)

Анализ систем гелиотеплоснабжения с аккумуляторами теплоты фазового перехода

Ostapenko V.V., assistant (DNACEA), Lukjanov A.V., professor (DNACEA), Aleksandrov V.D., professor (DNACEA),

Amerkhanova Shamshiya, PhD in Chemistry, Professor (Buketov Karaganda State University), Sobol O.V., assistant professor (DNACEA), Frolova S.A., assistant professor (DNACEA)

The analysis of systems of helioheat supply with accumulators of warmth of phase transition

Вступление

Основной задачей работы тепловых аккумуляторов является расширение возможностей использования возобновляемых и экологически чистых источников энергии. Учитывая существующие схемы аккумуляторов теплоты фазового перехода (АТФП) [1,2,3,4], были проанализированы схемы применения АТФП в системах теплоснабжения с солнечными коллекторами.

Основной материал

Если в системе теплоснабжения циркулирует одинаковый по свойствам теплоноситель (незамерзающая жидкость), возможно применение схемы системы гелиотеплоснабжения с одноконтурным фазопереходным аккумулятором, представленной на рис. 1.

В дневное время потребности в тепловой энергии системы теплоснабжения 4 покрываются за счет солнечной энергии, усваиваемой коллекторным полем 2, в то же время происходит аккумуляция теплоты в фазопереходном аккумуляторе 1. Для сглаживания изменения температур теплоносителя в течении работы системы

от аккумулятора, он разбивается на блок-секции; работа каждой секции рассчитывается на час максимальной нагрузки. При прекращении солнечной активности отключается насос контура гелиосистемы 6, закрывается двухходовой клапан 7, а функционирование системы теплоснабжения 4 производится от аккумулятора 1. При разрядке одной секции на подводящем трубопроводе закрывается клапан, и открывается на следующей секции. Задача трехходового клапана 8 заключается в регулировании температуры теплоносителя при разрядке аккумулятора. В случае длительного отсутствия или недостаточной зарядки каскада аккумуляторов 1, производится догрев теплоносителя электрогенератором 3.

Если активность Солнца не проявляется длительное время, система может функционировать за счет аккумулирования теплоты в периоды провала электропотребления при сниженных тарифах на электричество. Такая возможность осуществима за счет замены одноконтурного аккумулятора 1 на двухконтурный с установленным в нем ТЭН. В этом случае трехходовой кран каскада аккумуляторов при зарядке

устанавливается в положение на пропуск теплоносителя мимо аккумуляторов. Такая схема может быть использована и без включения солнечных коллекторов в районах с низкой годовой солнечной активностью.

При дефиците солнечной энергии зарядка одноконтурного АТФП днем может

производится от электрогенератора 3. Для этого схема рис. 1 дополняется буферной емкостью 7 (рис. 2). При этом в процессе зарядки аккумулятора предусмотрено повышение параметров температуры подачи, так как в буфере 7 происходит дополнительная подача обратки от системы теплоснабжения 4.

Рис. 1. Схема системы гелиотеплоснабжения с одноконтурным фазопереходным

аккумулятором

Рис. 2. Схема системы гелиотеплоснабжения с одноконтурным фазопереходным

аккумулятором и буферной емкостью

При заполнении контура гелиосистемы теплоносителем, отличным по своим свойствам от теплоносителя системы теплоснабжения (гликоль-вода), возможно применение двухконтурных АТФП (рис. 3). В таких аккумуляторах зарядка и разрядка производится по различным тепло-обменным трубкам. Поэтому отсутствует

необходимость в изменении режимов движения теплоносителя в процессе зарядки и разрядки.

Для климатических зон с невысокой солнечной активностью или невозможностью установки коллекторного поля достаточной площади применима схема с тепловым насосом (рис. 4).

Рис. 3. Схема системы гелиотеплоснабжения с двухконтурным фазопереходным

аккумулятором

Рис. 4. Схема системы гелиотеплоснабжения с одноконтурным фазопереходным

аккумулятором и тепловым насосом

Выводы

Преимущество данных систем заключается в комбинированном использовании дешевых видов энергии, а также в возможности создания абсолютно энергонезависимых и экологически чистых объектов. Применение подобных схем возможно как для индивидуального строения, так и для жилого массива. Установка аккумулятора в силу его значительных габаритов (работа системы теплоснабжения от аккумулятора может составлять от 8 до 16 часов в сутки в зависимости от выбранной схемы) может выполнятся в двух вариантах: при монтаже аккумулятора внутри здания (при новом строительстве) и при монтаже аккумулятора снаружи здания.

В первом случае для расположения теплоаккумулятора необходимо использовать внутреннее пространство отапливаемого объекта. Плюсом такого решения является минимизация теплопотерь от корпуса аккумулятора в окружающую среду. Все теплопотери являются полезными, так как направляются на отопление здания. Однако, применение такого решения возможно только при проектировании нового объекта, так как установка аккумулятора теплоты внутри объекта без ограничения объема помещений требует определенных конструкторских решений.

Вариант монтажа АТФП снаружи здания рассматривается при реконструкции существующего объекта и невозможности создания технического подполья для

аккумулятора, так как в этом случае появляются дополнительные затраты на прокладку сетей, земельные работы и более жесткие требования по теплоизоляции.

Список литературы:

1. Бекман Г., Гилли П. Тепловое аккумулирование энергии: Перевод с англ. В. Я. Сидорова, Е. В. Сидорова. Под ред. В. М. Бродянского. - М.: Мир, 1987. -272 с.

2. Левенберг, В.А. Аккумулирование тепла / В. А. Левенберг, М. П. Ткач, В. А. Гольстрем. - Киев: Техника, 1991. -112 с.

3. Alarlo, Y. Active Heat Exchange System Development for Latent Heat Thermal Energy Storage: Topical report. NASA CR-159726 / Y. Alarlo, R. Kosson, R. Haslett; Grumman Aerospace Corporation. -Bethpage, New York, 1980.- 60 p.

4. Streicher W. et al. Fortschrittliche Wärmespeicher / Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie . -Wien, 2007. - 185 p.

Spysok literatury:

1. Beckman G., Gilli P. Thermal accumulation of energy: The translation from English V. Ya. Sidorov, E. V. Sidorov. Under the editorship of V. M. Brodyansky. - M.: World, 1987. - 272 p.

2. Levenberg, V. A. Accumulation of heat / V. A. Levenberg, M. P. Weaver, V. A. Golstr. - Kiev: Equipment, 1991. -112 p.

3. Alarlo, Y. Active Heat Exchange System Development for Latent Heat Thermal Energy Storage: Topical report. NASA CR-159726 / Y. Alarlo, R. Kosson, R. Haslett; Grumman Aerospace Corporation. - Bethpage, New York, 1980.- 60 p.

4. Streicher W. et al. Fortschrittliche Wärmespeicher / Bundesministerium für Verkehr, Innovation УДК 621.43

ГРИЦУК 1.В., к.т.н., доцент (Дон1ЗТ), ГРИЦУК Ю.В., к.т.н., доцент (донНАБА),

und Technologie . -Wien, 2007. - 185 p.

Аннотации:

Основной задачей работы тепловых аккумуляторов является расширение возможностей использования возобновляемых и экологически чистых источников энергии. В данной работе проведен анализ систем гелиотеплоснабжения с аккумуляторами теплоты фазового перехода. Преимущество данных систем заключается в комбинированном использовании дешевых видов энергии, а также в возможности создания абсолютно энергонезависимых и экологически чистых объектов. Применение подобных схем возможно как для индивидуального строения, так и для жилого массива.

Ключевые слова: тепловые аккумуляторы, теплота фазового перехода, система гелиотеплоснабжения, тепловой носитель, трубопровод, тепловой насос

Основним завданням роботи теплових акумуляторiв е розширення можливостей використання поновлюваних i еколопчно чистих джерел енергп. У данш робот проведений аналiз систем гелютеплопостачання з акумуляторами теплоти фазового переходу. Перевага даних систем полягае в комбшовашм використанш дешевих видiв енергп, а також у можливосл створення абсолютно енергонезалежних i еколопчно чистих об'екпв. Застосування подiбних схем можливо як для щдивщуально! будови, так i для житлового масиву.

Ключов1 слова: тепловi акумулятори, теплота фазового переходу, система гелютеплопостачання, тепловий носш, трубопровщ тепловий насос

The main objective of operation of thermal accumulators is expansion of opportunities of use of renewable and environmentally friendly power sources. In this work the analysis of systems of helioheat supply with accumulators of warmth of phase transition is carried out. Advantage of data of systems consists in the combined use of cheap types of energy, and also in possibility of creation of absolutely non-volatile and environmentally friendly objects. Application of similar schemes possibly both for an individual structure, and for the inhabited massif.

Keywords: thermal accumulators, warmth of phase transition, system of helioheat supply, thermal carrier, pipeline, thermal pump

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.