Научная статья на тему 'Ефективність геліоустановки за різних кутів падіння теплового потоку на сонячний колектор'

Ефективність геліоустановки за різних кутів падіння теплового потоку на сонячний колектор Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
77
18
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
сонячний колектор / сонячна енергетика / solar collector / solar energetic

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — С П. Шаповал

Описано результати досліджень надходження радіації на сонячний колектор. Максимальне енергопоглинання поверхні прийняття сонячного колектора, що відповідає найвищому значенню коефіцієнта корисної дії і найповнішому використанню сонячної енергії, досягається шляхом надання поверхні положення, перпендикулярного до падаючих променів. Встановлено залежності ефективності сонячного колектора від кута падіння теплового потоку.

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

Effectiveness of solar system at different angles of incoming thermal energy on solar collector

This article coves the results of investigation of radiation incoming on the solar collector. Maximum receiving of energy by surface of a solar collector which corresponds to the highest efficiency and the most effective use of solar energy is reached by the way of putting the surface into the position, perpendicular to the falling sunrays. Dependence between orientations of the solar collector and efficiency of work of its system has been established.

Текст научной работы на тему «Ефективність геліоустановки за різних кутів падіння теплового потоку на сонячний колектор»

Науковий iticiiiik- НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.6

• економиться водорозчинний барвник для пiдфарбовування клею.

КФК 1з застосуванням описаних затверджувач1в володдать добрими ф1зичними властивостями. Ц кле! застосовували здебшьшого для виробниц-тва стружкових плит. Застосування цих кле!в для виробництва фанери е не-дослщженими, тому потребують докладного вивчення.

Лiтература

1. Седлиачик Милан. Совмещенные клеи для древесины // Деревообрабатывающая пром-сть. - 1983. - № 3. - С. 6-7.

2. Фефилов В.В., Макаренко В.К., Романова Т.И. Об отверждении карбамидных смол кислотно-перекисными отвердителями // Лесной журнал. - 1979. - № 5. - С. 73-76.

3. Эльберт А.А., Либуркин В.Г. Применение сернокислого алюминия в качестве отвер-дителя мочевиноформальдегидной смолы // Реферативная информация : плиты и фанера. - М. : ВНИПИЭИлеспром. - 1981. - Вип. 7. - С. 17.

4. Ромашков Б.В., Эльберт А.А. Применение персульфата аммония для отверждения карбамидных смол // Реферативная информация : плиты и фанера. - М. : ВНИПИЭИлеспром. - 1979. - Вип. 6. - С. 11.

5. Кульчицкий В.И., Мазная А.Ф. Исследование процесса отверждения карбамидных смол хлоридами металлов // Сборник научных трудов МЛТИ. - М. : Изд-во МЛТИ. - 1977. -№ 97. - С. 79-81.

6. Фефилов В.В., Макаренко В.К., Мазная А.Ф., Кульчицкий В.И. Отверждение кар-бамидных смол хлоридами металлов в присутствии мочевины // Лесной журнал. - 1979. -№ 5. - С. 89-91.

7. Разиньков Е.М. Эффективность кремнефтористого аммония как элемента технологии древесностружечных плит // Деревообрабатывающая промышленность. - 2001. - № 5. -С. 19-20.

8. Фирсов Н.Н. Отверждение карбамидоформальдегидных олигомеров кремнефторис-тым аммонием // Деревообрабатывающая промышленность. - 1988. - № 9. - С. 8-9.

9. Эльберт А.А., Коврижных Л.П. Применение лигносульфонатов в производстве древесностружечных плит повышенной водостойкости // Лесной журнал. - 1991. - № 4. -С. 77-81.

УДК 697.329 Acnip. С.П. Шаповал1 - НУ "Л.beiecbrn полтехмка "

ЕФЕКТИВШСТЬ ГЕЛ1ОУСТАНОВКИ ЗА Р1ЗНИХ КУТ1В ПАД1ННЯ ТЕПЛОВОГО ПОТОКУ НА СОНЯЧНИЙ КОЛЕКТОР

Описано результати дослщжень надходження радiацii на сонячний колектор. Максимальне енергопоглинання поверхш прийняття сонячного колектора, що вщпо-вщае найвищому значенню коефщента корисно'1' дп i найповшшому використанню сонячно'1' енергп, досягаеться шляхом надання поверхш положення, перпендикулярного до падаючих промешв. Встановлено залежносп ефективносп сонячного колектора вщ кута падшня теплового потоку.

Ключов1 слова: сонячний колектор, сонячна енергетика.

Post-graduateS.P. Shapoval-NU "L'vivs'kaPolitekhnika"

Effectiveness of solar system at different angles of incoming thermal energy on solar collector

This article coves the results of investigation of radiation incoming on the solar collector. Maximum receiving of energy by surface of a solar collector which corresponds to the highest efficiency and the most effective use of solar energy is reached by the way of

1 Наук. кер1вник: доц. О.Т. Возняк, канд. техн. наук, зав. каф. ТГВ НУ "Льв1вська полтгехшка"

putting the surface into the position, perpendicular to the falling sunrays. Dependence between orientations of the solar collector and efficiency of work of its system has been established.

Keywords: solar collector, solar energetic.

Постановка проблеми. Щоденно на Землю падае така кшьюсть енер-rii вщ сонячних промешв, яку 6 млрд жителiв планети можуть використати протягом 27 роюв. Кшьюсть сонячно! енерги в Укра!ш, що поступае на оди-ницю площi протягом року становить 1000-1350 кВт-год/м . За шдрахунками фахiвцiв, на територп Укра!ни рiчнi потенцiйнi енергетичнi ресурси Сонця для забезпечення гарячого водопостачання й опалення можуть становити до 28 кВт-год/м теплово! енерги.

Основним елементом установки, в якш сонячна енергiя трансфор-муеться в теплову, е сонячний колектор. Постало завдання оцiнити ефектив-нiсть сонячного колектора у разi його встановлення в стацiонарне положен-ня, мiнiмiзувати кiлькiсть переорiентацiй рухомого сонячного колектора або оптимiзувати форму дво- чи тригранного сонячного колектора. Для цього потрiбно дослiдити, як змшюеться ефективнiсть гелiоустановки 3i змшою ку-та падiння теплового потоку.

Аналiз останнiх дослiджень та публжацш. Багато робiт [1-3] прис-вячено знаходженню оптимальних кутiв нахилу колектора до горизонту i азимута повороту, за яких надшде найбшьше енерги сонячного випромшюван-ня. Оптимальний кут нахилу сонячного колектора до горизонту залежить вiд широти мюцевосл та призначення гелiоустановки [5].

Бшьшють даних вимiрювання сонячно! радiацil отримано для горизонтально! поверхш, але часто потрiбно оцiнити вплив орiентацil приймаючо! поверхнi. Для тривалших перiодiв у мiсцевостях, де не вщбуваеться пом№ них сезонних змш атмосферних умов, вплив орiентацil ощнюеться на основi розрахунку приходу прямо! радiацi! [4].

Виклад основного матерiалу. У природних умовах процеси надхо-дження сонячно! радiацi! на поверхню гелiоколектора е некерованi. А сама штенсившсть сонячно! радiацi! мае змшний характер як протягом дня, так i протягом року. Тому дослщження у лабораторних умовах дае змогу задавати i контролювати ус параметри, що мають вплив на дослщи.

Експериментальна установка складаеться iз сонячного колектора з теплообмiнником у виглядi пластини з припаяними трубками для руху тепло-носiя, бака-емност для теплоносiя, розподiльних трубопроводiв i шлангiв, за-пiрно-регулювально! арматури (рис. 1).

Колектор може змшювати свое положення вщносно падаючого теплового потоку по двох кутах у та ф.

Iнтенсивнiсть теплового потоку вимiрювали актинометром i встанов-лювали 750 Вт/м2. Температуру на виходi i входi гелiоколектора та в бащ-акумуляторi вимiрювали ртутними термометрами. Витрату води визначали за крильчастим лiчильником КВ-1,5. Температуру внутрiшнього повггря вимь рювали психрометром МВ-4М.

Науковий вкиик НЛТУ УкраТни. - 2009. - Вип. 19.6

Рис. 1. Принципова схема до^дногустановки: 1 - сонячний колектор; 2 -ртутний термометр; 3 - витратомор; 4 - циркуляцшний насос; 5 - балансовий вентиль; 6 - трубопровод холодног води; 7 - зливний трубопровод; 8 - бак акумулятор тепловог енергп; 9 - трубопровод нагртого теплоноЫя; 10 -трубопровод охолодженого теплоноЫя; 11 - тепловий випромтювач

Ефектившсть сонячного колектора визначають за формулою:

Пск = Окор / Q пром-, (1)

де: Окор - кшьюсть тепла, що отримав сонячний колектор за час Опром - кшьюсть променевого тепла, що випромшювалась джерелом на одиницю повер-хш теплопоглинача сонячного колектора за цей же час:

Опром = РЕ, (2)

де: Р- площа теплопоглинача сонячного колектора; Е - штенсившсть променевого теплового потоку, що випромшюе джерело.

Рис. 2. Ефектившсть сонячного колектора Пек У разi змти кутiв у та ф

З графшв (рис. 3) випливае, що змша азимутного кута ;квщ 90 ° до 60 °, при ф=90 °, не ютотно впливае на ефективнiсть гелiоколектора, а подальше його вщхилення iстотно и знижуе.

На цих же графжах можна побачити, що одночасне вiдхилення кутiв у та ф призводить до значного зменшення використання падаючого теплового потоку на сонячний колектор та ефективност гелiоустановки загалом.

Змшу ефективностi залежно вiд кутiв у та ф доцiльно враховувати у проектуванш гелiосистем. Оскiльки правильне встановлення стащонарного сонячного колектора може дати значний виграш теплово! енергп протягом

перiоду експлуатаци, а це вплине на ефектившсть системи в цiлому та змен-шить термiн окупностi. Аналопчно визначаемо ефективнiсть гелiосистеми за кiлькiстю енерги, закумульовано! баком-акумулятором Qomp, нехтуючи при цьому температурною стрaтифiкaцiею теплоноЫя у бaцi-aкумуляторi.

Ефективнiсть гелiосистеми визначають за формулою:

Пгс = Qomp / Q пром-, (3)

де Qomp - кiлькiсть тепла, що отримав бак-акумулятор.

0,40 0,30 0,20 0,10 0,00

i L

^---

<р=90" <р=75с m=60v

О 30 60 90 Y

Рис. 3. Ефектившсть гелюсистеми цГС у pa3i змши кут1в у та ф

Висновки. Оптимальна тривалють роботи сонячного плоского колек-тора становить приблизно 4 години. Але на практищ намагаються досягти 6-годинно! тривaлостi роботи, що призводить до збшьшення площi колекторiв i, вщповщно, до погiршення економiчних покaзникiв.

Для того, щоб не збiльшувaти площу гелiоколекторiв, можна зробити систему вщстежувальною або нерухомою певно! форми, що враховуе змшу кута пaдiння сонячного потоку протягом дня.

Лггература

1. Хрустов Б.В. Энергетически оптимальный угол наклона плоских коллекторов / Хрустов Б.В., Авезов P.P., Шафеев А.И. // Гелиотехника. - 1986. - № 5. - С. 51-55.

2. Касперск Я., Левков1ч М., Петров1ч С. Компактний даховий кондицюнер на соняч-нiй енерги - оптимiзaцiя кута нахилу колекторiв // Ринок iнстaляцiй. - 2008. - № 5. - С. 8-11.

3. Brugues P.M. Utilización de la energia solar a baja temperatura por medio de captadores pianos // Instalador. - 1986. - № 21 - P. 33-41.

4. Даффи Дж. А., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии : пер. с англ. - М. : Изд-во "Мир", 1977. - 420 с.

5. Wisniewski G., Golgbiowski S., Grycik M. i in. Kolektory sloneczne: energia sloneczna w mieszkalnictwie, hotelarstwe i drobnym przemysle. - Warszawa: " Medium", 2008. - 201 s.

УДК 629.114.5.011.5.071.53.24 Астр. К.Е. Голенко; доц. О.З. Горбай -

НУ "Львiвська полiтехнiка"

АНАЛ1З ПАСИВНО1 БЕЗПЕКИ АВТОБУС1В П1Д ЧАС ПЕРЕКИДАНЬ

Здiйснено aнaлiз юнуючих дослiджень пасивно! безпеки в умовах перекидань, а також iмiтaцiйних краш-теспв, встановлено зaкономiрностi статистичного розподiлу ДТП, а також чинники впливу на пщвищення рiвня зaхищеностi пaсaжирiв в салош.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.