CC BY
17
Нацюнальний лкотехшчний ушверситет Украши
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 674.047.3 Проф. 1.М. Озарше1, д-р техн. наук;
доц. М.С. Кобриноеич1, канд. фьз.-мат. наук; аспгр. В.С. Козар1;
астр. О.1. Озарше1; еикл.-методист В.П. Селедець2
ОСОБЛИВОСТ1 КОНСТРУКЦ1Й СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОР1В ДЛЯ ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ
Здшснено аналiз сонячних колекторiв для забезпечення тепловою енерпею житлових будiвель та споруд. Розглянуто вплив особливостей конструкци колектора на ефективнiсть роботи гелюсистеми. Зазначено технiчнi характеристики плоских i трубних гелiоколекторiв. Проаналiзовано свiтовi тенденци розвитку технологiй з ви-користанням сонячно! енерги.
На сьогодш у свт, як вщомо [1], спостер^аються дв1 тенденци розвитку гелюсистем. Одна з них зводиться до вдосконалення юнуючих сонячних терм1чних колекгор1в шляхом використання вакуумних технологш та тдви-щення ефективносп селективних поверхонь, унаслщок чого створюються ду-же дороп сонячш пристро!. Друга тенденщя спрямована на зниження вартосп гелюколектор1в, використовуючи для !х виготовлення недороп матер1али.
Нов1 ршення щодо створення сонячних систем повинш зводитись до розширення д1апазону конструкци колектор1в, що дало б змогу значно здеше-вити !х завдяки оптимальному вибору само! конструкци залежно вщ геогра-ф1чно! широти. Зазначимо, що на сьогодш 1 м2 поверхш сонячного колектора для Укра!ни дае змогу щор1чно зекономити близько 0,35 Гкал теплово! енер-г11, що вщповщае 50 м3/рж зекономленого природного газу [2]. Тому, врахо-вуючи описане вище, зупишмося на деяких специф1чних конструкщях гель околектор1в.
Сонячний колектор "Zhejiang Sangle Digitization Solgi Energy" (Китай) розроблений спещально для систем водона^вання [1]. Перевага тако! систе-ми полягае в тому, що вертикальний резервуар дае змогу досягнути бажано! температури завдяки з'еднанню колекторiв у бiльшi колекторнi поля. Сонячш колектори компанii "Metsolar Co., Ltd" (Китай) представляють плоскi пласти-ни, в яких як поглинач використовуеться Мщь Т2, чим забезпечуе високу теплопровiднiсть. PEF та iзоляцiя PU гарантують добру зiгрiвальну роботу i мiнiмальнi втрати високо! температури. Антифриз зазвичай використовують для використання колектора в зимовий перюд. Як покриття використовують нержавтчу сталь, алюмшевий сплав i спецiальний скляний аркуш.
В Украш пiдприемство "1нсолар ЮСВ" виготовляе колектори з вико-ристанням гелюпрофшю ТЕПС. Конструкцiю гелiопрофiлю ТЕПС виконано таким чином, що дае змогу акумулювати сонячне випромшювання за допо-
1 НЛТУ Украши, м. Льв1в;
2 Кременецький тсотехшчний коледж
96
Збiрник наyково-технiчних праць
Науковий вкник 11.1ТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.3
могою двох теплонасошв - повiтря та вода (антифризу). Зовшшня поверхня профiлю покрита полiефiрною порошковою фарбою. Конструкцп геолюко-лекторiв на базi профiлю ТЕПС можуть отримати з 1 м2 його поверхнi вiд 100 до 600 Вт теплово! енергп залежно вiд умов експлуатацп.
Сонячний колектор SintSo представляе собою теплоiзольований алю-мiнieвий каркас корпусу, в середиш якого мiститься плоска панель i3 високо-селективним поглинальним покриттям та теплопровщними мiдними трубами. Поглинаюча панель виконуе функцiю теплообмшника, по трубах якого про-качуеться рiдинний теплоносш. Зверху поглинальна панель закрита склом, як прозорим матерiалом щодо сонячного випромiнювання. Поглинальна мiдна панель забезпечуе експлуатащю колектора до 30 роюв, завдяки незначному окисленню мiдi та використанню високоякiсного селективного покриття, на-несеного електрохiмiчним способом. Ущiльнювачi виготовлеш iз силжоново! гуми. Базальтова теплоiзоляцiя розрахована на температуру до 250 °С. Як прозору теплоiзоляцiю використано гартоване скло товщиною 4 мм, яке у вь сiм разiв мiцнiше за звичайне скло, а гелюлютичне спiввiдношення розмiрiв корпуса колектора у пропорцп 1:2 значно зменшуе вагове навантаження на саме скло. Висока ефективнють та надшшсть передачi тепла вiд селективного покриття досягаеться за рахунок великого контакту припайки до нього (пок-риття) олов'яним припаем до мщних трубок. Зазначимо, що гелiоколектори типу Sintsolar бувають двох типiв: iз високим селективним покриттям погли-наючо! панел^ а також iз поглинаючою панеллю, покритою спецiальною чор-ною фарбою; останне значно здешевлюе вартiсть сонячного колектора.
Зниження вартост системи теплопостачання можна досягнути завдяки використанню бакiв-акумуляторiв. Робота тако! системи теплопостачання буде визначатися не тшьки iнтенсивнiстю сонячного випромiнювання, але й пра-вильнютю вибору обсягу й об'емiв бакiв-акумуляторiв. Для визначення необ-хiдного обсягу бакiв-акумуляторiв потрiбно дотримуватись таких двох правил:
• на вщмшну вщ типових бойлерiв, що нагрiваються ввд спалювання в котлах подрiбненоl деревини, природного газу тощо 2.. .3 рази на добу, об'ем баку в гелiосистемi повинен забезпечувати добову потребу у водi з температурою 60.. .70 °С;
• об'ем акумулятора повинен забезпечувати подачу пiдiгрiтою водою не мен-ше нiж 30 л/м2 корисно! площi сонячних колекторiв.
При цьому контур гелiоколекторiв повинен тдключатися до кожно! частини бака-акумулятора, а дублююче джерело теплово! енергil (ТЕН, котел тощо) повинен працювати на верхню частину гелюсистеми, щоб не знижува-ти ефективнiсть роботи гелюсистеми. Адже колектор е елементом системи i не може ефективно функцюнувати, якщо не правильно пдабране те чи шше устатковання i комплектуют до них, що входить у гелюсистему.
У вакуумних трубних гелюколекторах, як теплоiзолятор, використо-вують вакуум, утворений у просторi мiж двома скляними трубами (зов-нiшньою i внутрiшньою). У таких колекторах на внутршню трубу наноситься високоефективний поглинаючий шар. Поглинене тепло з допомогою спе-цiальних алюмшевих пластин переходить у мiднi труби, по них протжае теп-лоносш. Завдяки такому рiшенню тепловитрати у вакуумних трубах-колекто-
Нацюнальний лкотехшчний унiверситет УкраУни
рах дуже низью, й TaKi колектори можуть акумулювати тепло навиь за умови зовшм слабкого сонячного свила, або за екстремальних температур (коли е низька температура зовнiшнього повiтря). До основних вакуумних колекто-рiв потрiбно вiднести таю, а саме забезпечення роботи: за низьких температур зовшшнього повиря, низькоï iнтенсивностi сонячноï рaдiaцiï, пiд час ди-фузшного випромшювання, коли сонце закрите хмарами.
Абсорбент покритий титан-нприт-оксид (Тх) або чорним хромом (Бс). Вщбуваеться комбшована теплоiзоляцiя iз мiнерaльноï вати та спещального полiуретaну, який мае товщину на зворотньому боцi 50 мм, а на бокових стш-ках - по 15 мм. Загалом, юльюсть енергп, яку може забезпечити колектор, за-лежить вщ його середньоï робочоï температури, орiентaцiï по сторонах свиу й кута нахилу вiд горизонтaльноï площини поверхнi Земль Зазначимо, що оп-тимальним вважаеться орiентaцiя на пiвдень, а кут нахилу - коли сонячнi промеш падають на поглинаючу поверхню тд кутом 90 °С.
З огляду на те, що звичaйнi гелюколектори не можуть сaмостiйно сте-жити за перемщенням Сонця, то щодо кута нахилу потрiбне компромiсне рь шення (такий кут рiвний 30...55°). Бiльшi кути нахилу колекторiв полегшу-ють ïх експлуaтaцiю взимку. За низь^ температури руху Сонця меншi кути (25° i менше) тдвищують поглинання сонячноï енергiï в лггш мiсяцi.
Вакуумний колектор iз використанням трубок Девара, в яких як теплоносш використовуеться незамерзаюча рщина на основi глiколю (1зам=-40°), мае таю основш показники [1]: загальна площа бaтaреï - 1,95 м2; активна по-верхня бaтaреï - 1,723 м2; гaбaритнi розмiри - 1640x1190x120 мм; маса -56 кг; об'ем теплоношя - 2,3 л; вакуумш труби Девара, що виготовлеш з бор-но-силiкaтного скла - 14 шт.; дзеркaловiдбивaч, виготовлений iз нержaвiючоï дзеркaльноï стaлi 1,4501; потужнють - 0,70 кВт.
Основною властивютю колектора "Roth Heliostar" е простота монтажу, а також можливють вертикального i горизонтального кршлення. Варто зазна-чити [1], що розроблене обладнання гелюустановок дае змогу на геогрaфiч-нiй широтi 40.45 °С стaбiльно нaгрiвaти теплоносiй (воду, атмосферне по-вiтря) до 50.60 °С i заощаджувати на 1 м2 поверхнi сонячних колекторiв до 0,10 т умовного палива, тобто 1,10 кам'яного вугшля або 77.85 м3 природного газу. В останш роки 1нститут КшвЗНПЕП, НВЦ "Гелютерм" (м. Алушта), НВП "Укргелiотерм", фiрмa "CSOZER" та iн. розробили нормативш матерь али з розрaхункiв i проектування системи сонячного тепло- i водопостачання, а також налагодили випуск сонячних колекторiв iз виготовленням i впрова-дженням сонячних гелiосистем.
У наших роботах [1, 2 та ш.] детально розглянуто сучaснi енергетичш сонячнi системи. Перспективнi можливостi практичного використання аль-тернативних i поновлювальних джерел тепловоï енергiï для Украши мають важливий та довготривалий штерес. Хоча, на жаль, цьому шяк не вiдповiдaе рiвень ïх детального використання.
Для Украши нaйбiльшi перспективи мае створення i використання енергетичних сонячних систем iз плоскими гелюколекторами. Адже таю системи дають змогу розробляти сонячш установки з достатньо високим ККД. За теплий перюд року (березень-жовтень) в Украш на поверхню Грунту пот-
98
Збiрник науково-технiчних праць
Науковий вкник Н.1Т У УкраУни. - 2012. - Вип. 22.3
рапляе бшьша частина рiчноi кiлькостi сонячно! теплово! енерги, яку можна достатньо ефективно використати для найрiзноманiтнiших потреб нацюналь-но! економiки.
Л1тература
1. Озарив 1.М. Застосування сонячно! енерги у житловому господарст та лiсовому комплекс : монографiя / 1.М. Озарив, Й.С. Мисак, Г.Т. Криницький, В.М. Максимiв, 1.А. Со-коловський, Л.1. Копiй, О.1. Озаркiв, В.С. Козар. - Львiв : НВФ "Украшсьга технологи", 2012. - 338 с.
2. Озарив 1.М. Використання сонячно! енерги у промисловосп : навч. поабн. / 1.М. Озаркiв, Й.С. Мисак, З.П. Копинець / за ред. д-ра техн. наук 1.М. Озарюва. - Львiв : НВФ "Ук-рашсьга технологи", 2008. - 276 с.
Озаркие И.М., Кобриноеич М.С., Козар В.С., Озаркие О.И., Селедец В.П. Особенности конструкций солнечных коллекторов для горячего водоснабжения
Проведен анализ солнечных коллекторов для обеспечения тепловой энергией жилых зданий и сооружений. Раскрыто влияние особенностей конструкции коллектора на эффективность работы гелиосистемы. Показаны технические характеристики плоских и трубных гелиоколлекторов. Проанализированы мировые тенденции развития технологий по использованию солнечной энергии.
Ozarkiv I.M., Kobrinovich M.S., Kozar V.S., Ozarkiv O.I., Seledetsj V.P. Specifics of construction of solar collectors for hot water supply
This article explains analysis of solar collectors for thermal energy residential buildings and structures. Exposed the influence of design features on the collector efficiency of heliosystem. Is shown technical specifications of flat and pipe heliocolector. Analyzed global trends in technology of helioenergy.
УДК 666.9 Проф. Х.С. Соболь1, д-р техн. наук; доц. Н.1. Петроеська1,
канд. техн. наук; директор С.Ю. Терлига2, канд. техн. наук; нач. струит. п^роздтуА.С. Дрималик3, канд. техн. наук
ВИКОРИСТАННЯ ШВИДКОТВЕРДНУЧОГО БЕЗГ1ПСОВОГО ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ В СУХИХ БУД1ВЕЛЬНИХ СУМ1ШАХ ДЛЯ НАЛИВНИХ П1ДЛОГ
Дослщжено можливють використання швидкотверднучого безгшсового портландцементу тд час виробництва сухих будiвельних сумшей. Встановлено вплив мшеральних та оргашчних добавок на фiзико-механiчнi властивосп розчину та ре-олопчш властивосп розчиново! сушшг Розроблено рецептуру наливно! шдлоги з покращеними характеристиками.
Постановка проблеми. Практичний досвщ використання сухих будь вельних сумшей (СБС) свщчить про високу ефектившсть та низку переваг [1], що робить !х невщ'емною частиною сучасного будiвництва. Основним напрямом отримання та покращення яюсних i технолопчних показниюв СБС е можливiсть прогнозування та регулювання !х основних властивостей шля-
1 НЛТУ Укра!ни, м. Львiв;
2 ТзОВ НВП "Гетос";
3 ТзОВ "Хенкель Баугехнiк (Украша)", м. Микола!в
