Разработка программного комплекса экспресс расчета системы горячего водоснабжения на базе гелиосистем (часть 2. Расчет доли полной месячной тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии)

Муровская Анна Сергеевна; Иванова Екатерина Валерьевна; Белов Алексей Сергеевич

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х

планы работ каждые 4 часа. При возникновении на предприятии нестандартных ситуаций (аварии, стихийные бедствия и т.п.) интервал согласования ритмов работ может быть уменьшен в зависимости от складывающейся обстановки.

Таким образом, предлагаемый подход позволит повысить эффективность работы промышленного железнодорожного транспорта, а также производственных подсистем за счет согласования критериев их работы в оперативном режиме на основе общесистемного критерия функционирования предприятия и выполнения условия (1).

Список использованной литературы:

1. Рахмангулов А.Н. Контроль вагонопотоков на пути необщего пользования / В.В. Багинова, А.Н. Рахмангулов, Н.А. Осинцев // Мир транспорта. - 2010. - №3. - С. 108 - 113.

2. Фридрихсон О.В. Методика ускорения доставки грузов в контейнерах / С.Н. Корнилов, О.В. Фридрихсон // Современные проблемы транспортного комплекса России: Межвуз. сб. научн. тр. - Магнитогорск: Издательство Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2012. - Вып. 2. - С. 85 - 92.

3. Антонов А.Н. Подход к выбору приоритетов при обслуживании производственных подразделений железнодорожным транспортом / А.Н. Антонов, С.Н. Корнилов // Современные проблемы транспортного комплекса России: Межвуз. сб. научн. тр. - Магнитогорск: Издательство Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2011. - Вып. 1. - С. 95 - 98.

4. Корнилов С.Н. Оптимизация транспортного обслуживания основных производственных подсистем металлургических предприятий / В.А. Лукьянов, С.Н. Корнилов // Освоение месторождений полезных ископаемых: Межвуз. сб. научн. тр. - Магнитогорск: Издательство Магнитогорск. гос. тех. ун-та им. Г.И. Носова, 2004. - С. 194 - 197.

УДК 696.41:696.48-67

Муровская Анна Сергеевна

к.т.н, старший преподаватель, Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского Иванова Екатерина Валерьевна

ассистент,

Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского Белов Алексей Сергеевич магистр 1 курса Физико-технического института, Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского, г. Симферополь, Российская Федерация

РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ЭКСПРЕСС РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ НА БАЗЕ ГЕЛИОСИСТЕМ (ЧАСТЬ 2. Расчет доли полной месячной тепловой нагрузки, обеспечиваемой

за счет солнечной энергии)

Аннотация

В работе рассмотрен окончательный расчет системы горячего водоснабжения в разработанном

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х_

программном комплексе с учетом оптимальных значений площади плоских солнечных коллекторов. Алгоритм расчета реализован в программе подбора оптимальных параметров гелиосистемы для горячего водоснабжения здания.

Ключевые слова

горячее водоснабжение, гелиосистема, солнечный коллектор, экспресс расчет, программный комплекс.

В работе [1] рассмотрен начальный этап экспресс расчета системы горячего водоснабжения на базе гелиосистем. На втором этапе выполняется расчет прихода солнечной радиации на наклонную поверхность коллектора с учетом его ориентации (рисунок 1).

Солнечная энергия, приходящая на приемную поверхность ПСК состоит из: прямой, диффузной (рассеянной) радиации и радиации, отраженной от поверхности земли или окружающих предметов. Чтобы определить отношение среднемесячных дневных приходов суммарной радиации на наклонную и горизонтальную поверхность R нужно знать составляющие солнечной радиации. Как и во всей программе для вводимых величин указаны единицы их измерения, при наведении курсора мыши на название переменной программа выводит текстовую «подсказку», содержащую описание данной переменной.

Рисунок 1 - Второе диалоговое окно программы расчёта

После ввода данных и нажатия кнопки «Рассчитать» программа выполняет вычисления указанных параметров. Рассчитанные значения выводятся для каждого рассматриваемого месяца. Программа выводит форматированные значения рассчитанных данных с четырьмя знаками после запятой и проверяет, являются ли введенные значения числовыми. Переход к следующему этапу вычислений также возможен только при условии, что вычисления на данном этапе закончены. Необходимо учитывать, что поля соответствующие выводимым значениям не являются редактируемыми, то есть невозможно изменять рассчитанные данные. На всех этапах, кроме первого, предусмотрена функция возврата «Назад», которая дает возможность просмотреть ранее рассчитанные данные и внести, при необходимости, изменения.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х_

На третьем этапе проводится расчет затрат тепловой энергии на горячее водоснабжение здания (рисунок 2).

В отличие от обычных систем отопления, использующих газ, нефть или электрическую энергию, эффективность и экономика системы солнечного теплоснабжения в значительной степени зависят от того, какая доля нагрузки горячего водоснабжения и (или) отопления обеспечивается за счет солнечной энергии. Фактическая нагрузка горячего водоснабжения зависит от потребителей и для оптимальных расчетов необходимо брать среднестатистические значения.

# Программа расчета системы отопления и горячего водоснабжения объекта с исполь:

Расчет затрат тепловой энергии на горячее водоснабжение и отопление здания Данные рассчитаны!

Дж (•'и,

Ср = ¡4190 = |шо /V = |юо

Тгв = |so "с Тхв = |l2 "с

(1 Q, н Доля Q„T Q

Май |31 ¡49,3582 |ю ¡4,9358 |54,294

Июнь

|зо |47,766 Г" ¡47,766

Июль

|31 |49,3582 Р~ (49,3582

Август

|31 ¡49,3582 Р~ ¡49,3582

Сентябрь

|зо |47,766 (1Г- ¡4,7766 ¡52,5426

ГДж % ГДж ГДж

! Рассчитать ||

Назад Далее

Рисунок 2 - Третье диалоговое окно программы

Месячная нагрузка горячего водоснабжения вычисляется по формуле (1)

0,в.= ^^(ТГ.В.-ТХ.В.К, (1)

где: С1В - расход воды на человека в день; N - количество человек; Тгв и ТХВ- температура горячей и холодной воды соответственно [2].

Поскольку величина QГ В достаточно велика, ее удобно рассчитывать в ГДж.

На четвертом этапе проводится оставление баланса энергии и определение доли полной месячной тепловой нагрузки / , обеспечиваемой за счет солнечной энергии, при заданной площади коллектора (рисунок 3).

Энергетический баланс системы солнечного теплоснабжения за месячный период времени можно представить в виде:

QT - Q + Е = Ди, (2)

где: QT - месячная теплопроизводительность солнечной установки; Q - сумма месячных нагрузок горячего водоснабжения; Е - общее количество энергии, полученное в течение месяца от дублирующего источника; Ди - изменение количества энергии в аккумулирующей установке.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х

Назад Выход

Рисунок 3 - Четвертое диалоговое окно

При размерах аккумуляторов, обычно применяемых в системах солнечного горячего водоснабжения, разность Димала по сравнению с QT, Q и Е, и может быть принята равной нулю. Тогда уравнение (2) переписывается в виде:

Г = (П -Е)/П = От /П, (3)

где/ - доля полной месячной тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии. Величина/определяется на основе вычисления двух безразмерных параметров X и У по уравнению

(4, 5) [2]:

X = AFRULKFKБ

(Тбаз -_То.с.)Д

Q

Y = AKFKПpFR(тa)NE=Qd,

(4)

(5)

где Д. - число секунд в месяце; ё - количество дней в месяце; КПР - коэффициент влияния ориентации солнечного коллектора в пространстве на пропускательную и отражательную способность покрытия солнечного коллектора; Тбаз - базисная температура; КБ - коэффициент учета бака.

Величинах представляет отношение месячных тепловых потерь коллектора при базисной температуре к полной месячной нагрузке, а величина Y характеризует отношение количества энергии, поглощаемой пластиной коллектора в течение месяца, к полной месячной тепловой нагрузке. Зависимость между £ , X и Y можно аппроксимировать уравнением (6) [2]:

£ = 1,029Y - 0,065Х - 0,245Y2 + 0,0018Х2 + 0,02^3

(6)

После чего определяется средняя за месяц доля нагрузки за счет солнечной энергии. Для расчета необходимо ввести значения: ^ (та), КПР, А1, А2, V и Тос . Отметим, что коэффициент Ркиь ранее использовался для расчета на первом этапе, а коэффициент Кр был рассчитан

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №02-2/2017 ISSN 2410-700Х_

программой, поэтому не надо вводить их заново, программа сама заполняет поля нужными значениями. Расчет коэффициента учета влияния бака КБ и число секунд в месяце At заложены в программу. Как и ранее, программа предоставляет возможность вернуться к предыдущим этапам расчета для изменения данных или их проверки [3].

Разработанная программа позволяет производить расчеты представленной системы горячего водоснабжения и поддержки отопления объекта с использованием плоских солнечных коллекторов. Расчеты проводятся с достаточно высокой точностью, и округление проводится только при выведении результатов.

Список использованной литературы:

1. Муровский С.П. Разработка программного комплекса экспресс расчета системы горячего водоснабжения на базе гелиосистем (Часть 1. Расчет коэффициента влияния теплообменника) [Текст] / С.П. Муровский, Е.В. Иванова, А.С. Белов // Сборник научных статей «Актуальные проблемы общества в современном научном пространстве» (Уфа, 31.01.2017 г.). - Уфа: Аэтерна, 2017. - С. 16-20.

2. Расчет систем солнечного теплоснабжения: Пер. с англ./ У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи.- М.: Энергоиздат.- 1982.- 80 с.

3. Bruce Eckel, Thinking in Java, 4th edition // Prentice Hall PTR - 2006.- 1482 р.

УДК 621.311.1:621.316.1

Муровский Сергей Петрович

канд. тех. наук, доцент КФУ им. В.И. Вернадского E-mail: [email protected] Сокут Лариса Давидовна канд. тех. наук, доцент КФУ им. В.И. Вернадского E-mail: [email protected] Лесик Владислав Петрович магистр 2 курса ФТИ КФУ им. В.И. Вернадского г. Симферополь, РФ

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ ИХ В ОБЪЕДИНЕННУЮ ЭНЕРГОСЕТЬ

Аннотация

В работе рассмотрен пример расчета параметров накопителей энергии при подключении солнечных электростанций в общую энергосистему. Рассмотрена перспектива развития нетрадиционной энергетики на Крымском полуострове с учетом роста потребления электроэнергии и возможностью повышения качества вырабатываемой энергии за счет применения накопителей энергии, включенных во внутренние цепи электростанций на базе возобновляемой энергетики.

Ключевые слова

возобновляемая энергетика, накопители энергии, солнечная электростанция, объединенная энергосеть. Особенностью эксплуатации солнечных электростанций (СЭС) является зависимость от