Научная статья на тему 'Сельскохозяйственные сооружения с пассивной системой солнечного отопления и вентиляции'

Сельскохозяйственные сооружения с пассивной системой солнечного отопления и вентиляции Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
219
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Ж. Д. Садыков, Т. Ф. Файзиев, Т. З. Зияев, А. А. Мансуров, К. Р. Рахимова

Рассмотрена конструкция пассивной системы солнечного отопления с коллекторно-аккумулирующей стенкой для сельскохозяйственных сооружений, позволяющая уменьшить тепловые потери через остекление вследствие снижения температуры зачерненной поверхности стенки при фильтрации воздуха и увеличения эффективной теплопроводности стенки. Кроме того, коллекторноаккумулирующая стенка может использоваться как вентиляционное устройство с естественной или принудительной подачей свежего подогретого воздуха.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Ж. Д. Садыков, Т. Ф. Файзиев, Т. З. Зияев, А. А. Мансуров, К. Р. Рахимова

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

Agricultural buildings with passive system of solar heating and ventilation

We have examined the structure of passive system of solar heating with collecting-accumulating wall for agricultural buildings, which helps to reduce losses of heat through glass due to the reduction of temperature of blackened surface of the wall during air filtration and to increase efficient conduction of heat of the wall. Besides, collecting-accumulating wall can be used as a ventilation device with natural or artificial supply of fresh heated air.

Текст научной работы на тему «Сельскохозяйственные сооружения с пассивной системой солнечного отопления и вентиляции»

Полив аппаратом SR-140 будет эффективен и целесообразен при скорости ветра, не превышающей 3,3 м/с. Коэффициент эффективного полива при этой скорости соответствует агротехническим требованиям и равен 0,7. Если же скорость ветра больше приведенных значений, то орошение следует прекращать, или проводить в утренние либо вечерние часы, когда скорость ветра имеет наименьшее значение. При дождевании машиной Bauer «Rainstar T-61» основными способами повышения качества полива и уменьшения влияния ветра на равномерность распределения искусственного дождя являются: изменение способа полива (полив по сектору); уменьшение диаметра дождевальной насадки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Агроэкологический мониторинг дождевальной техники на учебно-опытном комплексе «Тушково-1» Горецкого района: Отчет о НИР. - Горки: УО БГСХА, 2010. - С. 6-22.

2. Анженков, А. С. Влияние ветра на качество дождевания животноводческими стоками / А. С. Анженков, Г. А. Рай-лян // Мелиорация. - 2011. - № 2 (66). - С. 34-38.

3. Желязко, В. И. Дождевание многолетних трав стоками свиноводческих комплексов: дис....канд. техн. наук: 06.01.02 / В. И. Желязко. - Горки, 1987. - 138 с.

4. Лихацевич, А. П. Сельскохозяйственные мелиорации: учеб. для студ. высш. учеб. завед. по спец. «Мелиорация и водное хозяйство» / А. П. Лихацевич, М. Г. Голченко, Г. И. Михайлов; под ред. А. П. Лихацевича. - Минск: ИВЦ Минфина, 2010. - 464 с.

5. Методические указания по расчету мелиоративных и энергетических показателей разбрызгивающих устройств / Мос-ков. гос. ун-т природообустройства; сост. С. П. Ильин, И. С. Сильченков. - М., 2006. - 24 с.

6. Невдах, В. И. Повышение качества дождевания культурных пастбищ на минеральных почвах Белоруссии: дис.канд. техн. наук / В. И. Невдах. - Горки, 1986. - 226 с.

7. Оборудование сельскохозяйственное оросительное. Аппараты дождевальные вращающиеся. Часть 1. Требования к конструкции и эксплуатационным характеристикам: ГОСТ ИСО 7749-1-2004. - Введ. 01.01.2008. - Минск: Межгос. совет по стандартизации, метеорологии и сертификации: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2004. - 24 с.

8. Определение качества дождя при работе дождевальных аппаратов, установок и машин: рекомендации. - Ставрополь, 1973. - 22 с.

9. Оросительные системы: ТКП 45-3.04-178-2009(02250). - Введ. 29.12.2009 г. № 441. - Минск: Минстройархитектура, 2010. - 70 с.

10.Основы природообустройства и защиты окружающей среды / Москов. гос. ун-т природообустройства; сост. С. П. Ильин, Ю. И. Сухарев. - М., 2008. - 58 с.

11. Снипич, Ю. Ф. Совершенствование технических средств орошения дождеванием / Ю. Ф. Снипич. - Новочеркаск: ООО «Геликон», 2007. - 110 с.

12. Справочник по механизации орошения / Б. Г. Штепа [и др.]; под ред. Б.Г. Штепы. - М.: Колос, 1979. - 303 с.

УДК 662.997:621.472

Ж. Д. САДЫКОВ, Т. Ф. ФАЙЗИЕВ, Т. З. ЗИЯЕВ, А. А. МАНСУРОВ, К. Р. ТРАХИМОВА

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ С ПАССИВНОЙ СИСТЕМОЙ СОЛНЕЧНОГО ОТОПЛЕНИЯ И ВЕНТИЛЯЦИИ

(Поступила в редакцию 26.03.14)

Рассмотрена конструкция пассивной системы солнеч- We have examined the structure of passive system of solar

ного отопления с коллекторно-аккумулирующей стенкой heating with collecting-accumulating wall for agricultural

для сельскохозяйственных сооружений, позволяющая buildings, which helps to reduce losses of heat through glass

уменьшить тепловые потери через остекление вследствие due to the reduction of temperature of blackened surface of the

снижения температуры зачерненной поверхности стенки wall during air filtration and to increase efficient conduction of

при фильтрации воздуха и увеличения эффективной тепло- heat of the wall. Besides, collecting-accumulating wall can be

проводности стенки. Кроме того, коллекторно- used as a ventilation device with natural or artificial supply of

аккумулирующая стенка может использоваться как вен- fresh heated air. тиляционное устройство с естественной или принудительной подачей свежего подогретого воздуха.

Введение

В настоящее время ведутся интенсивные поиски путей преодоления так называемого энергетического кризиса, направленные в первую очередь на изыскание возможностей экономии энергии, более рациональное использование топлива. В последнее время (десятилетие) наблюдается тенденция резкого колебания цен на энергию в соответствии с уровнем потребления: как только обнаруживаются признаки нехватки энергии, цены на нее увеличиваются. Но потребление энергии будет все больше возрастать, а ресурсы истощаться и это непременно скажется на потреблении и ценах всех видов используемой энергии. В условиях возрастающего роста потребления энергии во всем мире и дефицита топливно-энергетических ресурсов, связанных с невозобновляемостью органического топлива, огра-

ниченными возможностями его добычи, экологическими причинами (в последние годы весьма остро встал вопрос о защите окружающей среды), исследования с целью применения в будущем новых методов получения и преобразования энергии, а также привлечения в топливно-энергетический баланс и расширение масштабов использования возобновляемых источников энергии, в том числе солнечной энергетики, приобретает особую актуальность.

Солнечная энергия обладает практически неограниченными ресурсами и установки на ее основе являются экологически более чистыми, чем другие источники энергии. Они не связаны с проблемами загрязнения окружающей среды.

Преобразование солнечной энергии в тепло невысокого потенциала, достаточного для горячего водоснабжения и отопления жилых, общественных, производственных зданий и сооружений, достигается с помощью относительно простых технических средств. Во многих странах все больше внимания уделяется практическому использованию солнечной энергии, в первую очередь для горячего водоснабжения и отопления зданий и накоплен достаточный опыт по разработке и эксплуатации систем теплоснабжения, в которых солнечная энергия эффективно используется в течение значительной части года [5,10]. С экономической точки зрения, следует проектировать систему солнечного теплоснабжения так, чтобы с ее помощью обеспечивать только часть годовой тепловой нагрузки, а недостающее количество тепла добавлять по мере необходимости за счет дополнительного источника энергии [2,3,7]. Поэтому можно сказать, что современное положение солнечной энергетики таково, что использование солнечной энергии расширяется с каждым днем.

Анализ источников

Одним из потребителей топливно-энергетических ресурсов является сельское хозяйство, причем значительная их часть используется для получения теплоты, которая расходуется на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение производственных, жилых и общественных зданий, создания искусственного микроклимата в сельскохозяйственных сооружениях (животноводческих и птицеводческих помещениях). Существенная доля энергозатрат приходится на поддержание оптимальных параметров микроклимата на сельскохозяйственных сооружениях, что способствует повышению продуктивности. В каждом обогреваемом сельскохозяйственном сооружении необходимо создавать и поддерживать тепловой режим в зависимости от его назначения и предъявляемых санитарно-гигиенических требований. Тепловым режимом сооружения называют его общее тепловое состояние в течение отопительного сезона, рассматриваемое как совокупность тепловых условий в помещениях. Тепловые условия в помещениях создаются при взаимодействии поверхностей нагретых и охлажденных ограждений, материалов, масс нагретого и холодного воздуха.

В современных сельскохозяйственных сооружениях для отопления применяют печное, газовое и электрическое отопление. Самым распространенным видом отопления является водяное отопление. В некоторых местах по климатическим зонам и с учетом продолжительности отопительного сезона в сельскохозяйственных сооружениях предпочтение отдают воздушному отоплению, совмещенному с приточной вентиляцией. Для водяных и паровых калориферов сооружают котельные, что не всегда экономически выгодно. Одним из основных элементов при создании необходимого микроклимата в помещениях сельскохозяйственных сооружений является вентиляция. Наличие неорганизованного притока холодного воздуха в отапливаемое помещение приводит к необходимости дополнительного расходования 40-62 кДж теплоты на 1м3 холодного воздуха [9].

В основе многих солнечных энергетических систем лежит применение солнечных коллекторов. Коллектор поглощает световую энергию солнца и преобразует ее в тепло, которое передается теплоносителю и затем используется для обогрева зданий, нагрева воды и т. п. Солнечные коллекторы могут применяться практически во всех процессах, использующих тепло.

Солнечный коллектор теряет тепло различными способами. Коэффициент потерь через прозрачную изоляцию зависит от температуры поглощающей пластины (поверхности коллектора), числа и материала прозрачных покрытий, температуры окружающей среды и скорости ветра.

Нанесение на теплоприемную (лучепоглощающую) поверхность солнечного коллектора поглощающих селективных покрытий, обладающих высокой поглощательной способностью солнечного излучения и низкой степенью черноты в спектральной области собственного излучения поверхности при рабочей температуре, является одним из действенных способов повышения эффективности коллектора. Эксперименты и расчеты [8] показывают, что применение в плоских солнечных коллекторах селективных покрытий имеющих а: > 0,9 и £ < 0,2, увеличивает производительность коллектора, начиная с

температуры теплоносителя 50 °С, а при средней температуре 70 °С он оказывается в 1,5 и более раз эффективнее, чем неселективный. Свойства покрытий из различных материалов, приведены в табл. 1.

Материал подложки а, £

Медь 0,94 - - 0,96 0,10 - - 0,12

Латунь 0,94 - - 0,95 0,08 - - 0,10

Нержавеющая сталь 0,93 - - 0,95 0,12 - - 0,15

Низколегированная сталь 0,93 - - 0,95 0,15 - - 0,19

Алюминий 0,93 - - 0,95 0,12 - - 0,14

Металлизированное стекло 0,90 - - 0,92 0,11 - - 0,13

Для солнечных коллекторов лучше всего подходят селективные черные поглощающие краски, чем высокой стоимости селективные покрытия. Селективные краски получают из прозрачных в инфракрасное излучение - области полупроводников в виде мелкого порошка с большой порозностью для снижения эффективного коэффициента отражения поверхности [15].

В мировой практике научные и конструкторские работы ведутся преимущественно в направлении разработки и создания пассивных систем солнечного отопления, отличающихся от активных систем своей простотой и дешевизной. Простота конструктивных решений пассивных систем солнечного отопления не требует больших дополнительных капитальных, эксплуатационных и ремонтных затрат. В пассивных системах роль солнечного коллектора и аккумулятора теплоты обычно выполняют сами ограждающие конструкции здания, а движение теплоносителя (воздуха) осуществляется за счет естественной конвекции без применения вентилятора. Отсутствие расходов на оборудование и незначительное удорожание здания с пассивной системой солнечного отопления по сравнению с обычным зданием делает эти системы весьма перспективными и конкурентоспособными. Поэтому в ряде стран интенсивно развивается направление, связанное с применением так называемых пассивных систем солнечного отопления.

Пассивные системы солнечного отопления основаны на сборе энергии солнечного излучения на зачерненных поверхностях, защищенных прозрачным покрытием, их нагрев с последующей передачей тепла теплопроводностью и свободной конвекцией в обогреваемое помещение. Преимущество системы с коллекторно-аккумулирующей стенкой по сравнению с системой прямого обогрева через остекленные проемы - это наиболее рационально организованное поступление тепла в обогреваемое помещение, которое позволяет уменьшить потери тепла за счет уменьшения сбросового тепла из-за перегрева внутри помещения и максимального поступления его в помещение в наиболее холодное время суток.

В странах СНГ опыт создания и эксплуатации таких систем крайне ограничен. За рубежом как в прошлом, так и в настоящем работы по исследованию, совершенствованию и внедрению таких систем проводятся весьма активно. Правительство финансирует как исследования, так и строительство (полностью или частично) не только в южных районах, но и в северных. В Соединенных Штатах Америки (США) пассивными системами отопления оборудуются не только жилые помещения, но и общественные здания (банки, магазины, школы, библиотеки и пр) по всей территории страны, включая Аляску. Такое же отношение к использованию пассивных систем наблюдается и в Европейских странах, включая и северные: Англию, Швецию, Данию и др [19].

Главное преимущество пассивных систем солнечного отопления с коллекторно-аккумулирующей стенкой - это наиболее выгодное распределение поступления энергии во времени, уменьшение возможности перегрева и связанных с ним дополнительных потерь тепла. С помощью конструктивных решений можно уменьшить потери тепла от коллекторно-аккумулирующей стенки и тем самым увеличить эффективность системы.

Эффективность пассивных систем основывается на их сравнительно низкой стоимости, возможности использовать как прямую, так и рассеяную солнечную радиацию, приток которой в зимнее месяцы на горизонтальную поверхность может составлять более половины от суммарной. Из этого следует, что эффективность пассивной системы удобно определять отношением тепла поступающего от солнца, к общей величине тепла необходимого для создания комфортных условий в помещении или к отопительной нагрузке.

Большое влияние на эффективность использования солнечной энергии оказывают географическое местоположение и климатические особенности местности. Как показывают исследования, полное обеспечение отопительной нагрузки пассивными системами солнечного отопления экономически не выгодно и в любых системах необходимо предусматривать дополнительный малоинерционный источник тепла-дублер.

Одним из наиболее часто встречающихся недостатков конструкции коллекторно-аккумулирующей стенки в проектируемых сооружениях с солнечным теплоснабжением является использование стенки

малой аккумулирующей способности при большом ее термическом сопротивлении. Следствием этого становится значительное повышение температуры наружной поверхности стенки, ведущее к увеличению тепловых потерь через остекление [1, 5].

Для расширения масштабов применения пассивных систем солнечного отопления с коллекторно-аккумулирующей стенкой в практике теплоснабжения в первую очередь необходимо устранить указанные недостатки, сохранив при этом все перечисленные преимущества. В предложенном варианте конструкции эти потери снижаются из-за интенсификации отвода тепла от тепловоспринимающей зачерненной и остекленной поверхности внутрь материала стенки. Кроме того, стенка может использоваться как вентиляционное устройство с естественной или принудительной подачей воздуха.

Авторами приведены результаты расчетных исследований по определению зависимости коэффициента замещения отопительной нагрузки пассивных систем солнечного отопления от термического сопротивления коллекторно-аккумулирующей стенки, которые доказывают, что применение дополнительных приспособлений для уменьшения тепловых потерь с наружной поверхности коллекторно-аккумулирующей стенки позволяет повысить коэффициент замещения отопительной нагрузки рассматриваемой системы.

Методы исследования

Методика расчета и теоретические исследования пассивных систем весьма сложны, что затрудняет обоснованное проектирование сооружений с такими системами. В ряде работ отечественных и зарубежных авторов предлагались математические модели с разной степенью приближения для определения текущих значений искомых параметров. Эти модели весьма сложны и громоздки, так как должны учитывать изменяющиеся внешние условия, теплоусвоение сооружения и условия его теплообмена с внешней средой, теплообмен внутри помещений, условия облучения коллекторно-аккумулирующей стенки и т. п.

Основная часть

В связи с этим практический интерес приобретает задача создания простых аппроксимационных методов расчета интегральных характеристик систем пассивного солнечного отопления сооружений за отопительный сезон в целом, например такой характеристики, как коэффициент замещения отопительной нагрузки, который определяет как технические, так и экономические показатели таких систем. Коэффициент замещения отопительной нагрузки является сложной функцией, как из-за метеорологических условий в месте постройки здания, так и архитектурно-планировочных и конструктивных особенностей постройки пассивной системы солнечного отопления. Если рассматривать влияние на систему изменения толщины и теплопроводности коллекторно-аккумулирующей стенки, то следуя электротепловой аналогии и учитывая, что принятая методика относится к квазистационарному приближению с использованием величин осредненных за месяц, количество тепла, прошедшее через коллекторно-аккумулирующей стенки, можно определить посредством простого уравнения теплового баланса.

Для сплошной однородной стенки при отсутствии циркуляции воздуха оно будет иметь вид:

^=Ыт,-Т1) + а1{Тг-Т1)1т, (1)

где - тепло, поглощенное наружной поверхностью коллекторно-аккумулирующей стенки, ос-редненное за длительный промежуток времени, в течение времени А г; Т, - температура окружающей здание среды (осредненные значения); Т2 - температура внутри помещения; Т3 - температура наружной поверхности коллекторно-аккумулирующей стенки; и осх - соответственно суммарные

коэффициенты теплопередачи от наружной поверхности коллекторно-аккумулирующей стенке в помещение и к внешней среде.

1 (2)

1

где а2- коэффициент теплопередачи от внутренней поверхности коллекторно-аккумулирующей стенки к воздуху в помещении; - толщина и коэффициент теплопроводности стенки.

Из уравнений (2) следует, что эффективность стенки будет возрастать при увеличении аъ и

уменьшении а, и Т3. (/.,, будет увеличиваться с увеличением а2 и при уменьшении _. На основе этого

3

провели анализ эффективности отопления сооружений с коллекторно-аккумулирующей стенкой из материала с различной теплопроводностью, но с одинаковой плотностью и теплоемкостью. В этом случае для соблюдения подобия или условия одинакового запаздывания тепловой волны, чтобы мак-

симум повышения температуры внутренней поверхности коллекторно-аккумулирующеи стенки приходился на определенное время суток, необходимо соблюдать равенство безразмерного времени или критерия Фурье. Это требование относится к долгосрочным осредненным значениям при изменении температуры в стенке в течение суток.

Так как уравнение теплопроводности в безразмерной форме можно записать:

дв д2в

dFo дХ

(3)

где х = — ',р0 = — , т0 для получения одинаковых решений и одинакового запаздывания тепловой

8 З1

волны необходимо чтобы соблюдалось условие: при с р = const.

А = idem (4)

Для выполнения условия постоянства произведения плотности на теплоемкость материала стенки т. е. для анализируемых условий могут быть рассмотрены различные варианты конструкции коллек-торно-аккумулирующей стенки. Например, добавкой в основной материал материала с хорошей проводимостью. Для стенки с увеличенной теплопроводностью и аккумулирующей способностью (4) основой является композиция основного вещества бетона с металлическим волокном, проволокой или стружкой. В этом случае расчет эффективной теплопроводности может быть выполнен на основе использования принципа обобщенной проводимости в предположении о параллельном соединении проводников тепла через термические сопротивления основного материала и проводников из металла. Как показывают расчеты, выполненные на основе [5], незначительная добавка к плохому проводнику тепла металлических волокон сильно увеличивает его теплопроводность и практически не изменяет его объемную теплоемкость. Если принять, что расположение проводников тепла (например металлическая стружка) в основном материала хаотично и увеличение эффективной теплопроводности происходит одинаково по всем координатам (композиционное вещество как бы изотропно), то для расчетной модели можно представить элемент композиционного материала с расположением всей массы металла по трем координатным осям. В соответствии, вдоль одной из координатных осей количество кубических элементов теплопроводного компонента со стороной % в объеме V равняется (]и х У ■ Если его объем составляет у -ую часть объема композиционного материала, то // можно

подсчитать по уравнению:

(5)

Откуда в соответствии с уравнением

V =(ИХ)Ъ (6)

для одного кубического метра композиционного материала получим %2, а сечение основного материала = \-% 2■ Эффективную теплопроводность можно подсчитать через термическое сопротивление двух параллелных проводников:

' (7)

R, =-

1

Az

R AS '

Применяя описанную выше методику, определили эффективную теплопроводность композиционного материала с металлическим волокном. Ее расчетные значения приведены в табл. 2. Таблица 2. Эффективная теплопроводность композиционного материала с металлическим волокном

№ Материалы У = 0,1 у = 0,2

\фф, Вт/м К Кфф ^ Кфф, Вт/м К Кфф

1. Сталь 2,60 3,0 4,59 5,3

2. Железо 3,08 3,6 5,63 6,5

3. Латунь 5,01 5,8 9.77 11,3

4. Алюминий 8,55 9,9 17,37 20,1

5. Медь 15,62 18,0 32,64 37,7

Откуда эффективная теплопроводность композиционного материала 2,6-15,62 Вт/м К, что в 3-18 раз превышает теплопроводность основного материала коллекторно-аккумулирующей стенки. Эти цифры соответствуют хаотичному распределению в бетоне материала с высокой теплопроводностью. Для бетона и металла добавка десяти процентов по объему металла увеличивает теплопроводность

композиционного материала, по крайней мере, на порядок. При этом произведение теплоемкости на плотность композиционного материала практически не меняется по сравнению с их произведением для основного материала коллекторно-аккумулирующей стенки.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для повышения теплопередающей способности коллекторно-аккумулирующей стенки можно использовать перфорированную коллекторно-аккумулирующую стенку (ПКАС), которая позволяет повысить интенсивность теплосъема с лучевоспринимающей поверхности коллекторно-аккумулирующей стенки в период инсоляции и может быть использована как вентиляционное устройство с естественной или принудительной подачей воздуха [8].

При измерениях температуры в двух точках модели коллекторно-аккумулирующей стенки ^ и в одном режиме получено распределение температуры по толщине перфорированной стенки:

^ ек(*-в) -1

С С -

где % _ р ; С - количество воздуха кг/(м час); СР - удельная теплоемкость воздуха; Р - по-

Лг(1 -Р)

ристость стенки, отношение объема пор ко всему объему материала или площадь пор в сечении к общей площади сечения; - теплопроводность стенки; 6 - толщина стенки; !г - температура внутренней поверхности стенки.

Полученное уравнение (8) позволяет рассчитывать распределение температуры по толщине перфорированной стенки при различных расходах воздуха при постоянном тепловом потоке на поверхности стенки.

Для проверки достоверности полученного уравнения (8) была сконструирована экспериментальная установка. Измерение температуры проводилось в модели из шести термопар, расположенных по толщине стенки, расход воздуха через стенки измерялось по показаниям дифференциального манометра.

В табл. 3 представлены экспериментальные и расчетные результаты температур по толщине стенки при различных расходах воздуха.

Таблица 3. Экспериментальная-расчетная температуры по толщине стенки при различных расходах воздуха

2

(8)

№ Расход воздуха кг/м2час Температура воздуха 1 С Расположение термопары (мм): экспериментальная-расчетная ^с / 1рас) температуры по толщине ПКАС (1, 0С).

4,25 мм 11,7 мм 18,8 мм 26,25 мм 34,4 мм 41,6 мм

1 103,5 23,8 120,4 / 101,6 97,7 / 92,8 87,6 / 84,5 74,0 / 75,5 61,4 / 60,7 45,6 / 45,2

2 148,0 22,8 97,9 / 88,1 81,4 / 80,1 75,4 / 75,2 66,4 / 68,0 56,9 / 56,0 43,1 / 42,7

3 186,5 22,5 88,0 / 79,3 74,3 / 67,8 70,0 / 69,4 62,7 / 63,5 54,7 / 53,6 42,3 / 41,3

По данным таблицы, расчетные данные соответствуют экспериментальным значениям за исключением точек, приближающихся к тепловоспринимающей поверхности, где температурные поля еще не выровнялись ввиду дискретности тепловых стоков к воздушным струйкам. Температура тепловос-принимающей поверхности изменяется быстро по мере увлечения расхода воздуха, а внутренней поверхности - незначительно, что объясняется, в частности, ростом коэффициента теплоотдачи при повышения скорости потока воздуха вдоль этой поверхности.

Полученная теоретическая модель с достаточной степенью точности согласуется с результатами эксперимента, выполненного на модели перфорированной коллекторно-аккумулирующей стенки.

Заключение

Можно сделать вывод, что выгодно использовать для коллекторно-аккумулирующей стенки более теплопроводный материал. В этом случае уменьшается внешний коэффициент теплопередачи и средняя температура наружной поверхности стенки, что снижает потери в окружающую среду.

Перфорированная коллекторно-аккумулирующая стенка и подача воздуха через нее способствуют увеличению эффекта передачи тепла в глубину стенки и в помещение, уменьшению потерь тепла, а установка вентиляционного устройства в виде вытяжного вентилятора улучшает вентиляцию, обеспечивая приток в помещение подогретого свежего воздуха.

Для сокращения потребления энергии, расходуемой на отопление и вентиляцию, необходимо целенаправленно расширять проектирование и возведение сельскохозяйственных сооружений не только с качественной тепловой изоляцией строительных конструкций, но и системами пассивного солнечного отопления с коллекторно-аккумулирующей стенкой.

В перспективе обогрев сельскохозяйственных сооружений органическое топливо может быть заменено нетрадиционными возобновляемыми источниками энергии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Авезов, Р. Р. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения / Р. Р. Авезов, А. Ю. Орлов. - Ташкент: Фан, 1988. - 288 с.

2. Андерсон, Б. Солнечная энергия (основы строительного проектирования) / Б. Андерсон. - М., 1982. - 376 с.

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

4. Васильев, Л. Л. Теплофизические свойства плохих проводников тепла / Л. Л. Васильев, Ю. Е. Фрайман. - Минск: Наука и техника, 1967. - 176 с.

5. Даффи, Дж. А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии / Дж. А. Даффи, У. А. Бекман. - М.: Мир. 1977. - 420 с.

6. Промышленность строительных материалов. Серия10. Промышленность отопительного и саниторно-технического оборудования. Солнечное теплоснабжение. - М.: ВНИИЭСМ, 1991. - Вып.1. - С. 1-56.

7. Сабади, П. Солнечный дом / П. Сабади. - М.: Стройиздат, 1981. - 112 с.

8. Пути повышения эффективности зданий с пассивным солнечным отоплением / Ж. Д. Садыков [и др.] Фундаментальные и прикладные вопросы физики: материалы IV междунар. конф. Ташкент 24-25 ноября 2010. - Ташкент, 2010. - С. 139-141.

9. Севернев, М. М. Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном производстве / М. М. Севернев. - М: Колос, 1992. -190 с.

10. Твайдел, Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайдел, А. Уэйр. - М.: Энергоиздат. 1990. - 392 с.

11. Харченко, Н. В. Индивидуальные солнечные установки / Н. В. Харченко. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 208 с.

12. Энергосберегающие технологии в современном строительстве / Под ред. В. Б. Козлова. - М.: Стройиздат, 1990. - 296 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.