Материал: Использование нетрадиционных и возобновляемых источников энергии при энергообеспечении зданий и сооружений. Чудинов Д.М., Петрикеева Н.А

, (3)

. (4)

Полная месячная тепловая нагрузка определяется по формуле [2]

, (5)

где , - соответственно месячная нагрузка на горячее водоснабжение и отопление i-го месяца, Дж.

Величины и определяются на основе испытаний того или иного типа коллектора (для коллекторов выпускаемых в промышленных масштабах, они известны).

Отношение называют поправочным коэффициентом, учитывающим влияние теплообменника (вследствие применения антифриза), которое может быть определено по номограмме или по формуле

, (6)

где - расход воды в теплообменнике в расчёте на 1 м² площади коллектора, кг/(м²∙с); - удельная теплоёмкость раствора антифриза, Дж/(кг∙^оС); - эффективность теплообменника; - меньший из двух водяных эквивалентов в теплообменнике (водяным эквивалентом называется произведение массового расхода жидкости и её теплоёмкости).

Смысл коэффициента состоит в том, что его значение в конечном итоге определяет размер компенсации за создание отдельного циркуляционного контура для отвода теплоты из коллекторов.

Среднемесячный дневной приход суммарной солнечной энергии на наклонную поверхность равен

, (7)

где - среднемесячный дневной приход суммарного излучения на горизонтальную поверхность, Дж/м²; - отношение среднемесячных дневных приходов суммарного излучения на наклонную и горизонтальную поверхность.

Величину можно определить по формуле

, (8)

где - среднемесячный дневной приход диффузного излучения на горизонтальную поверхность, Дж/м²; - отношение среднемесячных приходов прямого излучения на наклонную и горизонтальную поверхности; - угол наклона коллектора к горизонту, град.; - отражательная способность земли.

Отношение приходов диффузного излучения к суммарному излучению определяется для каждого месяца с помощью номограммы или по формуле

, (9)

где - показатель снижения солнечного излучения атмосферой Земли, который определяется по формуле

, (10)

где - среднемесячный дневной приход солнечной энергии на горизонтальную поверхность за пределами земной атмосферы, МДж/м² (значения для северных широт определяем по табл. П.1.3).

Значение для ориентированных на юг поверхностей может быть определено по номограммам (рис. П.2) в зависимости от широты местности и угла наклона коллектора к горизонту .

Значение , определяемое экспериментально, представляет собой величину, соответствующую падению излучения по нормали к поверхности. В зависимости от ориентации коллектора и времени года среднемесячные значения пропускательной и поглощательной способности могут быть значительно меньше, чем при нормальном падении излучения. Отношение может быть определено по формуле

(11)

где , , - среднемесячные значения приведённой поглощательной способности по отношению к прямому, диффузному и отражённому от земли излучениям.

Отношения , можно рассчитать так им же образом, как и для прямого излучения. Отношение равно произведению значений и , соответствующих углу падения прямого излучения , который может быть определён по номограмме в зависимости от разности углов (φ - s) (рис. П.3.1).

Средний угол падения диффузного излучения можно принять равным 60^о. Для отражённого от земли излучения средний угол падения принимается также 60^о.

Значения , для прямого, диффузного и отраженного от земли излучений в зависимости от угла падения для коллектора с одним, двумя и тремя листами стекла, для матово-чёрной (селективной) поглощающей поверхности могут быть определены по графикам (рис. П.3.2, П.3.3).

Умножая (3) и (4) на площадь коллектора, получаем значения безразмерных комплексов Q₁ и Q₂.

2.2 Определение коэффициента замещения

Доля месячной нагрузки f , обеспечиваемая за счёт солнечной энергии, определяется в зависимости от Q₁ и Q₂ по номограммам или по формуле

. (12)

Месячное количество солнечной теплоты (месячная теплопроизводительность солнечной установки) определяется умножением f на полную месячную нагрузку L.

Библиографический список рекомендуемой литературы

1. Расчёт систем солнечного теплоснабжения: пер.: с англ./ У. Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи. – М.: Энергоиздат, 1982. - 80 с.

2. Козин, В.Е. Теплоснабжение: учеб. пособие для студентов вузов. – М.: Высш. Школа, 1980. – 408 с.

3. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. – Введ. 1999-06-11. – М.: ГУП ЦПП, 2000. – 71 с.

4. Табунщиков, Ю. А. Энергоэффективные здания / Ю.А.Табунщиков, М.М. Бродач, Н.В. Шилкин. – М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. – 200 с.

5. ГОСТ Р 51594-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энерге­тика. Термины и определения. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. – 16 с.

6. ГОСТ Р 51595-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энерге­тика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. – 8 с.

7. ГОСТ Р 51596-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энерге­тика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. – 23 с.

Приложение 1

Таблица П.1.1

Валовый потенциал солнечной энергии

(прямой и рассеянной) на горизонтальную поверхность при безоблачном небе в зависимости от географической широты, МДж/м²

^*y- валовый потенциал солнечной энергии (прямой и рассеянной) на горизонтальную поверхность при безоблачном небе, МДж/м²;

φ - географическая широта, ^ос.ш.

Таблица П.1.2

Поправочный коэффициент ослабления валового потенциала солнечной энергии

для некоторых регионов России