Основные публикации по солнечной энергии

Результаты моделирования системы солнечного водонагревателя

В предыдущей главе были приведены примеры применения мето­дов анализа систем и моделирования процессов солнечного нагрева. Задача состояла в расчете интегральной производительности водона­гревательной системы с принудительной циркуляцией за короткий промежуток времени (неделя). Эта задача показательна для системы, которая может быть использована, например, для сезонных жилых помещений или для других подобных применений.

Нагрузка определялась постоянным расходом горячей воды с ми­нимальной температурой 60° С в период от 7.00 до 21.00 ч. Коллектор, бак-аккумулятор и регулирующие устройства выбирались исходя из практик^ эксплуатации и эксперимента. Подвод дополнительной энер­гии осуществлялся по методу "б", описанному в разд. 11.4.

Моделирования недельного периода работы явно недостаточно для получения исчерпывающей технической информации, однако оно может быть полезным для выявления влияния на эффективность рабо­ты установки в зимних условиях некоторых необходимых конструк­тивных изменений в исходной конструкции. В качестве переменной, характеризующей эффективность системы, принималась процентная доля нагрузки, обеспечиваемая за счет солнечной энергии. Представ­ляют интерес и данные по температуре воды в баке (в его верхней части) для выявления условий, при которых температура воды превы­шает точку кипения.

Рассмотренная установка, конструкция которой выполнена по принятой базовой схеме, обеспечивала 68% нагрузки в период зим­ней недели при максимальной температуре воды в баке-аккумулято­ре в 6 ч. после полудня 68° С.

При наличии стратификации в системе аккумулирования в случае трехе- кционного бака-аккумулятора коллектор обеспечивал 74% на­грузки, причем максимальная температура воды в верхней части ба­ка составляла 74°С, а в цижней 55°С.

Когда площадь коллектора и энергоемкость аккумулятора удваи­вались, коллектор обеспечивал 89% нагрузки при максимальной тем­пературе воды в баке 8б°С.

При удвоении объема бака и неизменной площади коллектора за счет солнечной энергии обеспечивалось 71% нагрузки.

Эти результаты иллюстрируют влияние конструктивных измене­ний на эффективность работы системы в целом, а также выявляют характер информации, которая может быть получена путем модели­рования. При истолковании результатов этого примера необходимо проявлять осторожность, поскольку нельзя ожидать, что приведенные здесь с иллюстративной целью конструктивные изменения окажутся приемлемыми для других систем или для данной системы при мень­ших нагрузках или при других метеоусловиях. Здесь показаны лишь тенденции, поэтому величины изменений доли нагрузки, обеспечива­емой за счет солнечной энергии, приведенные в данном примере, не могут быть обобщены на другие случаи.