ОПТИМАЛЬНЫЙ СИНТЕЗ СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ НА ГРАФЕ ТЕРМОЭКОНОМИЧЕСКИХ ЗАТРАТ
Описанный в предыдущем разделе алгоритм AZz дает возможность определять термоэкономические характеристики СТНССА на основе соответствующего эксергети- ческого потокового графа Е = (А, Г) и тем самым вести их эволюционную оптимизацию …
С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ
Алгоритм АПХ — определения потерь эксергии в СТНССА. Алгоритм состоит из следующих основных шагов: (I) Построить соответствующий данной системе эксер - гетический потоковый граф Е = (A, U), матрицу инциден- …
ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОТОКОВЫЙ ГРАФ СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ
Под эксергетическим потоковым графом СТНССА произвольной структуры будем понимать граф Е = (А, Г) = (A, U), множество А = {а1, а2, ..., ак, ..., аК} вершин которого соответствует отдельным …
ЭКСЕРГОТОПОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ В ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ И ТЕРМОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ
Оптимизация СТНССА - это определение наилучших из всех возможных вариантов системы относительно выбранного критерия ее эффективности. Комплексная системная оптимизация имеет целью выбор таких значений параметров системы (технологических, конструктивных и пр.), …
ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЕ И ТЕРМОЭКОНОМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОПТИМАЛЬНОСТИ СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ ТЕПЛОТЫ
В последние годы в энергетике, теплотехнике и теплотехнологии, химической технологии и ряде других областей широко применяется новый метод термодинамического анализа - эксергетический [4, 11]. Поскольку в солнечно-теплонасосных системах с сезонным …
МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ СОЛНЕЧНО-ТЕПЛОНАСОСНЫХ СИСТЕМ С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ
17.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Метод математического моделирования приложен к решению задачи анализа и оптимизации наиболее сложной гелиоустановки - солнечно-теплонасосной системы с сезонным аккумулированием (СТНССА). СТНССА характеризуются большим количеством внутренних и внешних …
ЭКСЕРГОЭКОНОМИЧЕСКИЙ МЕТОД АНАЛИЗА, СИНТЕЗА И ОПТИМИЗАЦИИ
В последней четверти XX века для экономической и экологической оценки технических систем начали использовать методы эксергоэкономических исследований. Это новое направление научных исследований стало возможным благодаря работам R. Guggiolli [13], М. …
ОСНОВЫ ЭКСЕРГЕТИЧЕСКОГО МЕТОДА АНАЛИЗА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ СИСТЕМ
Для энергетической оценки технических систем наиболее целесообразно обращаться к методу эксергетического анализа. Эксергия представляет собой количество работы, которое может быть получено внешним приемником энергии при обратимом взаимодействии системы или потока …
ТОПОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФОВЫХ ПОСТРОЕНИЙ
Теория графов - область дискретной математики, особенностью которой является геометрический подход к изучению объектов и явлений [2, 3]. Она связана со многими областями математики - теорией множеств, математической логикой, комбинаторикой …
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ СИСТЕМ КАК ОБЪЕКТОВ ОПТИМИЗАЦИИ
Любая энергетическая система имеет определенную технологическую структуру, то есть состоит из ряда взаимосвязанных элементов, характеризуется заданными параметрами, в том числе входными и выходными переменными, и взаимодействует с окружающей средой. Прежде …
ОСНОВЫ МЕТОДА СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
Анализ и оптимизацию энергетических систем следует основывать на методе системного анализа [1]. Теория систем характеризуется следующими особенностями: - система представляет собой совокупность элементов, которые, в свою очередь, в зависимости от …
ПАССИВНЫЕ СИСТЕМЫ ОТОПЛЕНИЯ
Пассивные гелиосистемы используются только для отопления. Их кратко называют ПССО - пассивные системы солнечного отопления. В этих системах теплота поглощается и аккумулируется самими строительными элементами здания, а распределение ее в …
СИСТЕМА ЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ С АБСОРБЦИОННЫМ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ
Схема теплохладоснабжения установки с абсорбционным термотрансформатором показана на рис. 1.63. Источником энергии служат ветродвигатель и солнечная энергия. Схемой предусмотрено наличие аккумуляторов теплоты [131]. 1 - ветродвигатель; 2 - солнечные коллекторы; …
СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ С КОМПРЕССИОННЫМ ТЕПЛОВЫМ НАСОСОМ
На рис. 1.60 приведена схема гелиоустановки системы теплоснабжения. Источником энергии для теплового насоса служат солнечная энергия и низкопотенциальная теплота грунта. Для более равномерного теплоснабжения потребителей схемой предусмотрена система аккумулирования теплоты. …
АНАЛИЗ И ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕЛИОУСТАНОВОК МЕТОДАМИ ТЕОРЕТИКО-ГРАФОВЫХ ПОСТРОЕНИЙ
10.1. ГЕЛИОУСТАНОВКИ С СЕЗОННЫМ АККУМУЛИРОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ Изучение сложной системы, каковой является энергосберегающая установка, предполагает ее представление в виде модели, позволяющей выполнить анализ поведения системы при различных внешних воздействиях. Следует подчеркнуть, …
РЕГЕНЕРАЦИЯ АБСОРБЕНТА В АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ
В любых климатических условиях появляется необходимость в испарительном охлаждении воздуха. Применение открытого абсорбционного цикла обеспечивает новые возможности для создания перспективных систем кондиционирования воздуха. Схема состоит из осушительной части и блока …
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ В СИСТЕМАХ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
СХЕМНЫЕ РЕШЕНИЯ 9.1. СХЕМЫ СИСТЕМ СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Проблемам использования солнечной энергии в системах тепло - и хладоснабжения сельских потребителей посвящена обширная литература [2, 9, 53, 80, 115, 120-123]. Солнечная энергия …
ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ
Солнечные коллекторы предназначены не только для обеспечения систем теплоснабжения, но могут также использоваться в качестве низкопотенциальных источников для производства механической и электрической энергии [104], в тепловых насосах систем кондиционирования [105, …
АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ СИСТЕМ СОЛНЕЧНОГО ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
Автоматическое регулирование работы гелиосистем позволяет повысить точность поддержания технологических параметров, понизить энергетические потери при преобразовании лучистой энергии в энергию других видов, снизить эксплуатационные расходы. Решение задачи поддержания требуемых значений температур …
ОБЪЕДИНЕНИЕ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ С АККУМУЛЯТОРАМИ ТЕПЛОТЫ
Солнечные системы теплоснабжения, как правило, предусматривают наличие аккумулятора энергии. Когда речь идет о небольших установках индивидуального или фермерского пользования, целесообразно оборудовать гелиоколлектор и аккумулятор теплоты в виде единого агрегата [100]. …
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ТРУБ
Один из путей энергосбережения при передаче и трансформации тепловых потоков заключается в применении тепловых труб, которые характеризуются рядом преимуществ: низким термическим сопротивлением, не требуют дополнительных затрат энергии на передачу теплоносителя …
ЭЛЕКГРОГЕЛИОНАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ
Один из путей повышения эффективности солнечных установок заключается в использовании электрогелионагревателей (ЭГН), концепцию которых разработал академик Л. С. Герасимович [87]. Пленочные низкотемпературные нагреватели имеют ряд преимуществ. Их совмещение с технологическим …
КОНСТРУКТИВНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ГЕЛИОУСТАНОВОК
В обычных (неселективных) коллекторах трудно обеспечить температуру воды, превышающую 60° С. Кроме того, при температурах свыше 60° С значительны тепловые потери вследствие излучения с тепловоспринимающей поверхности. Существенно снизить эту составляющую …
ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ КОЛЛЕКТОР СО СТЕКЛЯННЫМ ТРУБЧАТЫМ ПРИЕМНИКОМ И ЧЕРНЫМ ЖИДКИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ
В основу работы солнечного коллектора с черным теплоносителем положено объемное поглощение солнечной радиации черной жидкостью. Тщательно выполненные исследования [84] показали, что абсолютный КПД системы со стеклянной трубкой и черным теплоносителем …
КОЛЛЕКТОРЫ С КИПЯЩИМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕМ
В солнечном коллекторе вместо однофазного теплоносителя или воздуха может использоваться низкокипящий теплоноситель. Циркулировать кипящий теплоноситель может либо при помощи насоса, либо за счет термосифонного эффекта. В последнем случае конденсатор должен …
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ
5.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ В системах солнечного теплоснабжения для изменения потенциалов теплового потока применяют термотрансформаторы, что позволяет наиболее рационально удовлетворить возникающие во все возрастающих размерах потребности в теплоте и холоде …
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
В последние годы во всем мире все большее внимание уделяется фотоэлектрическим преобразователям (ФЭП). Солнечные комбинированные фотоэлектрические станции весьма перспективны и в нашей стране. Солнечные установки для производства электроэнергии реализуются в …
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССООБМЕНА В ПЛОСКОМ СОЛНЕЧНОМ КОЛЛЕКТОРЕ
Одним из способов повышения показателей солнечного коллектора является обеспечение равномерности потока теплоносителя в коллекторе. В первую очередь, это относится к воздушным гелиоколлекторам. Определяя расчетным путем поля скоростей и температур для …
ТЕПЛООБМЕН В НАКЛОННЫХ КАНАЛАХ
Солнечные коллекторы, как правило, устанавливаются с наклоном по отношению к горизонтальной поверхности. Надо полагать, что при прохождении теплоносителя коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока будут зависеть от угла наклона коллектора. …
ГИДРОДИНАМИКА ПОТОКА В КАНАЛАХ СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА
Анализ структуры потока показывает, что, как правило, всю область течения можно разделить на прилегающийк поверхности канала пограничный слой и внешний поток, который может рассматриваться как потенциальный. Пограничный слой играет основную …
МОДЕЛИРОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ В ГЕЛИОСИСТЕМЕ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Естественная циркуляция теплоносителя используется в небольших солнечных установках. Математическая модель представлена нестационарными уравнениями энергии, движения и сплошности для всех элементов установки с соответствующими начальными и граничными условиями, обеспечивающими сопряжения этих …
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В ГЕЛИОСИСТЕМЕ В КВАЗИСТАЦИОНАРНОМ РЕЖИМЕ
Рассмотрим математическую модель тепловых и гидродинамических процессов, происходящих в солнечной нагревательной системе, состоящей из солнечного коллектора, бака аккумулятора и соединительных трубопроводов - подъемного и опускного. Тепловой расчет всех элементов солнечной …
МЕТОД РАСЧЕТА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ПО ДЖ. ДАФФИ
В публикации [64] проанализированы и обобщены основные работы, посвященные расчету коллекторов. Уравнение баланса энергии для коллектора записывается так: «пол^погл-^-Го), (1.113) где цпол, цпогл - удельные полный и поглощаемый потоки солнечной …
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМО — И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СОЛНЕЧНОМ КОЛЛЕКТОРЕ
3.1. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Создание и развитие математического моделирования обусловлено появлением электронно-вычислительных машин, способных производить арифметические и логические вычисления с колоссальной скоростью. Необходимость решения все более сложных задач науки, …
АККУМУЛЯТОР, ОСНОВАННЫЙ НА ИСПОЛЬЗОВАНИИ ФАЗОВОГО ПРЕВРАЩЕНИЯ
Рабочий цикл включает восемь периодов зарядки системы при температуре теплоносителя на входе, равной 65 °С, и четыре периода разрядки при температуре на выходе 36 °С. Эти условия обеспечивают 6 МВт …
