ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

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; 3 - насосы; 4 - генератор с дефлегматором; 5 - конденсатор; 6,10- потребитель холода; 7 - теплообмен­ник раствора; 8 - аккумулятор теплоты; 9 - дроссельные вентили; 11 — по­требитель теплоты; 12- абсорбер; 13- испаритель

В связи с необходимостью иметь наипростейший вид рассматриваемой схемы в теории графов применяется ме­тод эквивалентирования. Это замена реальной системы или ее элементов некоторой приближенной, абстрагирован­ной, упрощенной моделью, эквивалентной относительно функционирования и свойств. Этот принцип рассмотрения системы необходим ввиду практической невозможности количественно описать некоторые элементы и связи с по­мощью существующих математических методов.

На рис. 1.64 представлена информационная схема си­стемы солнечного тепло - и хладоснабжения, для прочте­ния которой воспользуемся табл. 1.2.

Потоковый параметрический граф и соответствующая ему матрица инциденций представлены на рис. 1.65. Этот граф удобен для организации расчетов и анализа свойств си­стемы как при «ручном» расчете, так и при расчетах на ЭВМ.

Если рассматриваются более простые схемные решения (без аккумулятора теплоты низкого потенциала, без ветро­энергетической установки и пр.), то соответствующие эле­менты и связи в информационной схеме «отключаются» и приравниваются нулю вершины и дуги в графе.

Граф (рис. 1.65) состоит из трех блоков с двумя точками сочленения - III и XI. Декомпозиция графа по этим точ­кам приводит к трем порожденным подграфам, которые описывают топологию каждой ветви отдельно, т. е. описы­вают абсорбционный тепловой насос, высокопотенциаль­ную и низкопотенциальную системы солнечной энергии.

Связность графа прослеживается внутри каждого кон­тура. Таким образом, разрыв связей 21 и 22 вершины III и связей 30, 31 вершины XI не противоречит теории графов и дает возможность анализировать каждый контур отдель­но. Аккумуляторы теплоты поддерживают на постоянном уровне параметры потоков 21, 22 и 30, 31, следовательно, при расчетах теплонасосного контура эти параметры мож­но считать заданными.

Высокую эффективность работы рассматриваемой си­стемы солнечного тепло - и хладоснабжения можно полу­чить при использовании высокопроизводительных абсорб­ционных тепловых насосов с большой степенью внутренней регенерации. В этом случае, в зависимости от заданных входящих и выходящих потоков (для потребителя), можно оптимизировать работу абсорбционного теплового насоса по минимальной теплоте генерации и приводной электри­ческой мощности для насоса. Тепловой насос подвергается глобальной оптимизации в локальной для системы зоне.

Традиционно математическая модель должна пройти экспериментальное подтверждение. Если модель построе­на на основе теоретико-графовых методов, то отпадает не­обходимость в создании полной системы. Вполне достаточ­но проверить адекватность модели на отдельном элементе по математической модели этого же элемента.

Адекватность математической модели системы сол­нечного тепло - и хладоснабжения проверена на примере

Рис. 1.65.

Потоковый параметрический граф и матрица инциденций схемы, приведенной на рис. 1.64

солнечных коллекторов разных конструкций. Для выпол­нения автоматизированных расчетов разработаны эксерге - тический потоковый граф гелиосистемы и соответствую­щая ему матрица инциденций (рис. 1.66).

Рис. 1.66.

Эксергетический потоковый граф и матрица инциденций для гелиосистемы

Для максимального охвата территории страны, где целесообразно применять гелиосистемы, авторами при­няты следующие климатические условия: 40° с. ш., 52° с. ш., 56 ° с. ш.

Испытываемые гелиоколлекторы имели одинаковые размеры и равные условия проведения испытаний. Экс­перимент проводился с тремя конструкциями поглоща­ющих панелей солнечных коллекторов: плоской, листо­трубной и трубчатой на стенде-иммитаторе солнечного излучения. Результаты проверки адекватности матема­тической модели солнечных коллекторов показали хо­рошее совпадение расчетных и экспериментальных дан­ных (рис. 1.67).

Рис. 1.67.

Результаты эксперимен­тальных и расчетных данных зависимости т] = f(R), где R - тепловое сопротивление