Энергосберегающие технологии Системы теплоснабжения Развитие нетрадиционной энергетики Устройство ветроэлектрической установки Солнечные коллекторы Активные гелиосистемы отопления зданий. Геотермальная энергия

Энергосберегающие технологии Развитие нетрадиционной энергетики

Заполнение теплоприемного контура производится из теплосети.

Для детских дошкольных учреждений рекомендуется применять установку с двумя отборами проб воды разных температур (рис. 1.14): для кухни +50...+55 °С с дублированием нагрева в проточном электроводоподогревателе, для умывальников и душевых – +40 °С с возможностью автоматического переключения подачи воды из верхней или средней секции бака–аккумулятора и зависимости от их температуры.

Рис. 1.14. Установка солнечного горячего водоснабжения

с постоянной работой дублера

На рисунке обозначено: 1 – солнечный коллектор; 2 – расширительный бак; 3 – циркуляционный насос теплоприемного контура; 4 – скоростной водоподогреватель; 5 – бак–аккумулятор; 6 – сетевой насос; 7 – электроводонагреватель

Обозначения

О – нормы расхода горячей воды при температуре +65 °С, л;

тt – нормы расхода горячей воды при температуре горячей воды, отличающейся от +65 °С, л;

tг1 – нормированное значение температуры горячей воды, °С;

tг – температура воды, подаваемая потребителю, °С;

F – площадь поглощающей поверхности гелиоустановки, м2;

Мг – расход горячей воды в системе горячего водоснабжения или отопления, кг/сутки;

q1 – интенсивность солнечной радиации, падающей на поверхность, коллектора, Вт/м2;

Iв – интенсивность прямой солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2;

Id – интенсивность рассеянной солнечной радиации, падающей на горизонтальную поверхность, Вт/м2;

Рз, Рd – коэффициенты положения солнечного коллектора соответственно для прямой и рассеянной радиации;

b – угол наклона солнечного коллектора к горизонту, град;

η – КПД установки;

 – среднедневная температура наружного воздуха, °С;

t1 , t2 – температура теплоносителя соответственно на входе и выходе солнечного коллектора, °С;

tг – температура горячей воды, поступающей потребителю, °С;

tx – температура водопроводной воды (tx = +15 °С);

U – приведенный коэффициент теплопотерь солнечного коллектора, Вт/(м2∙К);

V – объем бака-аккумулятора, м3;

Fm,а – площадь нагрева теплообменного аппарата, м2;

Ф – тепловая мощность систем горячего водоснабжения и отопления, Вт;

к m а – коэффициент теплопередачи теплообменного аппарата, Вт/(м2∙К);

Δtm а – разность температур в теплообменнике, °С;

Δtmах, Δtmin – максимальный и минимальный перепад температур в теплообменнике, °С;

φn т – количество теплоты, которая вырабатывается гелиоустановкой в единицу времени, ГДж;

η1 – годовой (сезонный) КПД установки;

A,V – характеристики солнечных коллекторов, м2/(ГДж·сутки) и м3/(ГДж·сутки), соответственно;

Q – количество теплоты, вырабатываемой гелиоустановкой за год, ГДж;

B – количество сэкономленного условного топлива за год, т;

Q – суммарное количество теплоты, выработанное установкой за год (сезон), ГДж;

ηзам – КПД заменяемого источника теплоты.

Проекты использования нетрадиционных источников энергии в системе теплоснабжения г. Ростова-на-Дону. В 1996-1997 гг. институт Ростовтепло-электропроект совместно с рядом Ростовских организаций выполнил разработку первоочередных мероприятии по реконструкции системы теплоснабжения г. Ростова-на-Дону. Значительное место в нем уделено использованию нетрадиционных источников энергии. Наиболее целесообразным определено применение солнечной и ветровой энергии. Для ростовского региона характерны пиковая интенсивность прямой солнечной радиации порядка 0,9, а суммарной – примерно 1 кВт∙ч/м2, годовая интенсивность солнечной радиации – 1350 кВт∙ч/м2, среднее число солнечных часов в году – 2149. Эти условия благоприятны для использования солнечной энергии и получения с помощью простых плоских солнечных коллекторов горячей воды с температурой до 70 °С. Имеется возможность создавать достаточно эффективные гелиоустановки как коллективного, так и индивидуального пользования с применением тепловых аккумуляторов относительно малой мощности.

Так, автоматизированная гелиоустановка горячего водоснабжения производительностью 1000 т воды в сутки (около 50 Гкал/сут) может обеспечить горячей водой в весенне-летне-осенний период микрорайон с населением 10-15 тыс. человек. Для сооружения такой установки требуется площадка размерами всего 100х200 м. При грамотном решении вопросов подготовки теплоносителя с исключением коррозии, накипеобразования и бактериальных отложений на внутренних поверхностях преобразователей солнечного излучения можно гарантировать срок службы установки не менее 25-30 лет.

Размещение гелиоустановок возможно на пустырях городских окраин, на специальных конструкциях над руслами малых рек, на солнцезащитных тентах над спортивными площадками, пляжами, местами отдыха, на крышах и фасадах жилых и производственных зданий и т.п.

В Ростове-на-Дону и Ростовской области в настоящее время действует несколько крупных гелиоустановок с площадями солнечных коллекторов от 100 до 450 м2. Эксплуатация подтвердила их эффективность.

Для использования солнечной энергии с целью повышения экономичности и улучшения экологических параметров Ростовских городских систем теплоснабжения в период 2000-2002 гг. планируются к внедрению новые гелиоустановки.

Для солнечного догрева воды в обратной магистрали теплосети Ростовской ТЭЦ-2 намечено сооружение гелиоустановки в районе подкачивающей насосной станции у реки Темерник. Здесь имеется площадка с бросовыми землями, и возможно сооружение тентовых конструкций над рекой. Общая площадь для размещения гелиоустановки составляет примерно 8 га. На этой площади можно создать крупную солнечную станцию с преобразователями солнечного излучения в тепловую энергию, имеющими общую площадь 20 000 м2. Пиковая тепловая мощность такой солнечной станции составит 12 МВт (10,3 Гкал/ч), что позволит подогревать весь объем воды в обратной магистрали на 12-15 0С летом (при расходе 800-900 т/ч) и на 2-3 0С зимой (при расходе 2 500-2 600 т/ч). При этом общее расчетное количество тепловой энергии, отдаваемой за год в теплосеть ТЭЦ-2 при выводе солнечной станции на полную проектную мощность, составляет не менее 12 000 Гкал.


Проектирование активных систем солнечного горячего водоснабжения