<<
>>

4.2.2. Порядок проведения, обработка и анализ результатов испытаний солнечной водонагревательной установки

Основной целью испытаний является получение обобщенных зависимостей дневной теплопроизводительности установки и максимальной температуры нагрева воды в баке аккумуляторе от дневной суммы солнечного излучения, поступающего на поверхность солнечных коллекторов СВУ, с учетом начальной температуры нагреваемой воды и температуры окружающего воздуха.

Методика предусматривает непрерывное измерение в течение дневного эксперимента плотности потока солнечного излучения в плоскости солнечных коллекторов и температуры окружающей среды. В качестве примера на рис. 4.5 приведены графики, показывающие изменение данных параметров для одного из дней проведения эксперимента.

Результаты измерений солнечной радиации интегрируются, в результате чего определяется дневная сумма солнечной энергии Н (МДж/м2), поступившая на поверхность солнечных коллекторов [57].

После захода Солнца производился отбор нагретой воды из бака аккумулятора путем вытеснения ее холодной водой из водопровода с одновременным измерением температуры сливаемой воды. Отбор воды из бака аккумулятора продолжался до тех пор, пока разница между температурой отбираемой воды td и температурой водопроводной воды tmam не становится пренебрежимо малой (менее 1°С). Измеренные

величины фиксировались с периодичностью 10 секунд с помощью контроллера ТМ-5103.

О

о

~ео

I-

1000

800

400

200

12:00 14:00 16:00 18:00 Время

Рис. 4.5. Измеренный поток солнечной радиации и температура окружающего воздуха в течение одного из дневных экспериментов

со СО

Рис. 4.6. Изменение температуры воды в зависимости от отношения объема слитой воды к объему бака-аккумулятора

о

На рис. 4.6 приведены графики показывающие изменение температуры воды в зависимости от отношения объема слитой воды к объему бака-аккумулятора для одного из дней эксперимента.

50

1200

В соответствии с используемой методикой требуется проведение не менее 8 дневных экспериментов с различными погодными условиями. Дневная производительность СВУ определяется по формуле (1.17).

Результаты измерения приведены в Приложении 2, обработанные данные - в табл. 4.1. Таблица 4.1. Дата эксперимента Температура окружающего воздуха, ta,

°С ТЕМПЕРАТУРА ХОЛОДНОЙ
воды, TMAIN,
°С Температура отводимой воды в начале отбора,

td(max)i °С Полезное

тепло, снимаемое

с СВУ, Q,

МДж Дневная сумма солнечного излучения в плоскости СК, Н, МДж/м2 02.08.2005 27.9 14.1 38.4 25.9 12.9 05.08.2005 27.4 14.3 52.3 37.7 21.2 09.08.2005 28.0 14.3 43.4 30.4 17.0 11.08.2005 19.4 14.7 23.5 3.5 5.2 16.08.2005 25.6 14.4 46.2 33.9 20.4 18.08.2005 22.9 14.6 46.8 37.0 18.4 25.08.2005 21.2 14.2 43.1 26.7 24.7 30.08.2005 19.5 14.5 23.1 5.9 10.4 Результаты измерения производительности СВУ

Для аппроксимации полученных значений дневной

ПрОИЗВОДИТеЛЬНОСТИ СВУ Q И раЗНОСТИ температур (td(max)-tmain) в

зависимости от дневной суммы солнечного излучения Н и разности между среднедневной температурой окружающего воздуха, ta, и температурой холодной воды, fma/n используются соотношения (1.15) и (1.16).

Коэффициенты уравнений (1.15) и (1.16) определялись с использованием линейного метода наименьших квадратов (табл. 4.2) и использовались для построения обобщенных зависимостей (рис. 4.7 и 4.8).

Таблица 4.2.

Аппроксимационные коэффициенты "input-output" зависимостей для Q и Ттах

Коэффициенты аппроксимации, ai оа1 а2 Оа2 а* Оа3 м2 М Дж/К Дж 1.32 0.39 1.61 0.64 11.9 7.1 bi Оы ь2 Ом ъ* Оьз Км2/МДж - К 1.10 0.26 0.93 0.47 13.7 5.8 40

30--

d 20

о

10-

1 * oк эксперимент ?

?

* ? * T-T =

a mam "^main -5 С 0°С "С -т-т = +5°С т-т =

a max +10°С ? * Т-Т =

a main +15°С - ^

< ? Х- * ? * у' * ? (г"'

1 ^^ 10

15

20

25

Н, МДж/м

Рис.

4.7. Input-output диаграмма для Q О

о

30'

20

60

50--

I 40 ? эксперимент Т-Т =-5°С

a mam

Т-Т =о°с

э main

Т-Т . =+5°С

a main

Т-Т .=+10°С

a mam

_ Т-т =+15°С

a mam ** **

** .-"'"oА ** **

**

*

**

* ф . o *

* ^^ ? ^^ 10

15

20

Н, МДж/м

Рис. 4.8. Input-output диаграмма для td(max)-tmain Полученные зависимости позволяют проводить оценки эффективности работы испытанной СВУ в достаточно широком диапазоне изменения дневной суммы солнечной радиации, среднедневной температуры наружного воздуха и температуры воды, заливаемой в бак для нагрева.

Например, среднедневная сумма солнечной радиации в месте предполагаемой эксплуатации рассмотренной СВУ составляет 20 МДж/м2. Такая сумма является характерной для летних солнечных дней во многих регионах страны, в том числе и в Москве. Если например среднедневная температура наружного воздуха равна +20°С, а температура водопроводной воды, заливаемой в СВУ +5°С. С помощью рис. 4.7 найдем, что теплопроизводительность СВУ составит около 38 МДж. Отсюда легко рассчитывается КПД СВУ, имеющей суммарную площадь солнечных коллекторов 4 м2: 38Мдж/(4м220Мдж/м2)100% " 47%. Из рис. 4.8 легко определить, что ожидаемая максимальная температура нагрева воды в баке рассмотренной СВУ в этих условиях составит около 50°С.

Измеренный в отдельном эксперименте для испытываемой СВУ коэффициент тепловых потерь бака-аккумулятора (4.18) составил 3.2 Вт/К, а для всей установки (при неотключенных от бака на ночь солнечных коллекторах) 5,4 Вт/К. Существенное отличие полученных коэффициентов свидетельствует о том, что в ночное время может иметь место достаточно интенсивная обратная циркуляция теплоносителя, приводящая к более чем полуторократному увеличению тепловых потерь.

С использованием этих данных легко оценить ожидаемое охлаждение воды в баке-аккумуляторе за ночь в случае, если в предшествующий день полученная в СВУ горячая вода не была использована.

Проведение описанных выше испытаний и включение их результатов в соответствующий технический паспорт СВУ позволяет обеспечить потребителя необходимой информацией для оценки

эффективности использования СВУ в тех или иных условиях предполагаемой эксплуатации.

<< | >>
Источник: Сулейманов Муси Жамалуттинович. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКСОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ И ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. 05.14.01 - Энергетические системы и комплексы. Москва - 2007. 2007

Еще по теме 4.2.2. Порядок проведения, обработка и анализ результатов испытаний солнечной водонагревательной установки:

  1. § 47. Обшук майна, його мета, підстави, види і порядок проведення.
  2. 6.2. Порядок проведення торгів акціями ВАТ
  3. 3.1 Анализ результатов расчёта штатного отопителя
  4. 3.2 Анализ результатов расчёта модернизируемой конструкции отопителя
  5. 4.2.2. Порядок проведения, обработка и анализ результатов испытаний солнечной водонагревательной установки
  6. 4.2.3. Моделирование работы СВУ в условиях испытаний
  7. 60. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ЛЕСНЫХ КОНКУРСОВ И АУКЦИОНОВ
  8.   3.2.3. Описание, обработка и анализ результатов
  9. 3.3.3. Описание, обработка и анализ результатов Результаты и выводы по пилотажному исследованию  
  10. Статья 448. Организация и порядок проведения торгов
  11. § 2. Правовой порядок проведения раскопок воинских захоронений