Казанский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра теплоэнергетики Солнечные устройства и установки для систем теплоснабжения

методические указания к курсовому проекту по автономным системам ТГВ для студентов специальности 270109

Казань 2010

УДК 696/697

ББК 38.762.2;38.763

К57

К57 Солнечные устройства и установки для систем теплоснабжения: Мстодические указания к курсовому проекту по автономным системам ТГВ для студентов специальности 270109 / Сост. А. В. Кодылев, Казань КазГАСУ, 2010.-46с,

Печатается по решению Редакционно-издательскош сонета Качан-ского государственного архитектурно-строительного университета

В методических указаниях даны принципиальные схемы использования солнечной радиации с помощью установок по преобразованию солнечной энергии в тепловую, характер их работы. Показаны примеры расчета и приведены задания.

Методические указания предназначены для студентов пятого курса специальности 270109 - Теплогазоснабжение и вентиляция.

Табл. 3, библиогр. 10 наимен.

Рецензент

Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой котельных установок Казанского государственного энергетического университета М.А.Таймаров

УДК 696/697

ББК 38.762.2;38.763

Казанский государственный архитектурно-строительный

университет, 2010

©Кодылев А.В., 2010

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

2.1. Интенсивность солнечного излучения на поверх­ности Земли

2.2. Собирание солнечной энергии

3. УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ СОЛНЕЧНОЙ РАДИАЦИИ

3.1. Плоские солнечные коллекторы

3.2. Параболические концентраторы

4. УСТАНОВКИ ПО ПРЕОБРАЗОВАНИЮ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

4.1. Паросиловые установки

4.2. Солнечные бассейны, или пруды

4.3. Прямое преобразование солнечной энергии

5. КОНСТРУИРОВАНИЕ УСТАНОВОК СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТАНОВКИ СОЛНЕЧНОГО ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

6.1. Расчет годового (сезонного) КПД и суммарного количества теплоты, выработанной установкой солнечного горячего водоснабжения

6.2. Расчет интенсивности солнечной радиации

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Прим. 1 Численный расчет тепловой части солнечного коллектора (задание в прил. 2)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Расчет установок солнечного горячего водоснабжения

Расчет интенсивности солнечной радиации

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Задание для задачи по расчету тепловой части солнечного коллектора Задание для расчета установок солнечного горячего водоснабжения

Введение

Теплоснабжение объектов традиционными способами требует затрат большого количества природного топлива. Совершенствование теплогенерирующих установок дает возможность его экономии, но не полного отказа даже при работе над проблемой использования нетрадиционных источников энергии (солнечной, ветровой, геотермальной и т. д.) Практически они неисчерпаемы и обладают преимущество перед ископаемым топливом, так как экологически чисты, не имеет отходов, дешевы. Однако применение их связано с высокой стоимостью преобразующих устройств, периодичностью работы, специфичностью места расположения. Несмотря на все это география использования их быстро расширяется.

Специалистам в области теплоснабжения в недалеком будущем придется сталкиваться с различными системами, создаваемыми на базе нетрадиционных топлив, одним из которых является солнечное излучение. Солнечная радиация - практически неисчерпаемый и экологически чистый источник энергии. Мощность потока солнечной энергии у верхней границы атмосферы равна 1,7 • 1014 кВт, а на поверхности Земли-1,2*1014 кВт. Общее годовое количество поступающей на Землю солнечной энергии составляет 1,05*1018 кВт«ч, в том числе на поверхность суши приходится 2*1017 кВт-ч. Без ущерба для экологической среды может быть использовано до 1,5% всей поступающей солнечной энергии. Среднесуточная интенсивность потока солнечного излучения равна 210 - 250 Вт/м2 [18 - 21,2 МДж/(м2'сут)] в тропических зонах и пустынях, 130 - 210 Вт/м2 [10,8 - 18 МДж/(м2«сут)] в центральной части России и 80 - 130 Вт/м2 [7,2-10,8 МДж/(м2«сут)] на Севере России, а максимальная величина достигает 1000 Вт/м7. Число часом солнечного сияния в год в странах Средней Азии составляет 2700 -3035, в Закавказье 2130 - 2520, на Украине и в Молдавии 2000 - 2080. Количество солнечной энергии, поступающей за год ни 1 м3 горизонтальной поверхности, в Ашхабаде равно 1720 кВт-ч. в Одессе 1345 кВт-ч, и Москве 1015 кВт-ч. С помощью гелиотехнических устройств может быть полезно использовано 10 - 50% 'этой энергии.