Узгоджені параметри сезонних акумуляторів теплоти для геліосистеми

Abstract

Досліджено нестаціонарні процеси теплообміну в геліосистемі з сезонним акумулятором теплоти для періодичної його зарядки в літній період і розрядки в зимовий для різних регіонів України. Проведено чисельні дослідження геліосистеми, що враховують взаємний вплив геліоприймача і сезонного твердотільного акумулятора теплоти з тепловою ізоляцією. Був розглянутий варіант з фіксованими розмірами бака-акумулятора, тому що вибір розмірів зазвичай пов'язаний зі зручністю його розташування в межах заданої ділянки, оскільки при фіксованому об’ємі акумулятора кількість накопиченої енергії визначається тільки його температурою. Ітераційним методом підбиралися умови повного автономного теплопостачання споживача по опалювальному навантаженню. Обґрунтовано можливість підвищення ефективності роботи акумулятора шляхом вибору раціонального його об’єму. Запропоновано метод конструктивного вибору розмірів акумуляторного блоку для різних регіонів. Були отримані залежності температури теплового акумулятора від місяця року, його питомого навантаження від співвідношення об’єму акумулятора та площі сонячних колекторів, а також знайдений аналітичний опис залежності сумарного річного вироблення теплоти в геліосистемі від ефективності сонячного колектора в нормалізованому вигляді. Розраховано річне теплове вироблення геліосистеми, представлене в нормалізованому вигляді щодо навантаження в кінці опалювального сезону, від комплексу параметрів, що визначають конструктивні характеристики геліоколекторів.Non-stationary processes of heat exchange in a solar system with a seasonal heat accumulator for periodic charging of the battery in the summer and discharging in the winter for different regions of Ukraine are investigated. Numerical studies of the solar system have been carried out, taking into account the mutual influence of the solar collector and the seasonal solid-state heat accumulator with thermal insulation. A fixed size of battery tank was considered, because the choice of sizes is usually related to the constrains of its location within a given area, so in the fixed volume of the accumulator the amount of stored energy is determined only by its temperature. Was developed the iterative selection method of the conditions for completely autonomous heat supply of consumer under the heating load. The possibility of increasing the efficiency of the accumulator by choosing its rational volume is justified. The method of the size selection for accumulator block for different regions of Ukraine is proposed. Was obtained the function of the heat accumulator temperature from the month of the year, its specific load from the ratio of the volume of accumulator to the area of the solar collectors, as well as an analytical description of the total annual heat production in the solar system dependence on the efficiency of the solar collector in the normalized form. The annual heat production of the solar system, represented in the normalized form to the load at the end of the heating season, from the parameters of the solar collectors is calculated.