Использование солнечных тепловых систем для бытовых нужд

Реферат
ВВЕДЕНИЕ 5
1 Использование солнечной энергии 7
1.1 Солнечное излучение 7
1.1.1 Солнечное излучение на поверхности Земли. Влияние атмосферы на
излучение 7
1.1.2 Высота солнца и угол падения. Геометрические характеристики
ориентации солнечного коллектора 10
1.1.3 Прямое и диффузное излучение на наклонной поверхности 12
1.2Солнечные тепловые системы 14
1.2.1 Использование солнечной энергии в быту 14
1.2.2 Обогрев бассейна за счет солнечного тепла 16
1.2.3 Нагрев питьевой воды за счет тепловой солнечной энергии 18
1.2.4 Самотечные термосифонные установки 19
1.2.5 Установки с принудительной циркуляцией 22
1.2.6 Дополнительное отопление за счет солнечного света 24
1.2.7 Местное снабжение солнечной энергией 24
1.3 Солнечные коллекторы 26
1.3.1 Плоские коллекторы 26
1.3.2 Вакуумные коллекторы с тепловыми трубками 29
1.3.3 Коллекторы накопители 30
2 Расчет системы отопления и ГВС 31
2.1 Описание объекта исследования 31
2.2 Расчет теплопотерь ограждающих конструкций 32
2.2.1 Расчет ГСОП 32
2.2.2 Расчет теплозащитных характеристик наружных стен 32
2.2.3 Расчет теплозащитных характеристик перекрытия 33
2.2.4 Расчет теплозащитных характеристик пола 35
2.2.5 Расчет теплозащитных свойств оконных проемов 36
2.2.6 Расчет теплозащитных свойств дверных проемов 36
2.2.7 Термические сопротивления ограждающих конструкций 37
2.2.8 Общие потери теплоты через ограждающие конструкции 37
2.3 Расчет теплоты на нагрев воздуха, поступающего в результате действия
естественной вентиляции 39
2.4 Теплопоступления от солнечной радиации через световые проемы 41
2.5 Бытовые теплопоступления 42
2.6 Тепловой баланс помещении 43
2.7 Подбор отопительного оборудования. Насос и радиаторы 44
2.7.1 Подбор радиаторов 44
2.7.2 Гидравлический расчет. Подбор насоса 49
2.8 Тепловая мощность здания 51
2.8.1 Определение тепловой мощности на отопление 51
2.8.2 Определение тепловой мощности на ГВС 52
2.8.3 Годовой график теплопотребления 53
3 Расчет солнечных коллекторов 55
3.1 Расчет прямой и рассеянной солнечной инсоляции 55
3.2 Определение КПД установки 57
3.3 Расчет площади теплопоглощающей поверхности 60
4 Выбор оборудования для солнечного теплоснабжения 63
4.1 Определение объема аккумулирующего бака 63
4.2 Выбор отопительного котла 66
5 Экономическое обоснование 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 70
Купить

В связи с постоянным ростом цен на нефть и газ, а также из-за изменения климата использование возобновляемых источников энергии становится все более обширным и востребованным. Под термином “возобновляемый” понимают постоянное получение энергии за счет природных самовозобновляемых ресурсов. Из всех видов регенеративных источников чаще всего используются солнечные батареи и ветрогенераторы, реже - термальные теплообменники и приливные станции.
Большая часть всей энергии расходуется на отопление помещений и подогрева воды. Использование альтернативных источников энергии в хозяйстве позволяет значительно сократить затраты на топливо. Так, например, при достаточном уровне инсоляции солнечные коллекторы могут полностью покрыть потребности в горячем водоснабжении.
Солнечная энергия широко используется в таких странах как Германия, Франция, южная Европа, США, Япония и Китай. Суммарная мощность их солнечных станций в 2012 году составило 102 ГВт. Несмотря на то, что большая часть России располагает благоприятными климатическими и географическими условиями для эффективного внедрения солнечных установок, данный вид энергетики практически не развит. Зона максимальной солнечной интенсивности приходится на южные районы России: республика Бурятия, Забайкальский край, республика Тыва, южная часть Дальнего Востока. Здесь уровень солнечной инсоляции составляет от 4 до 4,5 кВт/час на 1 кв. метр в день. На другие районы приходится от 2,5 до 3 кВт/час на 1 кв. метр в день. К ним относятся Краснодарский край, Северный Кавказ, Ростовская область, Приморский и Хабаровский край, Амурская область, остров Сахалин, обширные территории Красноярского края. Наибольший уровень солнечной радиации приходится на май, июнь и июль. В этот период в средней полосе России на 1 кв. метр поверхности приходится 5 кВт час в день. Наименьшая интенсивность наблюдается в декабре-январе (0,7 кВт/час в день) [1].
Главной положительной чертой солнечной тепловой установки является длительное аккумулирование тепла и быстрый нагрев. К тому же солнечные коллекторы не загрязняют окружающую среду.
К недостаткам же мы можем отнести то, что коллекторы очень чувствительны к климатическим и географическим условиям. Эффективность солнечной инсоляции напрямую зависит от ландшафта, погоды, степени загрязнения окружающей среды и т.д.
Цель данной ВКР заключается в разработке системы отопления и ГВС с комбинированным использованием солнечных коллекторов и котла для индивидуального дома на 4 человек, расположенного в селе Кыра Забайкальского края.
Объектом исследования является система солнечного теплоснабжения частного дома на 4 человек.
Предмет исследования: целесообразность использования солнечного ГВС в условиях Забайкальского края.
Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи:
• изучение теоретических основ по солнечной теплоэнергетики.
• анализ климатических и географических данных проектируемого объекта.
• нахождение теплопотерь здания.
• определение доли полезно используемой теплоты от коллекторов
• расчет поверхности коллекторов и составление схемы теплоснабжения
• расчет и подбор необходимого оборудования.
• экономические расчеты, определение технико-экономических
показателей проекта.
• вывод о проделанной работе
Результаты данной работы могут быть использованы при разработки солнечных систем ГВС в регионах с высоким уровнем солнечной инсоляции.
Купить