Круговорот воды в природе

• Название: Круговорот воды в природе
• Дата: 06.03.2022
• Размер: 3.82 Mb.
• Имя файла: 310797.rtf
• Тип: Документы; #384664
• страница: 6 из 7

3. Определение основных энергетических и конструктивных параметров системы солнечного горячего водоснабжения

Исходные данные:

1. Средняя интенсивность солнечного излучения

J = 625Вт/м²

2. Продолжительность работы солнечного коллектора (СК) в течение суток

τ_ск = 12ч/сут

3. Сезонная продолжительность работы СК

t_ск = 150сут

4. Норма подачи горячей воды на 1 человека

q = 30л/сут

5. Количество потребителей в поселке

N_чел = 40 чел

6. Температура горячей воды на выходе из СК

T_гор = 54^◦С

7. Температура холодной воды на входе в СК

T_хол = 18^◦С

8. Средняя температура воздуха

T_воз = 22^◦С

9. Удельные капитальные вложения в 1 м² рабочей поверхности солнечного коллектора

k_п^ск = 230 долл. /м²

10. Удельные капитальные вложения в 1 кВт установленной мощности традиционной энергоустановки

k_п^ТЭC = 550долл. /кВт

11. Стоимость ед. условного топлива

Р_т = 215 долл. /т у. т.

3.1 Расчет энергетических и конструктивных параметров системы солнечного горячего водоснабжения (ССГВ)

3.1.1 Определение суммарных объемов баков-аккумуляторов (∑Vак) для изолированного потребителя:

3.1.2 Определение количества тепловой энергии, которую должен накопить теплоноситель (вода) в баках-аккумуляторах в конце светового дня за сутки (Q_AK):
в сутки
где С_ж - удельная теплоемкость жидкости
С_ж = 4190Дж/ (л·°С). 1 Дж = 2,78* 10^-7 кВт·ч.
3.1.3 Определение установленной мощности солнечного коллектора (N₀^ск)


где β - коэффициент эффективности поглощающей поверхности СК (β= 0,85);

(τ ·α) - оптический КПД коллектора (для типовых СК= 0,85);

U₁ - суммарный коэффициент тепловых потерь U1=5 Вт/м²·°С.

3.1.4 Определение энергии (в пересчете на электрическую энергию), которую производит единичный СК (Е₀^ск) за сутки (τ_ск =12 ч)

3.1.5 Определение общей площади рабочей поверхности СК (F_cк) ССГВ

3.1.6. Определение энергетических показателей ССГВ:

установленная мощность

электрическая энергия

тепловая энергия (1 кВтч = 860 ккал)
ккал в год
3.1.7 Определение числа циклов прокачки теплоносителя (вода) через СК при τ_ск=12 ч, если суммарный массовый расход составляет q_м^н =50 л/ (м²·ч)

3.1.8 Определение фактического суммарного массового расхода (q _м^ф), если T_цикл^ф = 12
q _м^ф = (T_цикл^ф *Vак) / (τ_ск *F) = (12*2437,5) / (11*50) =53,2 л/ (м²*ч)
3.1.9 Определение годовой экономии условного топлива (В^ск)

где Q_p^н - низшая рабочая теплота сгорания условного топлива, Q_p^н = 7000 ккал/кг у. т.;

η_тэс - КПД традиционной энергетической установки, η_тэс =0,35.

3.1.10 Определение объема предотвращенной эмиссии углекислого газа (V_уг^ск)

(1 кВт· ч =0,5 СО₂)

3.1.11 Определение удельной экономии условного топлива (b ^ск)

3.1.12 Определение КПД ССГВ (η^ск)

Результаты расчетов:

1. Площадь рабочей поверхности СК: F^ск = 14,01м²

2. Установленная мощность СК: N_уст^ск = 4, 19кВт

3. Электрическая энергия: Е_с^ск = 7545кВт·ч

4. Тепловая энергия: Q_ск = 6488700 ккал за сутки

5. Число циклов прокачки теплоносителя через СК: Т_цикл = 7

6. Годовая и удельная экономия условного топлива:

В^ск =2,65т у. т.

b^ск = 0,19 т у. т. /м²

7. Объем предотвращенной эмиссии СО₂: V_уг^ск=3,77т

8. КПД ССГВ: η^ск = 47,8%