|
разделяющая помещения гелиотеплицы и животноводческой фермы; 17-солнечная
панель и система автоматики; 18 –слой субстракта аккумулятора тепла; 19 -
теплообменники; 20 –труба для циркуляции горячей воды.
Область
i
. Поглощенный объемным коллектором солнечный тепловой
)
`(
`
вх
i
вых
i
i
i
i
t
t
c
G
t
С
Q
поток
i
Q
расходуется на изменение энтальпии объемного коллектора и воздуха в нем,
теплоотдачу к элементам
m
(подпочвенного аккумулятора тепла)
m
m
i
im
t
t
)
(
и
субстратного слоя
)
(
c
i
ic
t
t
.
Область
k
. Тепловой поток
)
`(
`
выx
k
вх
k
t
t
c
G
, полученный жидкостью, идет на изменение
ее энтальпии
k
k
t
С
и теплоотдачу подпочвенного аккумулятора и субстратного слоя
)
(
c
k
kc
t
t
.
Область
e
. Тепловой поток
)
`(
`
выx
i
вх
i
t
t
c
G
, полученный от горячей воды
биоэнергетической установки, расходуется на изменение ее энтальпии
i
i
t
С
и
теплоотдачу к
n
-ой области
)
(
n
i
in
t
t
.
Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020
270
f
n
m
l
k
i
Q
G
G
t
t
t
t
t
Q
Q
t
t
t
t
c
G
t
С
Q
t
t
t
t
t
t
t
С
t
t
t
t
Gc
t
t
t
С
t
t
c
G
t
t
t
С
t
t
c
G
t
t
t
С
Q
t
t
t
t
t
t
c
G
t
С
f
f
вх
i
вых
i
Q
Q
D
n
с
j
jс
вх
j
вых
j
j
j
j
m
i
m
mi
j
j
m
mj
с
m
mс
m
m
n
i
ni
вых
n
вx
n
с
n
nс
n
n
выx
i
вх
i
n
i
in
i
i
выx
k
вх
k
c
k
kc
k
k
i
c
i
ic
m
m
i
im
вх
i
вых
i
i
i
h
,
,
,
,
,
,
0
,
0
0
,
1
2
,
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
`(
`
)
(
)
`(
`
)
(
)
(
)
(
)
(
)
`(
`
1
0
0
Область
n
. Тепловой поток
)
(
)
(
n
i
ni
вых
n
вx
n
t
t
t
t
Gc
, полученный водой от
биоэнергетической установки, идет на изменение ее энтальпии
n
n
t
С
и теплоотдачу
подпочвенного аккумулятора в субстрактном слое
)
(
с
n
nс
t
t
.
Область
f
. Поток
D
Q
, получаемый от биоэнергетической установки расходуется на
изменение
энтальпии
)
(
вх
f
вых
f
f
f
f
t
t
c
G
t
С
,
теплоотдачу
подпочвенного
аккумулятора тепла
)
(
c
f
fc
t
t
и нагрузку отопления
H
Q
.
Согласно закону сохранения энергии для каждой области тепловой модели, а также
всей системы отопления можно записать
(1)
В (1) входит нагрузка биоэнергетического отопления
H
Q
, которая зависит от
метеорологических условий, архитектурных особенностей животноводческого
помещения, его ориентации, качества строительных работ и.т.д.
Нагрузка отопления животноводческих помещений равна
t
S
Q
H
(2)
где
t
- разность температур 24,3
С
0
среднесуточного наружного воздуха;
-
коэффициент теплоотдачи от поверхности подпочвенного аккумулятора к
субстратному
слою
[3,4].
Температурное
поле
описанной
системы
гелиобиоэнергетического контура и системы отопления животноводческих помещений
определяется численным решением (2) по программе С++. Зависимость тепловых
проводимостей от температуры учитывается методом последовательных приближений.
Решая систему дифференциальных уравнений, получаем температуры в
отдельных областях системы отопления. Выходной параметр, определяющий
работоспособность системы - температура воздуха и температура дополнительного
обогрева
f
t
циркулириющей воды биогазовой установки.
Если она ниже 15-20
С
0
, включается дополнительный нагреватель водянной
системы биогазовой установки
D
Q
, доводящий температуру подпочвенного
Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020
271
аккумулятора тепла до уровня, при котором включается нагрузка отопления
Н
Q
, т.е.
подключается насос для циркуляции горячей воды от системы биогазовой установки к
системе отопления животноводческих помещений.
Приведенная модель использована при расчете системы отопления
комбинированных гелиотеплиц - животноводческих помещений объемом 300
3
м
построенной в фермерском хозяйстве ООО Муборакнефтгаз (г.Муборек). Тепло от
объемного коллектора гелиобиоэнергетической установки подается для отопления
животноводческого помещения, посредством горячей воды, циркулирующей в
подпочвенном аккумуляторе тепла и в отопительном теплообменнике. В качестве
объемного гелиоколлектора применена система гелиотеплиц полуцилиндрического
типа (рис.1). При расчете потоков солнечного излучения, прошедших прозрачную
пленку гелиотеплицы нагреваюших внутренний воздух, и потерь тепла на
вынужденную конвекцию и собственную теплопроводность поглощающей почвы и
элементов объемного солнечного коллектора, а также при определении температуры
окружающей среды использовались метеорологические данные [5, 6]. На рис.2
представлены изменения температуры среды
c
t
и потока солнечного излучения
с
Q
падающего на прозрачную поверхность объемного гелиоколлектора в течение суток (в
январе 2017 года), нагрузка отопления
с
Q
, необходимая для поддержания
микроклимата в рассматриваемых животноводческих помещениях, а также результаты
расчета динамики изменения температуры воздуха
f
t
, подаваемой в систему отопления
в течение трех дней.
Видно, что даже при солнечной погоде и отсутствии нагрузки отопления
данного объемного гелиоколлектора солнечная энергия не обеспечивает необходимую
для отопления животноводческого помещения температуру 20-22
С
0
. При введении
добавочного биоэнергетического нагревателя температура (см. рис. 2) воды
циркулирующая в подпочвенном аккумуляторе тепла существенно повышается и уже
на вторые сутки может бить использована для отопления. Приведенная модель расчета
системы отопления животноводческих помещений позволяет проследить почасовую
динамику изменения температуры воды, поступающей из биоэнергетического котла в
подпочвенный аккумулятор тепла; определить оптимальные соотношения между
солнечной и дополнительной энергией; оценить влияние конструктивных и режимных
параметров на тепловой режим комбинированной гелиотеплицы – животноводческой
помещенные; рассчитать необходимую аккумулирующую теплоту подпочвенного
аккумулятора для обеспечения запаса тепловой энергии днём и его использования в
ночное время,
а также в суровые пасмурные дни.
Техник ва технологик фанлар со
ҳ
аларининг инновацион масалалари. ТДТУ ТФ 2020
272
Do'stlaringiz bilan baham: |
