автореферат диссертации по строительству, 05.23.03, диссертация на тему:Определение эффективности использования солнечных систем теплоснабжения

ииаиБ2555

На правах рукописи

ЧУДИНОВ ДМИТРИЙ МИХАЙЛОВИЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж - 2007

003062555

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Сотникова Ольга Анатольевна

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Мозговой Николай Васильевич

кандидат технических наук Малинов Алексей Васильевич

Ведущая организация

Ростовский государственный строительный университет г Ростов-на-Дону

Защита состоится 17 мая 2007 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212 033 02 в Воронежском государственном архитектурно-строительном университете по адресу 394006, г Воронеж, ул 20-лет Октября, 84, ВГАСУ, аудитория 20, корпус 3 Тел , факс (8-4732) 71-53-21

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (ВГАСУ)

Автореферат разослан апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

С А Колодяжный

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Удовлетворение существующих потребностей населения и промышленности в тепловой энергии, особенно в районах удаленных от централизованных систем теплоснабжения - чрезвычайно важная задача Запасы традиционно используемых для этих целей ископаемых топлив ограничены Это обстоятельство, а также экологическая безопасность и рост энергопотребления требуют повышения энергоэффективности зданий Решение может быть достигнуто путем применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ)

Вопросы использования ВИЭ для теплоснабжения зданий актуальны в силу различных обстоятельств обеспечение устойчивого теплоснабжения населения и промышленности в зонах децентрализованных систем, обеспечение гарантированного минимума теплоты населению и производству (в частности, сельскохозяйственному) в зонах неустойчивого теплоснабжения, предотвращение ущерба от аварийных и ограничительных отключений, особенно в сельской местности, снижение вредных выбросов от работы энергетических установок в районах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения

Вопросами использования солнечной энергии в пассивных и активных системах солнечного теплоснабжения занимается целый ряд научных, проектных и производственных коллективов Научно-исследовательский институт строительной физики РАН (возглавляемый Осиповым Г Л), комитет Российского союза научных и инженерных общественных организаций по проблемам использования возобновляемых источников энергии (возглавляемый Безруких П П ), Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства, Акционерное общество «Новые и возобновляемые источники энергии», Государственный научно-исследовательский энергетический институт им Г М Кржижановского и др Значительный вклад в развитии этих вопросов принадлежит Богословскому В Н, Бродач М М, Осипову Г Л, Попелю О С, Табунщикову Ю А, Тарнижевскому Б В, Фриду С Е и др

Диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Научно-технические проблемы развития централизованного и автономного теплоснабжения в современных условиях»

Цель работы. Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности использования солнечных систем теплоснабжения

Задачи исследований-

1 Уточнение математической модели теплопроводности наружной стенки здания, учитывающей скорость ветра, что позволит более точно оценить требуемую мощность системы теплоснабжения здания

2 Получение регрессионных уравнений для расчета валового потенциала солнечной энергии при ясном небе и любом значении географической широты местности, а также определения коэффициентов ослабления валового потенциала солнечной энергии при облачном небе

3 Экспериментальное исследование зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров (площади солнечных коллекторов и угла их наклона к горизонту, объема бака-аккумулятора)

4 Разработка структурной схемы и методики расчета эффективности солнечной системы теплоснабжения, включающих в себя предложенные регрессионные уравнения определения валового потенциала и коэффициенты ослабления солнечной энергии

5 Определение эффективности применения солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа путем проведения вычислительного эксперимента по предложенной методике с использованием результатов собственных исследований

Научная новизна заключается в следующем

- в результате обработки статистических данных получены уравнения регрессии для расчета валового потенциала солнечной энергии, падающей на горизонтальные и вертикальные ограждающие поверхности здания при ясном небе и любом значении географической широты местности, с помощью которых определены коэффициенты ослабления валового потенциала солнечной энергии, позволяющие учитывать в расчетах облачность неба,

- в результате обработки данных собственных экспериментальных исследований получены аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров (площади солнечных коллекторов, угла их наклона к горизонту, объема бака-аккумулятора, отношения площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора),

- разработаны структурная схема и методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения, включающие в себя предложенные регрессионные уравнения определения валового потенциала и коэффициенты ослабления солнечной энергии,

- в ходе проведения вычислительного эксперимента с использованием результатов собственных исследований и на основании предложенной методики определена эффективность солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа

На защиту выносятся:

- уравнения регрессии для расчета валового потенциала солнечной энергии, падающей на горизонтальные и вертикальные ограждающие поверхности здания при ясном небе и любом значении географической широты местности, а также коэффициенты ослабления валового потенциала солнечной энергии, позволяющие учитывать в расчетах облачность неба,

- аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров (площади солнечных коллекторов, угла их наклона к горизонту, объема бака-аккумулятора, отношения площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора),

- структурная схема и методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения,

- результаты вычислительного эксперимента по определению эффективности солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа

Обоснованность и достоверность результатов исследований, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждены следующими положениями

- полученные в работе научные результаты базируются на классических положениях теории тепломассообмена,

- удовлетворительным соответствием результатов расчетов, полученных на основе предложенной математической модели, данным собственных испытаний солнечных систем теплоснабжения, а также известным ранее экспериментальным данным других исследователей

Практическое значение Результаты работы использованы при расчете и выборе показателей системы солнечного теплоснабжения двухэтажной гостиницы (площадь и угол наклона солнечных коллекторов, объем бака-аккумулятора, доля замещения тепловой нагрузки, экономический эффект и т д), а также внедрены в учебный процесс кафедры теплогазоснабжения Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены

- на 8-ой - 9-ой международных научно-практических конференциях «Высокие технологии в экологии» Воронежского отделения Российской экологической академии, Воронеж, 2005-2006 гг ,

- на 58-ой- 61-ой научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, Воронеж, 20042006 гг

Публикации. По материалам исследований опубликовано 11 научных работ общим объемом 57,5 страницы Лично автору принадлежат 38 страниц Полученные в данной диссертационной работе уравнения регрессии для расчета валового потенциала солнечной энергии и коэффициенты его ослабления, а также аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров солнечной установки опубликованы в Вестнике Воронежского государственного технического университета (перечень ВАК) и в Известиях Тульского государственного университета (перечень ВАК до 2007 года) Структурная схема, методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения и результаты вычислительного эксперимента по определению эффективности солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа опубликованы в центральном рецензируемом журнале «АВОК»

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка используемых источников из 114 наименований Диссертация изложена на 181 страницах 136 станиц машинописного текста, 94 рисунка, 12 таблиц, 10 страниц списка используемых источников, 4 приложения

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, методы их решения, научная новизна, практическая значимость и положения, выносимые на защиту

В первой главе представлен обзор и анализ известных исследований по данной теме Рассмотрены основные принципы проектирования и строительства энергоэффективных зданий, которые сводятся к минимизации теп-лопотерь здания и обеспечению максимально возможного использования энергии возобновляемых источников

Показано, что к числу важнейших факторов, оказывающих влияние на тепловой баланс здания, относятся солнечная радиация и скорость ветра Анализ имеющихся в научно-технической литературе данных показал, что эти вопросы заслуживают дополнительного рассмотрения и уточнения

Объективными предпосылками использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии являются энергообеспечение северных и других труднодоступных районов, не подключенных к общим сетям, улучшение экологической обстановки, увеличение генерирующей мощности в энергодефицитных системах При этом можно выделить их преимущества (повсеместность, огромные суммарные запасы, относительная экологическая чистота) и недостатки (необходимость наличия дублера, те традиционной энергоустановки и аккумулирования энергии из-за неравномерности и сто-хастичности во времени энергетического потока ВИЭ)

Выбор той или иной системы теплоснабжения должен обосновываться технико-экономическим расчетом

На основе проведенного анализа в первой главе сформулированы выводы и задачи исследования

Вторая глава посвящена математическому моделированию теплопо-терь через оболочку здания

На рисунке 1 показана физическая модель, представляющая собой плоскую стенку толщиной 5, в которой размещены плоские источники теплоты суммарной мощностью д В направлении наружного ограждения здания движется окружающая среда со скоростью

/

\

' у\

Рисунок 1 - Фрагмент стены с указанием направления теплового потока я и координатных осей X, У, Z

б

Известное решение стационарной задачи теплопроводности записывается в виде

Т = —ехр

гт

2жХ V 2а )

\К,

2 а

(1)

где К0

2 а

■ функция, которую можно представить в форме

(2)

Здесь 1о{и) = -£-^(-и

нулевого порядка, причем и =

функция Бесселя мнимого аргумента

2 а

- аргумент функции К„(11)

Решение (1) может быть представлено в упрощенном виде График функции К0(11) аппроксимируем зависимостью

К0([/) = 1,82ехр(-1,46[/),

(3)

где аргумент функции II изменяется от 0,3 до 6 С учетом (3) зависимость (1) приводится к виду

т 1,82*7

Т =--ехр

2ък

щх-\,4б^х2 + г2

2 а

(4)

Установившуюся температуру на основе решения (4) при 2=0, когда тепловой поток направлен преимущественно по оси ОХ, можно рассчитать следующим образом

Т = -

рсл

, Л' = 0

„ д I Ш Т = —-—ехр

(5)

-8 < X <0

Переходя к безразмерным параметрам, получим зависимость для расчета установившейся температуры в направлении X при действии плоского источника как доли от максимальной температуры

£ = ¡7 ехр(-£Ре),

(6)

где д = (?/<7т„ - безразмерный тепловой поток, 9 = Т /Гто% - безразмерная температура, ¿;=х/8 - безразмерная координата, отнесенная к толщине IV 3

стенки 6, Ре =--критериальное число Пекле, учитывающее скорость

а

движущейся среды (ветра) \¥, теплофизические свойства материала стенки и ее толщину 5

Из (6) получим уравнение для расчета теплового потока (теплопотерь) в произвольной точке X

<7 = ,9/ехр (-£Ре) (7)

Таким образом, получены двумерные и одномерные решения, позволяющие рассчитать температурное поле ограждающей стены и теплопотери, учитывающие влияние свободно-вынужденной конвекции на теплообмен

В третьей главе рассматривается методика определения годового расхода теплоты на теплоснабжение здания с учетом солнечной энергии и скорости ветра

Существующие формулы для определения потенциала солнечной энергии не всегда дают точную оценку Поэтому нами предлагается при расчетах интенсивности потока солнечной энергии использовать данные многолетних фактических наблюдений На основании их аппроксимации получены уравнения регрессии, позволяющие определять значения валового потенциала солнечной энергии на горизонтальную и вертикальную поверхность при безоблачном небе для соответствующей географической широты (некоторые из них представлены в таблице 1) Уравнения регрессии получены для определения потенциала солнечной энергии как по месяцам, так и для всего года

Таблица 1 - Регрессионные уравнения для определения валового потенциала солнечной энергии (прямой и рассеянной)^, МДж/м2, на горизонтальную и вертикальную поверхность при безоблачном небе в зависимости от географической широты ср, °с ш

Месяц Уравнение

Горизонтальная поверхность

Январь V = -614,08 1п(ф) + 2586,09

Февраль у = -600,56 1п(ф) +2638,10

Март у = -0,16 ср*+5,41 (р +677,87

Ноябрь 1' =-650,10 1п(ф) + 2760 50

Декабрь у = -623,75 1п(ф) +2596,38

Месяц Уравнение

Вертикальная поверхность

у = -413,98 1п(ф) +1768,02 (В/3)

Январь у = -680,79 1п(ф) +3042,72 (ЮВ/ЮЗ)

у = -936,33 1п(ф) + 4171,65 (Ю)

у = -0,07 ф2 +1,47 ф +323,36 (В/3)

Февраль V = -0,15 ф2 +8,96 ф +369,71 (ЮВ/ЮЗ)

у = -0,42 ф2 +34,34 ф-93,86 (Ю)

у = 0,01345 ф1-2,13095 ф2 + 107,24306 ф-1553,64286 (СВ/СЗ)

Март у = 0,01259 ф'-2,13393 ф2 + 113 60218 ф-1547,21429 (В/3)

у = 0 01519 ф1 -2,54315 ф2 +139,13790 ф-1924,07143 (ЮВ/ЮЗ)

у = 0,01606 ф1 - 2 96503 ф2 +176,29365 ф-2718 28571 (Ю)

V = -0,06 <рг- 0 37 <р + 350,50 (В/3)

Ноябрь у = -0,22 р2 + 13,16 <р + 293,79 (ЮВ/ЮЗ)

у = -0,46 <рг+ 34,68 р-18,36(Ю)

V = 0,04 у1 -10,96 <р + 587,07 (В/3)

Декабрь у = -0,15 р2 + 1,11 <р + 645 64 (ЮВ/ЮЗ)

у = -0,37 <рг +19,05 р + 476 00(Ю)

Коррекция на облачность осуществляется поправочным коэффициентом ослабления валового потенциала солнечной энергии у/, который оценивается как отношение значения валового потенциала солнечной энергии при действительных условиях облачности (/?) к валовому потенциалу солнечной энергии при безоблачном небе (/£)

1°

Т (8)

'г

Некоторые из полученных нами поправочных коэффициентов ослабления валового потенциала солнечной энергии представлены в таблице 2

Таблица 2 - Поправочный коэффициент у ослабления валового потенциала солнечной энергии (СЭ) для некоторых регионов России

Показатели Месяц года

I | II | III | IV | V 1 VI 1 VII 1 VIII | IX 1 X | XI | XII

Северо-Кавказский регион

г Махачкала (Республика Дагестан)

Коэфф облачности \|/ 0,48 0 48 0,51 0,68 0,76 0,79 0,79 0,79 0,69 0,60 0,47 0 42

г Краснодар (К раснодарский край)

Коэфф облачности \|/ 0,48 0,53 0,53 0,61 0,68 0,72 0,74 0,71 0 67 0,61 0 46 0,35

Среднее значение коэфф облачности 051 0 53 0 54 0,65 0,73 0,77 0,78 0,79 0,71 0,64 0,49 0,40

Показатели Месяц года

1 | 11 ] III | IV | V | VI | VII | VIII 1 IX | X | XI | XII

Центрально-Черноземный регион

г Воронеж (Во эонежская область)

Коэфф облачности \|/ | 0 52 | 0,64 | 0,52 | 0,56 0 65 | 0,69 | 0,66 | 0 66 | 0,60 | 0 50 | 0,34 | 0,38

г Курск (Курская обтасть)

Коэфф облачности у 0,52 0,64 0,52 0,56 0 65 0,69 0,66 0 66 0,60 0,50 0,34 038

Среднее значение коэфф облачности 0,52 0,59 0,54 0,58 0,67 0,70 0,67 0 68 061 0,52 0,38 0,39

Дальневосточный регион

г Владивосток (Приморский край)

Коэфф облачности \¡i | 0,96 | 0,90 | 0,77 0,67 | 0,59 | 0,52 0 51 I 0 58 I 0 69 | 0 73 | 0 75 | 0,85

г Хаба ровск(Хабаровский к ран)

Коэфф облачности у 0 87 0,88 0 78 0,72 0 69 0 73 0,68 0,69 0 71 0 75 0 78 0 81

Среднее значение коэфф облачности 0 79 0 83 0,77 0,72 0 66 0 65 0,62 0,64 0,66 0,70 0 68 071

В четвертой главе представлены экспериментальные исследования работы солнечной системы теплоснабжения автономного здания общей площадью 140 м2, находящегося в климатических условиях г Москвы Схема экспериментальной установки приведена на рисунке 2

Рисунок 2 - Схема исследуемой солнечной системы теплоснабжения (ССТ) 1 - здание 2 - котел, 3 - теплосчетчик, 4 - циркуляционный насос, 5 - система автоматики, б - теплообменник солнечного контура, 7 - теплообменник контура горячего водоснабжения, 8 — теплообменник контура системы отопления, 9 - бак-аккумулятор, 10 - отопительный прибор, 11 - плоский солнечный коллектор

ю

Целью эксперимента являлось определение доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии (т е коэффициента замещения), с последующим сравнением полученных результатов с расчетными значениями, для уточнения методики расчета коэффициента замещения

В результате прямых измерений с использованием теплового счетчика

«Метран-421» получены значения , , а затем с помощью зависимости

определена величина коэффициента замещения

(•.•од

Здесь - годовая нагрузка отопления и горячего водоснабжения традиционной системы теплоснабжения, - годовая нагрузка отопления и

О

горячего водоснабжения солнечной системы теплоснабжения, - годовая теплопроизводительность солнечной установки

На рисунках 3, 4, 5, 6 приводятся экспериментальные и расчетные данные, а также кривые, соответствующие аналитическим уравнениям изменения коэффициента замещения в зависимости от вариаций конструктивных параметров площади солнечного коллектора от 5 до 25 м2, соотношения площади солнечного коллектора к объему бака аккумулятора от 5/0,25 до 25/1,25 м2/м\ объема бака аккумулятора от 0,25 до 1,25 м3, угла наклона солнечного коллектора к горизонту от 0 до 75°

40

й5 35

§ 30 х

| 25

В 20

и

1 15 ■а--э-

5 0

О 5 10 15 20 25 30

Площадь солнечного коллектора А, м2

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента замещения от площади солнечного коллектора х - расчетные значения коэффициента замещения, а - экспериментальные значения коэффициента замещения

и

Площадь солнечного коллектора Л/объем бака-аккум>лятора V м2/мч

Рисунок 4 - Зависимость коэффициента замещения от соотношения площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора х - расчетные значения коэффициента замещения, ▲ - экспериментальные значения коэффициента замещения

Объем бака-аккум^ляторт V м

Рисунок 5 - Зависимость коэффициента замещения от объема бака-аккумулятора х— расчетные значения коэффициента замещения, ▲ - экспериментальные значения коэффициента замещения

40

35

30

Ь-Г

Ж 25

3

Е 20

X <и 1Ь

Я

10

О 5

0

\ * \ * N /

У к

V

= -0,00002а3 -0,00041а2 + ОД9002а + 25,23176

О 10 20 30 40 50 60 70 80 Угол наклона солнечного коллектора а, град

Рисунок б - Зависимость коэффициента замещения от угла наклона солнечного коллектора х - расчетные значения коэффициента замещения, ▲ - экспериментальные значения коэффициента замещения

Анализ зависимостей показал, что значения коэффициента замещения возрастает с увеличением площади солнечного коллектора, однако, увеличение площади солнечного коллектора свыше 15 м2 для данного конкретного потребителя не приводит к существенному его росту Оптимальный объем бака-аккумулятора находится в пределах от 0,75 до 1,0 м3 Максимальная доля тепловой нагрузки, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, достигается при угле наклона солнечного коллектора а = 55°

Эксперимент подтвердил также удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных отклонения расчетных величин коэффициента замещения от опытных значений находятся в пределах точности эксперимента (не более 15%)

В результате обработки экспериментальных данных получены аналитические зависимости коэффициента замещения от вариации конструктивных параметров солнечной системы теплоснабжения (см таблицу 3)

Таблица 3 - Аналитические зависимости коэффициента замещения от вариации конструктивных параметров солнечной системы теплоснабжения

Геогр местоположение г Краснодар г Воронеж г Москва г Санкт-Петербург г Архангельск г Владивосток

« 2 А /общ ~ с (0,0021Л1 — 0,1213^42 + 2,7819/4 + 10,06)

е- я 3 К а 5 А/У /общ = с (0,0021(Л / К)3 - 0Д213(Л / V)2 + 3,0067(Л / V) + 5,82)

1 и § М § V 1общ — с (21.867К' -65.086К2 + 62,762К +11,96)

о ё а /о6„( =с(-0,00002а3 -0,00041а2 +ОД9002а + 25,23176)

Поправ коэф с — 1,22 с= 1,06 с = 1 с = 0,85 с = 0,82 с= 1,31

Примечание поправочный коэффициент с позволяет применить аналитические зависимости, полученные для города Москвы, для других городов, перечисленных в таблице 3

В пятой главе рассмотрены структурная схема и методика технико-экономического расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения, а также результаты вычислительного эксперимента

В качестве основного критерия выбора варианта наиболее экономически целесообразного теплоснабжения автономного потребителя предложено рассматривать 1) дисконтированные затраты, которые позволяют определить минимальные расходы одного из варианта из всех рассматриваемых за расчетный период, 2) срок окупаемости

На основании проведенного численного расчета целесообразности использования вариантов систем автономного теплоснабжения потребителя определена возможность использования ССТ для различных регионов России Технико-экономического анализ выполнен с использованием программы Microsoft Excel, а его результаты, представленные в виде диаграмм и графиков (некоторые из них показаны на рисунках 7, 8), показали, что наиболее эффективными для рассматриваемых регионов России являются установки солнечного горячего водоснабжения Срок окупаемости таких систем составляет от 3 до 7 лет (при современных мировых ценах на энергоносители)

Стоимость 1 Гкал теплоты, руб /Гкал —♦—г Краснодар -»—г Воронеж —*—г Москва -х-г Санкт-Петербург -*— г Архангельск -«—г Владивосток

Рисунок 7 - Зависимость срока окупаемости солнечной системы теплоснабжения от стоимости теплоты для различных регионов России

К ЧУ

N

О 1250 2500 3750 5000 6250 7500 8750 10000 11250 12500 13750 15000 Стоимость 1 Гкал теплоты, руб /Гкал —♦—г Краснодар —»—г Воронеж —*— г Москва -*—г Санкт-Петербург -*— г Архангельск -»—г Владивосток

Рисунок 8 - Зависимость срока окупаемости солнечной системы горячего водоснабжения от стоимости теплоты для различных регионов России

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1 Уточнена математическая модель теплопроводности наружной стенки здания, учитывающая скорость ветра, что способствует более точному определению требуемой мощности системы теплоснабжения здания

2 На основе обработки статистических данных в рамках нелинейного регрессионного анализа получены уравнения для расчета валового потенциала солнечной энергии, падающей на горизонтальные и вертикальные ограждающие поверхности здания при ясном небе и любом значении географической широты местности, с помощью которых определены коэффициенты ослабления валового потенциала солнечной энергии, позволяющие учесть в расчетах облачность неба

3 Проведены экспериментальные исследования зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров - площади солнечных коллекторов и угла их наклона к горизонту, объема бака-аккумулятора, отношения площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора Получено удовлетворительное соответствие экспериментальных данных с результатами расчета по предложенной методике (отклонения расчетных величин от экспериментальных значений находятся в пределах точности эксперимента - не более 15 %)

В результате аппроксимации собственных экспериментальных данных получены аналитические зависимости доли тепловой мощности системы те-

плоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров

4 Разработаны структурная схема и методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения с использованием предложенных регрессионных уравнений расчета валового потенциала и коэффициентов ослабления солнечной энергии

5 Проведен вычислительный эксперимент с целью обоснования эффективности использования солнечных систем для автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа Установлено, что наиболее эффективными являются установки солнечного горячего водоснабжения Значения доли замещения тепловой нагрузки горячего водоснабжения, обеспечиваемой за счет солнечной системы и сроки ее окупаемости, составляют соответственно для Приморского края 66 % и 3 года, для Краснодарского края 53 % и 4,2 года, для Воронежской области 44 % и 5 лет, для Московской области 40 % и 5,2 года, для Архангельской области 34 % и 6,5 лет, для Ленинградской области 33 % и 7,5 лет Данные показатели определены при расчетной площади солнечных коллекторов 12 м2 и среднемировой цене на теплоту 2500 руб /Гкал Очевидно, что рост стоимости теплоты приведет к снижению срока окупаемости солнечных систем теплоснабжения

6 Результаты выполненных исследований использовались при определении эффективности солнечной системы теплоснабжения малоэтажной гостиницы с расчетной площадью солнечных коллекторов 12 м2 и объемом бака-аккумулятора 600 л

Основные результаты исследований отражены в работах

1 Чудинов Д M Использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии в управлении энергоэффективностью зданий [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Вестник Воронежского государственного технического университета Серия Энергетика Выпуск 7 4 — Воронеж Воронеж, гос тех ун-т, 2004 - С 76-80 Лично автора 3,5 с

2 Чудинов Д M Климатологические характеристики и основы определения потенциала солнечной энергии [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Вестник Воронежского государственного технического университета Серия Энергетика Выпуск 7 4 - Воронеж Воронеж, гос техн ун-т, 2004 -С 147-150 Лично автора 2,5 с

3 Чудинов Д M Анализ проблем энергосбережения и энергообеспечения [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Изв ТулГу Серия Строительство, архитектура и реставрация Вып 8 - Тула Тульский гос ун-т, 2005 -С 191-198 Лично автора 4,5 с

4 Чудинов Д M Общая характеристика и потенциал солнечной энергии [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Изв ТулГу Серия Строительство, архитектура и реставрация Вып 8 - Тула Тульский гос ун-т, 2005 - С 198-203 Лично автора 3,5 с

5 Чудинов Д M Использование тепловой энергии солнца в пассивных и активных системах теплоснабжения [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Вестник Воронежского государственного технического университета Серия Энергетика Том 1, №6 - Воронеж Воронеж, гос техн ун-т, 2005 -С 56-63 Лично автора 5,5 с

6 Чудинов Д M Исследование работы солнечной системы теплоснабжения отдельностоящего двухэтажного коттеджа [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Вестник Воронежского государственного технического университета Серия Энергетика Том 2, № 6 - Воронеж Воронеж, гос техн ун-т, 2006 - С 62-64 Лично автора 1,5 с

7 Чудинов Д M Математическое моделирование теплопотерь и тепло-

поступлений здания [Текст] /ВС Турбин О А Сотникова, Д M Чудинов //

Вестник Воронежского государственного технического университета Серия Энергетика Том 2, № 6 - Воронеж Воронеж, гос техн ун-т, 2006 - С 94101 Лично автора 5 с

8 Чудинов Д M Разработка математической модели теплового режима

здания [Текст] /ВС Турбин , О А Сотникова, Д M Чудинов // Изв ТулГу Серия Строительство, архитектура и реставрация Вып 10 - Тула Тульский гос ун-т, 2006 - С 251-257 Лично автора 3 с

9 Чудинов Д M Солнечные установки теплоснабжения - вклад в защиту окружающей среды [Текст] /ДМ Чудинов, О А Сотникова // Высокие технологии в экологии Труды 8-ой международной научно-практической конференции 18-20 мая 2005 г - Воронеж Воронежское отделение Российской экологической академии, 2005 - С 57-62 Лично автора 3 с

10 Чудинов ДМ Применение возобновляемых источников энергии и снижение негативного воздействия на окружающую среду [Текст] / О А Сотникова, Д M Чудинов // Высокие технологии в экологии Труды 9-ой международной научно-практической конференции 17-19 мая 2006 г — Воронеж Воронежское отделение Российской экологической академии, 2006 - С 153155 Лично автора 1 с

И Чудинов ДМ Экономическая эффективность использования солнечных систем горячего водоснабжения [Текст]/ О А Сотникова, Д M Чудинов // АВОК - 2007 - № 2 - С 88-94 Лично автора 3 с

ОБОЗНАЧЕНИЯ

Т - температура наружного ограждения здания, °С, - максимальная температура наружного ограждения здания, °С, а - коэффициент температуропроводности, м2/с, IV — скорость окружающей среды, м/с, д - удельный тепловой поток через стенку, Вт/м2, д„„ - максимальный удельный тепловой поток через стенку, Вт/м2, Я - коэффициент теплопроводности, Вт/(м град), 8- толщина стенки, м, а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 град), /коэффициент замещения, А - площадь солнечного коллектора, м2, V — объем бака-аккумулятора, м3, а-угол нклона солнечного коллектора, град

ЧУДИНОВ ДМИТРИЙ МИХАИЛОВИЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Специальность 05.23.03 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 10 04 2007 г Формат 60x84 1/16 Бумага писчая Уч-изд Л - 1,0 Уел -печ Л-1,0 Тираж 100 экз Заказ № 1$8 Отпечатано на ротапринте в отделе оперативной полиграфии Воронежского государственного архитектурно-строительного университета 394006, г Воронеж, ул 20-лет Октября, 84

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ ПРИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИИ ЗДАНИЙ.

1.1 Общие принципы снижения энергозатрат при теплоснабжении зданий.-.

1.2 Архитектурные и инженерные решения по снижению энергозатрат при теплоснабжении зданий.

1.3 Традиционные схемы и методы теплоснабжения зданий.

1.4 Специфика использования солнечной энергии при теплоснабжении зданий.

1.4.1 Объективные предпосылки использования солнечной энергии.

1.4.2 Преимущества и недостатки солнечной энергии.

1.5 Общая структура и основные положения методики выбора системы теплоснабжения здания.

1.6 Выводы и постановка задачи исследований.

2 УТОЧНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА ЗДАНИЯ.

2.1 Математическое моделирование режима теплопотерь через стену здания.

2.2 Математическое моделирование теплопоступлений через стену здания от внешнего источника (окружающей наружной среды).

2.3 Определение коэффициентов теплоотдачи при расчете теплопоступлений и теплопотерь.

2.4 Выводы по второй главе.

3 МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОДОВОГО РАСХОДА ТЕПЛОТЫ НА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ ЗДАНИЯ С УЧЁТОМ СОЛНЕЧНОЙ

ЭНЕРГИИ И СКОРОСТИ ВЕТРА.

3.1 Расчёт годового расхода теплоты на горячее водоснабжение.

3.2 Расчёт годового расхода теплоты на отопление здания.

3.2.1 Теплопотери через ограждающие конструкции.

3.2.2 Расход теплоты на нагревание инфильтрующегося наружного воздуха через ограждающие конструкции помещений.

3.2.3 Теплопоступления в помещения от бытовых источников.

3.2.4 Теплопоступления в помещения от солнечной энергии.

3.3 Выводы по третьей главе.

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

4.1 Методика проведения экспериментального исследования.

4.2 Экспериментальная установка солнечной системы теплоснабжения.

4.3 Приборы и средства измерения.

4.4 Анализ результатов экспериментального исследования.ЮО

4.5 Выводы по четвертой главе.

5 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ.

5.1 Основные критерии оценки технико-экономической эффективности солнечных систем теплоснабжения.

5.2 Структура расходов на производство теплоты.

5.3 Результаты вычислительного эксперимента по определению эффективности солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа.

5.4 Выводы по пятой главе.

Актуальность темы. Удовлетворение существующих потребностей населения и промышленности в тепловой энергии, особенно в районах удаленных от централизованных систем теплоснабжения - чрезвычайно важная задача. Запасы традиционно используемых для этих целей ископаемых топ-лив ограничены. Это обстоятельство, а также экологическая безопасность и рост энергопотребления требуют повышения энергоэффективности зданий. Решение может быть достигнуто путем применения возобновляемых источников энергии (ВИЭ).

Вопросы использования ВИЭ для теплоснабжения зданий актуальны в силу различных обстоятельств: обеспечение устойчивого теплоснабжения населения и промышленности в зонах децентрализованных систем; обеспечение гарантированного минимума теплоты населению и производству (в частности, сельскохозяйственному) в зонах неустойчивого теплоснабжения; предотвращение ущерба от аварийных и ограничительных отключений, особенно в сельской местности; снижение вредных выбросов от работы энергетических установок в районах со сложной экологической обстановкой, а также в местах массового отдыха населения.

Вопросами использования солнечной энергии в пассивных и активных системах солнечного теплоснабжения занимается целый ряд научных, проектных и производственных коллективов: Научно-исследовательский институт строительной физики РАН (возглавляемый Осиповым Г.Л.), комитет Российского союза научных и инженерных общественных организаций по проблемам использования возобновляемых источников энергии (возглавляемый Безруких П.П.), Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства, Акционерное общество «Новые и возобновляемые источники энергии», Государственный научно-исследовательский энергетический институт им. Г. М. Кржижановского и др. Значительный вклад в развитии этих вопросов принадлежит Богословскому В.Н.,

Бродач М.М., Осипову ГЛ., Попелю О.С., Табунщикову Ю.А., Тарнижев-скому Б.В., Фриду С.Е. и др.

Диссертационная работа выполнялась в рамках научного направления «Научно-технические проблемы развития централизованного и автономного теплоснабжения в современных условиях».

Цель работы. Целью диссертационной работы является теоретическое и экспериментальное обоснование эффективности использования солнечных систем теплоснабжения.

Задачи исследований:

1. Уточнение математической модели теплопроводности наружной стенки здания, учитывающей скорость ветра, что позволит более точно оценить требуемую мощность системы теплоснабжения здания.

2. Получение регрессионных уравнений для расчета валового потенциала солнечной энергии при ясном небе и любом значении географической широты местности, а также определения коэффициентов ослабления валового потенциала солнечной энергии при облачном небе.

3. Экспериментальное исследование зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров (площади солнечных коллекторов и угла их наклона к горизонту, объема бака-аккумулятора).

4. Разработка структурной схемы и методики расчета эффективности солнечной системы теплоснабжения, включающих в себя предложенные регрессионные уравнения определения валового потенциала и коэффициенты ослабления солнечной энергии.

5. Определение эффективности применения солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа путем проведения вычислительного эксперимента по предложенной методике с использованием результатов собственных исследований.

Научная новизна заключается в следующем:

- в результате об работки статистических данных получены уравнения регрессии для расчета валового потенциала солнечной энергии, падающей на горизонтальные и вертикальные ограждающие поверхности здания при ясном небе и любом значении географической широты местности, с помощью которых определены коэффициенты ослабления валового потенциала солнечной энергии, позволяющие учитывать в расчетах облачность неба;

- в результате обработки данных собственных экспериментальных исследований получены аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров (площади солнечных коллекторов; угла их наклона к горизонту; объема бака-аккумулятора; отношения площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора);

- разработаны структурная схема и методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения, включающие в себя предложенные регрессионные уравнения определения валового потенциала и коэффициенты ослабления солнечной энергии;

- в ходе проведения вычислительного эксперимента с использованием результатов собственных исследований и на основании предложенной методики определена эффективность солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа.

На защиту выносятся:

- уравнения регрессии для расчета валового потенциала солнечной энергии, падающей на горизонтальные и вертикальные ограждающие поверхности здания при ясном небе и любом значении географической широты местности, а также коэффициенты ослабления валового потенциала солнечной энергии, позволяющие учитывать в расчетах облачность неба;

- аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров (площади солнечных коллекторов; угла их наклона к горизонту; объема бака аккумулятора; отношения площади солнечного коллектора к объему бака аккумулятора);

- структурная схема и методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения;

- результаты вычислительного эксперимента по определению эффективности солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа.

Обоснованность и достоверность результатов исследований, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, подтверждены следующими положениями:

- полученные в работе научные результаты базируются на классических положениях теории тепломассообмена;

- удовлетворительным соответствием результатов расчетов, полученных на основе предложенной математической модели, данным собственных испытаний солнечных систем теплоснабжения, а также известным ранее экспериментальным данным других исследователей.

Практическое значение. Результаты работы использованы при расчете и выборе показателей системы солнечного теплоснабжения двухэтажной гостиницы (площадь и угол наклона солнечных коллекторов, объем бака-аккумулятора, доля замещения тепловой нагрузки, экономический эффект и т.д.), а также внедрены в учебный процесс кафедры теплогазоснабжения Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены:

- на 8-ой - 9-ой международных научно-практических конференциях «Высокие технологии в экологии» Воронежского отделения Российской экологической академии, Воронеж, 2005-2006 гг.;

- на 58-ой- 61-ой научных конференциях и семинарах Воронежского государственного архитектурно-строительного университета, Воронеж, 20042006 гг.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 11 научных работ общим объемом 57,5 страниц. Лично автору принадлежат 38 страниц. Полученные в данной диссертационной работе уравнения регрессии для расчета валового потенциала солнечной энергии и коэффициенты его ослабления, а также аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров солнечной установки опубликованы в Вестнике Воронежского государственного технического университета (перечень ВАК) и в Известиях Тульского государственного университета (перечень ВАК до 2006 года). Структурная схема, методика расчета эффективности солнечных систем теплоснабжения и результаты вычислительного эксперимента по определению эффективности солнечных систем автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа опубликованы в центральном рецензируемом журнале «АВОК».

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка используемых источников из 114 наименований. Диссертация изложена на 181 страницах: 136 станиц машинописного текста, 94 рисунка, 12 таблиц, 10 страниц списка используемых источников, 4 приложения.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ

1. Уточнена математическая модель теплопроводности наружной стенки здания, учитывающая скорость ветра, что способствует более точному определению требуемой мощности системы теплоснабжения здания.

2. На основе обработки статистических данных в рамках нелинейного регрессионного анализа получены уравнения для расчета валового потенциала солнечной энергии, падающей на горизонтальные и вертикальные ограждающие поверхности здания при ясном небе и любом значении географической широты местности, с помощью которых определены коэффициенты ослабления валового потенциала солнечной энергии, позволяющие учесть в расчетах облачность неба.

3. Проведены экспериментальные исследования зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров - площади солнечных коллекторов и угла их наклона к горизонту; объема бака-аккумулятора; отношения площади солнечного коллектора к объему бака-аккумулятора. Получено удовлетворительное соответствие экспериментальных данных с результатами расчета по предложенной методике (отклонения расчетных величин от экспериментальных значений находятся в пределах точности эксперимента - не более 15 %).

В результате аппроксимации собственных экспериментальных данных получены аналитические зависимости доли тепловой мощности системы теплоснабжения здания, обеспечиваемой за счет солнечной энергии, от конструктивных параметров. ослабления солнечной энергии.

5. Проведен вычислительный эксперимент с целью обоснования эффективности использования солнечных систем для автономного теплоснабжения зданий коттеджного типа. Установлено, что наиболее эффективными являются установки солнечного горячего водоснабжения. Значения доли замещения тепловой нагрузки горячего водоснабжения, обеспечиваемой за счет солнечной системы и сроки её окупаемости, составляют соответственно: для Приморского края 66 % и 3 года; для Краснодарского края 53 % и 4,2 года; для Воронежской области 44 % и 5 лет; для Московской области 40 % и 5,2 года; для Архангельской области 34 % и 6,5 лет; для Ленинградской области 33 % и 7,5 лет. Данные показатели определены при расчетной площади солнечных коллекторов 12 м2 и среднемировой цене на теплоту 2500 руб./Гкал. Очевидно, что рост стоимости теплоты приведет к снижению срока окупаемости солнечных систем теплоснабжения.

6. Результаты выполненных исследований использовались при определении эффективности солнечной системы теплоснабжения малоэтажной гостиницы с расчетной площадью солнечных коллекторов 12 м2 и объемом бака-аккумулятора 600 л.

1. Авезов Р. Р., Орлов А. Ю. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения. Ташкент: ФАН, 1988. 285 с.

2. Аверкиев М. С. Рассеянная радиация безоблачного неба // Метеорология и гидрология. 1956. № 5. С. 29 32.

3. Анапольская JI. Е., Гандин JI.C. Метеорологические факторы теплового режима здания. Ленинград, 1973. - 239 с.

4. Андерсон Б. Солнечная энергия (Основы строительного проектирования): Пер. с англ. М.: Стройиздат, 1982. - 190 с.

5. Андреевский А. К. Отопление: Учеб. пособие. 2-е изд. - Минск: Высшая школа, 1982. - 364 с.

6. Ахназарова С. Л., Кафаров В. В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии: Учеб. пособие для химико-технологических вузов. -М.:Высш. школа, 1978.-319 с.

7. Безруких П. П., Стребков Д. С. Возобновляемая энергетика: стратегия, ресурсы, технологии. М: ГНУ ВИЭСХ, 2005. - 264 с.

8. Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России: Труды Международного Конгресса, Москва 31 мая 4 июня 1999/ Под ред. А. Б. Яновского, П. П. Безруких. Ч. I. - М.: Ниц «Инженер», 1999. -32 с.

9. Бизнес и инвестиции в области возобновляемых источников энергии в России: Труды Международного Конгресса, Москва 31 мая 4 июня 1999/ Под ред. А. Б. Яновского, П. П. Безруких. Ч. III. - М.: Ниц «Инженер», 1999. -407 с.

10. Богословский В. Н. Строительная теплофизика (теплофизические основы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха): Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1982 - 415 с.

11. Богословский В. Н. Тепловой режим здания. М.: Стройиздат, 1979. - 248 с.

12. Богословский В. Н., Щеглов В. П., Разумов Н. Н. Отопление и вентиляция: Учеб. Для вузов. 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1980. - 295 с.

13. Богуславский Л. Д. и др. Экономика теплогазоснабжения и вентиляции. М.: Стройиздат, 1988. - 345 с.

14. Валов М. И., Асташенко В. А., Зимин Е. Н. Оценка стоимости солнечного коллектора для систем гелиотеплоснабжения и пути ее снижения //Гелиотехника. 1984. - № 3. - С. 65 - 69.

15. Васильев Ю. С., Хрисанов Н. И. Экология использования возобновляющихся энергоисточников. Л.: ЛГУ, 1991. 343 с.

16. Внутренние санитарно-технические устройства. В 3 ч. Ч. I. Отопление / В. Н. Богословский, Б. А. Крупнов, А. Н. Сканави и др.; Под ред. И. Г. Староверова и 10. И. Шиллера. 4-е изд., перераб. И доп. - М.: Стройиздат, 1990.-344 с.

17. Выгодский М. Я. Справочник по высшей математике. М.: Издательство «Наука», Главная редакция физ.-мат. литературы, 1972. - 872 с.

18. Гаврилов В. А. О нефелометрическом методе определения прозрачности атмосферы // Метеорология и гидрология. 1951. № 8. С. 37 40.

19. Галин Н. М., Кириллов П. Л. Тепломассообмен (в ядерной энергетике). М.: Энергоатомиздат, 1987. 376 с.

20. Гамбург П. Ю. Расчёт солнечной радиации в строительстве. М.: Стройиздат, 1966. - 140 с.

21. Голубчиков Ю. Россия и энергосберегающие технологии // Энергия.-1977.-№ 4.-С. 41-43.

22. ГОСТ Р 51594-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Термины и определения. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. - 16 с.

23. ГОСТ Р 51595-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Общие технические условия. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000. - 8 с.

24. ГОСТ Р 51596-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2000.-23 с.

25. Даффи Дж. А., Бэкман У. А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. М.:, Мир, 1977. - 420 с.

26. Демиденко Е. 3. Линейная и нелинейная регрессия. М.: Финансы и статистика, 1981 -302 с.

27. Егиазаров А. Г. Отопление и вентиляция зданий и сооружений сельскохозяйственных комплексов. М.: Стройиздат, 1981. - 239 с.

28. Егиазаров А. Г. Общая теплотехника, теплоснабжение и вентиляция: Учебник для вузов. М.: Стройиздат, 1982. - 215 с.

29. Естественное освещение и инсоляция зданий /Под ред. Н. М. Гусева. М.: Издательство литературы по строительству, 1968. 271 с.

30. Зоколей С. Солнечная энергия и строительство: Пер. с англ./Под ред. Ю. Н. Малевского. М.: Стройиздат, 1979. - 208 с.

31. Ионин А. А., Хлыбов Б. М., Братенков В. Н., Терлецкая Е. Н. Теплоснабжение: Учеб. Для вузов. М.: Стройиздат, 1982. - 336 с.

32. Исакович Г. А., Слуцкий Ю. Б. Экономия топливно-энергетических ресурсов в строительстве. М.: Стройиздат, 1988. - 214 с.

33. Карелоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел.-М.: Наука, 1964.-212 с.

34. Кондратьев К. Я., Тер Маркарянц О дневном ходе альбедо // Метеорология и гидрология. 1953. № 6. С. 16-19.

35. Константиновский Ю. А., Заваров А. И., Рабинович М. Д., Ферт А.Р. Использование солнечной энергии для теплоснабжения зданий Киев: Будивельник, 1985. - 104 с.

36. Концепция развития и использования возможностей малой и нетрадиционной энергетики в энергетическом балансе России. М.: Мин-во топлива и энергетики РФ, 1994. 121 с.

37. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров М., 1970 - 720 с.

38. Кривошеин А. Д., Пахотин Г. А., Апатии С. Н. Принципы нормирования теплозащитных качеств ограждающих конструкций // Жилищное строительство. 1998. № 7. С. 4 -7 .

39. Круглова А. И. Климат и ограждающие конструкции. М.: Изд-во литературы по строительству, 1970. - 168 с.

40. Кузнецов Д. С. Специальные функции. М.: Высшая школа, 1965.424 с.

41. Лучков Б. И. Солнечный дом, солнечный город // Наука и жизнь. 2002. № 12. С. 26-31.

42. Маркус Т. А., Моррис Э. Н. Здания, климат и энергия: Пер. с англ.-Ленинград: Гидрометеоиздат, 1985.-210 с.

43. Мамиконова С. В. Инсоляция горизонтальных и вертикальных поверхностей в г. Харькове // Метеорология и гидрология. 1951. № 6. С. 27 -32.

44. МГСН 2.01-99 ТСН 23-304-99: Территориальные строительные нормы: Энергосбережение в зданиях. Нормативы по теплозащите и тепловодо-электроснабжению: Утв. правительством Москвы: Взамен МГСН 2.01-94. Срок введ. в действие 1999. Изд. Офиц. М. 1999 - 47 с.

45. Мелентьев Л. А. Системные исследования в энергетике. М.: Энер-гоиздат, 1991. 183 с.

46. Методические рекомендации по оценке эффективности инвестиционных проектов и их отбору для финансирования / утв. Мин-вом экономики РФ, Мин-вом финансов РФ, Госкомпромом России, Госстроем России 31.03.94., №7 12/47, М.: 1994. - 80 с.

47. Митропольский А. К. Техника статических вычислений. М.: Гос. изд-во физико-математической литературы, 1961. - 480 с.

48. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Изд-во «Энергия», 1977.-344 с.

49. Мышко Ю. Л., Мареичев А. В., Смирнов С. И., Фридберг М. Д., Чернов Б. С. Возможности улучшения тепловых характеристик солнечных коллекторов Братского завода/Гелиотехника. -1988.- № 5. С. 30-32.

50. Обработка результатов наблюдений, Кассандрова О. Н., Лебедев В. В., «Наука», Главная редакция физ.-мат. литературы, 1970. 104 с.

51. Осадчий Г. Б. Использование солнечной энергии при эксплуатации жилых зданий // Жилищное строительство. 1998. № 7. С. 32-33.

52. Осадчий Г. Б. Гелиоэнергетика для жилых зданий // Жилищное строительство. 2000. № 11. С. 14 -16.

53. Осадчий Г. Б. Возобновляемые энергоисточники для автономного энергоснабжения // Энергетик. 2002. № 4. С. 23 -25.

54. Основные положения энергетической стратегии России на период до 2020 г. (проект). М.: Мин-во топлива и энергетики РФ, 2000. 35 с.

55. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха: Жилые здания со встроено-пристроенными помещениями общественного назначения и стоянками автомобилей. Коттеджи: Справочное пособие. М.: Пантори, 2003-308 с.

56. Пивоварова 3. И., Стадник В. В. Климатические характеристики солнечной радиации как источника энергии на территории СССР. Л.: Гид-рометеоиздат, 1961.- 420 с.

57. Попель О. С., Фрид С. Е. Солнечные водонагреватели: возможности использования в климатических условиях средней полосы России // Теплоэнергетика. 2001. № 7. С. 44 47.

58. Попель О.С., Фрид С. Е., Коломиец Ю. Г. Анализ показателей эффективности использования солнечных водонагревательных установок //Сантехника, отопление, кондиционирование. 2004. № 4. С. 104 109.

59. Расчёт систем солнечного теплоснабжения: Пер.: с англ./ У. Бек-ман, С. Клейн, Дж. Даффи. -М.: Энергоиздат, 1982. 80 с.

60. Рекомендации по проектированию установок солнечного горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий: К ВСН 52-86. Киев: КиевЗНИИЭП, 1987.- 119 с.

61. Ресурсы и эффективность использования возобновляемых источников энергии в России / Коллектив авторов. СПб.: Наука, 2002. - 314 с.

62. Сабади П. Р. Солнечный дом/Пер. с англ. Н. Б. Гладковой. М.: Стройиздат, 1981.- 113 с.

63. Системы солнечного тепло- и хладоснабжения /Под ред. Э. В. Сар-ницкого, С. А. Чистовича. М.: Стройиздат, 1990.

64. Сканави А. Н., Махов Л. М. Отопление: Учебник для вузов. М.: Издательство АСВ, 2002. - 576 с.

65. СНиП 41-01-2003: Строительные нормы и правила: Отопление, вентиляция и кондиционирование: Утв. Госстроем России: Взамен СНиП 2.04.05-91*. Срок введ. в действие 2004. Изд. Офиц. - М. 2003 - 70 с.

66. СНиП 2.01.07-85*: Строительные нормы и правила: Нагрузки и воздействия: Утв. Гос. Строит. Ком. СССР: Взамен СНиП II-6-74. Срок введ. в действие 1987. Изд. Офиц. - М. 1985 - 78 с.

67. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. -6-е изд., перераб, М.: Издательство МЭИ, 1999.-472 с.

68. Сотникова О. А. Децентрализованное теплоснабжение. Воронеж, 1999.-124 с.

69. Сотникова О. А., Мелькумов В. Н. Теплоснабжающие системы. -М.: Изд-во ABC, 2005.-288 с.

70. Сотникова O.A., Чудинов Д.М. Анализ проблем энергосбережения и энергообеспечения // Изв. ТулГу. Серия: Строительство, архитектура и реставрация. Вып. 8. Тула: Тульский гос. ун-т, 2005. -С. 191-198.

71. Сотникова O.A., Чудинов Д.М. Общая характеристика и потенциал солнечной энергии // Изв. ТулГу. Серия: Строительство, архитектура и реставрация. Вып. 8. Тула: Тульский гос. ун-т, 2005. - С. 198-203.

72. Сотникова O.A., Чудинов Д.М. Использование тепловой энергии солнца в пассивных и активных системах теплоснабжения // Вестник Воронежского государственного технического университета. Том 1, №6 . Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т, 2005. - С. 56-63.

73. Сотникова O.A., Чудинов Д.М. Экономическая эффективность использования солнечных систем горячего водоснабжения // АВОК. 2007. - № 2. -С. 88-94.

74. Справочник по теплоснабжению и вентиляции / Щекин Р. В. И др. -Киев: Будивельник, 1976. 416 с.

75. Стребков Д. С. О развитии солнечной энергетики в России // Теплоэнергетика. 1994. № 2. С. 53 60.

76. Строительная физика / Е. Шильд, Х.-Ф. Кассельман, Г. Дамен, Р. Поленц; Пер. с нем. В. Г. Бердичевского; Под ред. Э. Л. Дешко. М.: Строй-издат, 1982.-296 с.

77. Табунщиков Ю. А., Бродач М. М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. -194 е.: ил.

78. Табунщиков 10. А., Бродач М. М., Шилкин Н. В. Энергоэффективные здания. -М.: АВОК-ПРЕСС, 2003. 200 с.

79. Табунщиков 10. А., Хромец Д. Ю., Матросов Ю. А. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1986.380 с.

80. Табунщиков 10. А., Бродач М. М. Научные основы проектирования энергоэффективных зданий // АВОК. 1998. № 1. С. 5 10.

81. Танака С., Суда Р. Жилые дома с автономным солнечным тепло-хладоснабжением/Пер. с яп. Е. Н. Успенской; Под ред. М. М. Колтуна, Г. А. Гухман. -М.: Стройиздат, 1989. 184 с.

82. Тарнижевский Б. П., Алексеев В. Б., Кабилов 3. А., Абуев И. М. Солнечные коллекторы и водонагревательные установки // Теплоэнергетика. 1995. №6. С. 48-51.

83. Тарнижевский Б. П., Абуев И. М. Технический уровень и освоение производства плоских солнечных коллекторов в России // Теплоэнергетика. 1997. №4. С. 13-15.

84. Тарнижевский Б. П. Солнечные коллекторы нового поколения //Теплоэнергетика. 1992. № 4. С. 27 29.

85. Тарнижевский Б. В. Определение показателей работы солнечных установок в зависимости от характеристик радиационного режима // Теплоэнергетика . 1960. Вып. 2. С. 18-26.

86. Тихомиров К. В., Сергеенко Э. С. Теплотехника, теплогазоснабже-ние и вентиляция: Учеб. для вузов. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиз-дат, 1991.-480 с.

87. Топливо и энергетика России (справочник специалиста топливно-энергетического комплекса) / Под ред. А. А. Мастепанова. М.: ИПРОЭнерго, 2000. 17 с.

88. Труды западносибирского регионального научно-исследовательского института. Выпуск 80. М.: Гидроиздат, 1987. - 240 с.

89. Турбин B.C. , Сотникова O.A., Чудинов Д.М. Математическое моделирование теплопотерь и теплопоступлений здания // Вестник Воронежского государственного технического университета. Том 2, № 6. Воронеж: Воронеж, гос. техн. ун-т, 2006. - С. 94-101.

90. Тюрин Ю. Н., Макаров А. А. Анализ данных на компьютере/ Под ред. В. Э. Фигурнова. М.: ИНФРА-М, Финансы и статистика, 1995. - 384 с.

91. Ушаков В. Г. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии.- Новочеркасск: НГТУ, 1994. 120 с.

92. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., Стройиздат, 1973. 287 с.

93. Фугенфиров М. И. Использование солнечной энергии в России // Теплоэнергетика. 1997. № 4. С. 6 12.

94. Харченко Н. В., Делягин Г. Н. Солнечные теплогенерирующие установки для систем теплоснабжения: Учебное пособие. М.: МИСИ, 1987, 80 с.

95. Харченко Н. В. Индивидуальные солнечные установки. -.: Энерго-издат, 1991.- 208 с.

96. Хмелюк К. Д., Дужкин Н. Н. Тепломассообмен в ограждающих конструкциях жилых зданий. Киев, 1962. - 95 с.

97. Холщевников В. В., Луков А. В. Климат местности и микроклимат помещений: Учебное пособие. М.: Из-во АСВ, 2001. - 200 с.

98. Хромов С. П., Петросянц М. А. Метеорология и климатология: Учебник 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Изд-во МГУ, Изд-во «КолосС», 2004. - 582 с.

99. Чельцов Н. И. Альбедо облаков // Метеорология и гидрология. 1952. №6. С. 24-26.

100. Шашков А. Г. Системно-структурный анализ процесса теплообмена и его применение. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 280 с.

101. Шорин С. Н. Теплопередача. М. - Л.: Гос. изд-во литературы по строительству и архитектуре, 1952. - 339 с.

102. Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха: Справочное пособие. / Под ред. Л. Д. Богуславского. -М.: Стройиздат, 1990. 236 с.

103. Энергоактивные здания / Под ред. Э. В. Сарнацкого и Н. П. Селиванова. М.: Стройиздат, 1988. - 376 с.

104. Эрат Б., Вулстон Д. Теплица в вашем доме: Справ, пособ. Пер. с фин. В.П. Калинина; Под ред. Н. В. Оболенского. 2-е изд. - М.: Стройиздат, 1994.-191 с.

105. Chow S. P., Harding G. L., Window В., Cathro К. J. Effect of collector components on the collection efficiency of tubular evacuated collectors with diffuse reflectors //Solar Energy.- 1984.-Vol. 32,№7.p.251 -262.

106. Daniels K. The Technology of Ecological Building. Birkhauser, 1997.

107. Garge H. P., Chakraverity S., Shukla A. R., Agnihotri R. C. Advanced tubular solar energy collector a state of the art // Energy Convers. Mgmt. - 1983.-Vol. 23, № 3.-P. 157-169.

108. Zhiqiang Y., Hardng G. L., Window B. Water in - glass manifolds for heat extraction from evacuated solar collectors tubes // Solar Energy. - 1984. - Vol. 32, № 2. -P. 223-230.

109. Living in One World. Sustainability from an Energy Perspective. Ch. 5. The Concerns about Sustainability. World Energy Council, 2001.

110. Stefanutti L. Le nuove Soluzioni impiantististiche negli ospedali // RCI. № 7. 2001. P. 64-69.