автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии для коровников

На правах рукописи

АБЕЛЕНЦЕВ Евгений Юрьевич

ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ С УСТРОЙСТВОМ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ДЛЯ КОРОВНИКОВ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

3ерноград-2013

005537707

Диссертационная работа выполнена в Государственном научном учреждении «Северокавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук» (ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Газалов Владимир Сергеевич

Официальные оппоненты: Ксёнз Николай Васильевич

доктор технических наук, профессор (ФГБОУ ВПО АЧГАА, профессор кафедры)

Григораш Олег Владимирович

доктор технических наук, профессор (ФГБОУ ВПО КубГАУ, заведующий кафедрой)

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Ставропольский государственный аграрный университет»

(ФГБОУ ВПО СтГАУ, г. Ставрополь)

Защита диссертации состоится " 6 " декабря 2013 года в 10:00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.001.01, созданного при ФГБОУ ВПО «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия», по адресу: 347740, Ростовская область, г. Зерноград, ул. Ленина, 21 (зал заседаний диссертационного совета).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО АЧГАА. Автореферат разослан "¿Г " 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ^ у

доктор технических наук, ¿¿Р^Ь^и^

профессор V Н.И. Шабанов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследований. Одним из основных направлений развития сельскохозяйственного производства в России является наращивание объемов производства животноводческой продукции. Вместе с тем значительную долю себестоимости этой продукции составляют энергетические затраты. Производство продукции животноводства возможно при наличии необходимых условий содержания животных и основных ресурсов: воды, кормов, машин и оборудования. Использование воды в технологических процессах животноводства связано с ее тепловой подготовкой и транспортировкой, а следовательно с использованием электрической энергии. В последние годы стоимость электроэнергии возросла, поэтому поиск новых энергосберегающих технических решений особенно актуален.

На смену централизованному энергоснабжению приходят комбинированные системы с возобновляемыми источниками энергии, в частности, солнечной энергией, за счет которой можно получать тепловую и электрическую энергию.

Цель работы - обоснование параметров и режимов работы электрогелио-водонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом, позволяющих снизить электропотребление в коровниках.

Для её достижения необходимо решить следующие задачи исследования:

1. Определить соотношение значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора, в зависимости от распределения яркости в пространстве.

2. Определить энергетические характеристики элементов электрогелиово-донагревателя для коровников с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом.

3. Определить энергетические процессы электрогелиоводонагревателя.

4. Определить параметры и режимы энергосберегающей технологии элек-трогелиоводоподогрева на основе применения устройства аккумулирования энергии фазопереходным веществом.

5. Произвести технико-экономическую оценку использования электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии для коровников.

Научная новизна заключается:

- в получении соотношения значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора, в зависимости от распределения яркости в пространстве.

- в получении энергетических характеристик элементов электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом;

- в определении параметров и режимов электросберегающей технологии электрогелиоводоподогрева на основе новых конструкторско-технологических решений.

Научная гипотеза — использование фазопереходного вещества в электроге-лиоводонагревателе для коровников позволяет снизить его электропотребление.

Рабочая гипотеза — полученные параметры и режимы работы электроге-лиоводонагревателя для коровников, зависящие от динамики аккумулирования энергии фазопереходным веществом и частично от ориентации солнечного коллектора, позволят экономить электропотребление.

Практическую ценность представляют:

- режимы работы и параметры электрогелиоводонагревателя, полученные в среде Программного комплекса «МВТУ» с использованием стохастических и адаптированных детерминированных зависимостей, позволяющие выполнять привязку к конкретному сельскохозяйственному потребителю;

- технологическая схема подключений элементов электрогелиоводона1ре-вателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом и электрическая схема соединений;

- экономия электрической энергии за счет использования устройства аккумулирования энергии, в том числе и для реализации функции антизамерзания (на эту функцию каждая трубка с парафином П-2 при температуре наружного воздуха -20 °С экономит 2% электрической энергии).

Объект исследования - электрогелиоводонагреватель с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом для коровников.

Предмет исследования - закономерности работы устройства аккумулирования энергии с использованием фазопереходного вещества, закономерности влияния параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя на снижение электропотребления.

Методы исследований. В работе использованы методы системного анализа, элементы математической статистики, теории планирования экспериментальных исследований и регрессионного анализа, методы энергетических расчётов. Результаты исследований обрабатывались с применением прикладного пакета статистических программ. Выполнено моделирование параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах».

На защиту выносятся следующие положения:

- соотношения значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора, в зависимости от распределения яркости в пространстве;

- энергетические характеристики элементов электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом и энергетические процессы элементов электрогелиоводонагревателя;

- параметры и режимы электросберегающей технологии электрогелиово-доподогрева на основе новых конструкторско-технологических решений.

Реализация и внедрение результатов исследований. Электрогелиоводонагреватель внедрен в ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии в помещении химлаборатории анализа качества сельскохозяйственной продукции (договор №15 от 15 сентября 2011 г). ФГУП «Экспериментальное» Россельхозакадемии переда-

на техническая документация на модульный комбинированный электрогелиово-донагреватель для технологических нужд для изготовления внутрихозяйственным способом.

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на международных научно-практических конференциях ГНУ СКНИИМЭСХ Рос-сельхозакадемии в 2010-2012 гг., г. Зерноград; на межвузовской научно-практической конференции ФГОУ ВПО АЧГАА в 2010 г., г. Зерноград; на международных научно-практических конференциях ДГТУ в 2010-2011 гг., г. Ростов-на-Дону. Установка экспонировалась на выставках ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхоз-академии в 2010-2011 гг., г. Зерноград; на выставке, проводимой в рамках молодежного инновационного конвента в 2010 г., г. Ростов-на-Дону, награждена дипломами; на международных агропромышленных выставках «Интерагромаш» в 2010-2011 гг., г. Ростов-на-Дону, награждена дипломами; на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» в 2010 г., г. Москва, награждена бронзовой медалью.

Публикации результатов работы. Автором опубликовано 12 научных работ, четыре из которых в изданиях, рекомендованных ВАК. Получен патент на изобретение № 2471129.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 147 наименований, в том числе 8 на иностранных языках. Основное содержание работы изложено на 167 страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 12 таблиц и приложения на 9 страницах (акты внедрения, патент на изобретение, дипломы).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность исследований. Сформулированы цель работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Существующие электротехнологии и электрооборудование гелиоводонагрева» рассмотрены особенности водообеспечения технологических процессов в коровниках, а также проведены аналитические исследования устройств электрогелиоводонагревателя.

Исследованиями в области автономного применения возобновляемых источников энергии занимались Д.С. Стребков, О.В. Григораш, P.A. Амерханов, С.М. Воронин, Н.В. Ксёнз, А.Н. Михальчук, В.Т. Фомичев и другие ученые и научные коллективы ряда вузов и НИИ.

Изучению проблемы водообеспечения животноводческих объектов посвящены работы A.A. Поцелуева, Л.Я. Кошекова, П.Д. Бородачева и др.

Процесс автопоения животных - это механизированный процесс обеспечения животных водой. Качественное поение крупного рогатого скота способствует росту продуктивности животных, снижению расхода кормов и их заболеваемости.

В настоящее время для нагрева воды используется огромное количество различных электрических и газовых водонагревателей. Большой расход газа и электроэнергии при постоянном росте тарифов приводит к росту себестоимости продукции животноводства.

Использование современной гелиотехники позволяет с апреля по октябрь отказаться от электроэнергии для приготовления горячей воды, а в зимние месяцы - сэкономить на энергоносителях.

Любую систему солнечного теплоснабжения желательно конструировать с аккумулятором тепловой энергии. Существуют системы, в которых аккумулирование отсутствует. Вместе с тем известно, что поступающая солнечная энергия нестабильна во времени. В связи с этим такие системы не рекомендуется рассчитывать на степень покрытия энергии от солнца более 10%.

Аналитический анализ коллекторов с фазопереходным веществом показывает, что его применение является одним из эффективных путей улучшения его энергетических характеристик.

Вторая глава «Теоретическое обоснование совершенствования энергосберегающей системы электрогелиоводоподогрева» посвящена теоретическому анализу поля гелиооблучения принимающей поверхности коллектора системы водо-подогрева и модели энергетических процессов устройства аккумулирования энергии электрогелиоводонагревателя.

Количество солнечной радиации, достигающее поверхности Земли, зависит от различных атмосферных явлений и от положения Солнца, как в течение дня, так и в течение года. Поэтому, с точки зрения светотехники, прямое излучение солнца следует отнести к излучению точечного источника (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема поступления гелиоизлучения на поверхность коллектора

Рисунок 2 - Гелиооблученность поверхности коллектора от точечного т. О и плоского СОБС прямоугольного излучателей

Вектор излучения в любой точке О на плоскости коллектора от поля точечного излучателя, расположенного в точке С! (рисунок 2) равен

I.

aß_ J0 2 'locß

La =£х' +sr ' i + £z-k>

(1)

где iaß - единичный вектор направления излучения;

1ар - сила излучения точечного источника по направлению оси ОО.

Ортогональные проекции вектора излучения ех, sY и sz будут равны:

sY =

Laß

cosv,,; £у = -

■ cos v,.

(2)

Углы Vj между векторами А; и осями координат следующие:

Ы, =Y» (vz)2=|-«p (vz)3=y-«4

(vz)4=f-

Используя значения углов V; для исследуемой точки поля и ортогональные проекции вектора излучения, получаем

ех =—•(«!-«2-соэа,)

£> «2-созог,) (5)

= ~ ■ (а2 ■ вш а, + а, • вш «4 ) ^

где Ь - яркость прямоугольника СОРО.

Подставляя в полученные равенства значения углов а,, имеем окончательно:

Ь

Е ... = — ■

а к а. агсЩ -----—-г ■

Ь И Ь )

агсгя---, ■ агс1е —¡= \

I

Еу= —

а Ъ

■ агсг£ -

Ь а

- ■ г—-

I--I- ' /--'"'б I--

\^а7+кг V«2 + /г2 7&2+/г у1Ь2+к2).

(7)

(8) (9)

Из выполненных теоретических исследований следует, что соотношения значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора определяются не только формой приемников, но и функцией распределения яркости в пространстве.

Одним из технических решений, направленных на предотвращение замерзания воды в солнечном коллекторе гелиоводонагревателя при сильных морозах зимой и уменьшение энергозатрат на догорев воды для часов утреннего водораз-бора, является оснащение солнечного коллектора (рисунок 3) емкостями с фазо-переходным веществом (парафином).

В результате теоретического анализа аккумулирования теплоты фазопере-ходным веществом получено уравнение теплового баланса при нагреве фазопере-ходного вещества:

Лф ^ФВК ' ^ТрФ ^ФВК ' ^ГРФ

с!т сфт ■ отф сфт ■ тф . V1"'

где Гф - температура фазопереходного вещества, С; 1ВК - температура в солнечном коллекторе. С; т - время, ч; кФВк - коэффициент теплопередачи от фазопереходного вещества в окружающую среду, Вт/(м2 "С); ^тр® - площадь трубки с фа-зопереходным веществом, м2; сФТ - удельная теплоемкость твердой фазы, Дж/(кг С); - масса фазопереходного вещества, кг.

Полученные теоретические зависимости позволили произвести моделирование тепловых процессов при нагреве устройства аккумулирования энергии в МВТУ.

В третьей главе «Программа и методика проведения исследований по определению параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя» рассмотрена программа и методика проведения исследований по определению основных закономерностей энергетических процессов электрогелиоводонагревателя, а также методика проведения исследований по установлению зависимости поступления солнечной энергии от положения солнечного коллектора.

Программа проведения исследований по определению параметров и режимов работы оборудования адаптированного автономного энергообеспечения включает в себя следующие основные пункты:

• определение рациональных параметров устройств аккумулирования тепловой энергии;

• определение основных закономерностей энергетических процессов электрогелиоводонагревателя для маломасштабного молочного скотоводства;

• установление зависимости поступления солнечной энергии от положения солнечного коллектора и оценка критичности его угла наклона.

Для отслеживания динамики энергетических процессов в устройстве с фа-зопереходным веществом трубки с промышленным парафином П-2 помещались в предварительно разогретую термокамеру (рисунок 4).

а - общий вид термокамеры, б - трубка с фазопереходным веществом, помещенная

в камеру Рисунок 4 - Термокамера для определения динамики энергетических процессов

Для отслеживания динамики охлаждения устройства с фазопереходным веществом предварительно разогретые трубки помещались в среду с постоянной температурой (объемные помещения). Аналогично проводились исследования динамики тепловых процессов для системы трубопроводов.

Динамика протекания энергетических процессов в баке отслеживалась с помощью термопары, прикрепленной к корпусу бака под теплоизоляцию (рисунок 5).

а б

а - общий вид электроводонагревателя с измерительной аппаратурой, б - место установки термопары Рисунок 5 - Аппаратура измерения динамики энергетических процессов в электроводонагревателе

Исследование динамики энергетических процессов оборудования адаптированного автономного энергообеспечения в сборе производилось системой термопар с фиксацией теплоизоляционными светоотражающими наклейками (рисунок 6).

Рисунок 6 - Крепление термопар в контрольных точках коллектора электрогелиоводонагревателя

Разработана методика проведения исследований экспериментального определения пространственного поступления солнечной энергии, с учетом отраженных потоков солнечного излучения.

Для энергетической оценки поступления солнечной радиации на поверхность коллектора, в зависимости от отклонения плоскости датчика пиранометра от вертикали, был разработан прибор, показанный на рисунке 7.

Рисунок 7 — Прибор для измерения пространственного распределения солнечной энергии

В процессе измерений изменялись углы расположения датчика, как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях (рисунок 8).

38 Щ

Ж - " . - • ^ ■ ■ • ' <--•.......■ ' "

а - фиксация по высоте, б - фиксация в вертикальной плоскости,

в - фиксация в горизонтальной плоскости Рисунок 8 - Механизмы пространственной ориентации датчика

Угол солнцестояния измерялся между направлением на Солнце и проекцией этого направления на горизонтальную поверхность, азимутальный угол солнечного коллектора измерялся между направлением на юг и проекцией нормали к коллектору на горизонтальную поверхность.

Для оценки годового и суточного поступления солнечной энергии с помощью разработанного прибора в середине каждого месяца года в течение светового дня каждый час в трехкратной повторности производились замеры пространственной облученности.

Все эксперименты проводились в ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии, результаты экспериментальных исследований оформлялись в виде журналов.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований электротехнологии и оборудования электрогелиоводоподогрева для коровников» приведены результаты экспериментальных исследований энергетических процессов в электрогелиоводонагревателе.

Для исследования энергетических процессов устройства аккумулирования энергии, подогревая воздух в коллекторе, отследили фазовые превращения различных фракций парафина, динамику нагрева трубки с фазопереходным вещест-

вом и определили коэффициент теплопередачи от фазопереходного вещества в твердой и жидкой фазах в окружающую среду:

■ _ СфТ ' ,ПФ

ТФВК т F , (11)

1 нТФ 1 ТрФ 4

I _ СФЖ ' тф

жфвк . (12)

1 пЖФ 1 ТрФ

В результате экспериментальных исследований установлено, что:

- постоянная времени охлаждения трубки с фазопереходным веществом в жидкой фазе составляет 8,40 минуты, постоянная времени охлаждения трубки с фазопереходным веществом в твердой фазе составляет 4,33 минуты, коэффициент теплопередачи от фазопереходного вещества в жидкой фазе в окружающую среду кжФВК, Вт/(м2- 'С), составляет =15,67, коэффициент теплопередачи от

фазопереходного вещества в твердой фазе в окружающую среду ^жФВк> Вт/(м2- С), составляет кГФВК = 31,05 .

Аналогично проведена обработка результатов исследований энергетических характеристик всех элементов электрогелиоводонагревателя и определены коэффициенты теплопередачи для каждого элемента. Выполнен светотехнический анализ поступления солнечного излучения на воспринимающую поверхность коллектора.

В пятой главе «Моделирование тепловых процессов при нагреве устройства аккумулирования энергии на базе применения фазопереходного материала в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах» определены параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя для коровников.

Дифференциальное уравнение (10) теплового баланса при нагреве фазопереходного вещества в виде структурной схемы представлено на рисунке 9.

Рисунок 9 - Структурная схема дифференциального уравнения (10)

На основе структурной схемы и обозначения типовых блоков ПК «МВТУ» составлена структурная схема моделирования (рисунок 10).

Коэффициент теплопередачи от твердого Фгзопереходного вещества в окружающую среду, Вт/(м2 ОС с)

Поверхность теплоотдачи трубок с фазопереходным веществом. м2

Удельная теплоемкость твердей Фазы, ДжДкгОС)

Масса фазопереходного материала, кг

Еу=д(х.и'Л"

График

Температура воздуха в коллекторе, град

Рисунок 10 - Структурная схема моделирования дифференциального уравнения (10)

Для шестнадцати опытных и шестнадцати промоделированных в МВТУ зависимостей определены значения теоретического корреляционного отношения г|, значения которых составили не менее 0,98. Это свидетельствует о весьма тесной связи между теоретическими (моделированными) и экспериментальными данными. Результаты исследований показывают, что фазопереходный процесс увеличивает время остывания трубки с парафином до 30 С с 14 минут до 47 минут, до 20 °С с 22 минут до 66 минут, что характеризует высокие теплоаккумулирую-щие свойства устройства.

Выполнено моделирование процессов нагрева в виде энергетической динамики всех элементов электрогелиоводонагревателя. Полученные тепловые характеристики позволили определить параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя.

Структурная схема моделирования тепловых процессов при нагреве и охлаждении электрогелиоводонагревателя приведена на рисунке 11.

Модель связывает такие параметры электрогелиоводонагревателя, как площадь стеклопакета, материалы изготовления электрогелиоводонагревателя, емкость электроводонагревателя, параметры устройства антизамерзания, параметры устройства аккумулирования энергии, с такими режимами, как временем нагрева и охлаждения, температурой окружающей среды, световым режимом суток, температурой воды в баке, режимом включения насоса и нагревательных элементов.

Рисунок 11 - Структурная схема моделирования тепловых процессов при нагреве и охлаждении электрогелиоводонагревателя

Дня температуры окружающей среды - 20 °С моделирование тепловых процессов при нагреве и охлаждении электрогелиоводонагревателя на базе применения фазопереходного материала позволило определить такие параметры электрогелиоводонагревателя, как площадь стеклопакета 1,2 м2, емкость электроводонагревателя 30 л, температуру включения циркуляционного насоса 7 "С, температуру включения ТЭНов 5 °С, температуру отключения ТЭНов 15 °С. Для 100% экономии запасенной в дневное время тепловой энергии для такой конфигурации электрогелиоводонагревателя требуется 50 трубок с парафином Г1-2. Каждая трубка с парафином экономит при температуре окружающей среды -20 °С 2% тепловой энергии.

А также такие режимы, как время нагрева воды в баке до 55 °С 30 минут, время охлаждения трубок с парафином П-2 при температуре окружающей среды -20 °С до 5 °С 16 часов при естественном снижении температуры воды в баке от 55 °С, согласно техническим условиям для термоизолированного бака. Режимы работы циркуляционного насоса в зависимости от работы датчиков температуры коллектора и от времени: отключение в 16 часов, включение в 8 часов при продолжительности темного времени суток 16 часов. Режимы включения нагревательных элементов в зависимости от работы датчиков температуры и от времени: отключение в 16 часов, включение в 8 часов при продолжительности темного времени суток 16 часов.

Схема подключений гелиоводонагревателя (рисунок 12), разработанная на базе серийно выпускаемых изделий, позволила реализовать полученные параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя.

1,2- электрический водонагреватель; 3,4- автоматика; 5, 7 - выходной штуцер; 6,8- входной штуцер; 9,15- узел, состоящий из обратного и защитного клапана от высокого давления; 10, 11 - водопровод; 12, 14, 16, 20, 21, 22 - водопроводный кран; 13 - термоклапан; 17 - водяной насос; 18 - солнечный коллектор;

19 - автопоилка крупного рогатого скота Рисунок 12 - Схема подключений электрогелиоводонагревателя с автопоилкой

Структурная схема моделирования суточной потребности горячей воды в среде Программного комплекса МВТУ приведена на рисунке 13.

Модель связывает такие параметры, как суточная норма поения на одну голову, число голов крупного рогатого скота, температура воды на поение животных, температура воды в баке гелиоводонагревателя и необходимый объем горячей воды в сутки.

1 0 - в!!*« а

р Йстт» | | Опиич и" й ® ж)' Вектооиы»! Мсвруьтчвы! Ли><«-1ТЯСКЯ» 1 НомжМя»! Юдаи 1 Лсгичккм| Фч в. в н. н ез е в ( [ ВгЛИД1Мв | А»*»- ш ® я

® * вд га и> ! ш '. »а !® | Й13 .1 ;; • ;

хо -

С; гочяая потребжссть горячей воли оря чей воды, п

Рисунок 13 - Структурная схема моделирования суточной потребности горячей воды

Для коровника на 200 голов суточная потребность горячей воды при температуре питьевой воды для крупного рогатого скота от 8 до 18 °С и при температуре нагрева воды в баке-накопителе 60 °С составляет 2095 литров (рисунок 13).

В результате моделирования выявлено, что при увеличении (уменьшении) поголовья крупного рогатого скота на каждые 10 голов параметры электрогелио-водонагревателя необходимо изменять: объем накопительных баков увеличить (уменьшить) на 105 литров; площадь солнечного коллектора увеличить (уменьшить) на 1,75 м2; количество трубок с парафином П-2 увеличить (уменьшить) на 88 штук для 100% экономии накопленной тепловой энергии.

Электрическая схема (рисунок 14) эффективно реализует требования режима водоразбора в коровниках и функцию антизамерзания.

Рисунок 14 - Схема электрическая электрогелиоводонагревателя

В шестой главе «Технико-экономическое обоснование внедрения злектро-гелиоводонагревателя для коровников» определены эксплуатационные показатели экономической эффективности оборудования.

Чистый дисконтированный доход составит 24 тыс. руб. за 20 лет эксплуатации, срок окупаемости составит от 4 до 5,5 лет.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Определили соотношения значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора, в зависимости от распределения яркости в пространстве, которые обосновали конструкцию установки.

2. Установлено, что при диаметре трубок с фазопереходным веществом (парафином) меньше 20 мм отдельные ее части однородны, благодаря чему температура всех ее точек практически одновременно достигала бы одинакового значения температуры.

3. Установлено, что постоянная времени охлаждения трубки с фазопереходным веществом в жидкой фазе составляет 8,40 минуты. Постоянная времени охлаждения трубки с фазопереходным веществом в твердой фазе составляет 4,33 минуты. Коэффициент теплопередачи от фазопереходного вещества в жидкой фазе в окружающую среду £ЖФВК, Вт/(м2-°С), составляет 15,67. Коэффициент теплопередачи от фазопереходного вещества в твердой фазе в окружающую среду ^тфвк > Вт/(м2-°С), составляет 31,05.

4. Установлено, что начиная с температуры 21 °С происходят фазовые превращения различных фракций парафина. Теоретическая зависимость энергии фазового перехода при температурах от 21 °С до 45 °С от температуры парафина С>фп = 0,000252т6 - 0,04631Т5 + 3,527т4 - 142,1Т3 + 3 195,5Т2 -37844Т + 183357 с высокой степенью достоверности описывает экспериментальную (112=0,9999) при температурах от 45 °С до 65 °С С)фп = 112,4Т + 5633 (Я2=1).

5. Результаты исследований показывают, что фазопереходный процесс увеличивает время остывания трубки с парафином до 30 °С с 14 минут до 47 минут, до 20 °С с 22 минут до 66 минут, что характеризует высокие теплоаккумулирую-щие свойства устройства.

6. Моделирование тепловых процессов при нагреве и охлаждении электро-гелиоводонагревателя на базе применения фазопереходного материала в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах» позволило определить, что для 100% экономии запасенной в дневное время тепловой энергии, при объеме накопительного бака 30 литров, требуется 50 трубок с парафином П-2. Каждая трубка с парафином экономит при температуре окружающей среды -20 °С 2% тепловой энергии.

7. Выполнено моделирование суточной потребности горячей воды крупного рогатого скота в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах». Модель связывает такие параметры, как суточная норма поения на

одну голову, число голов крупного рогатого скота, температура воды на поение животных, температура воды в баке гелиоводонагревателя и необходимый объем горячей воды в сутки.

8. Внедрение разработанной конструкции электрогелиоводонагревателя эффективнее существующих за счет сокращения расходов на электроэнергию и ущерба при устранении отказов системы. Чистый дисконтированный доход составит 24 тыс. руб. за 20 лет эксплуатации, срок окупаемости составит от 4 до 5,5 лет.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Абеленцев, Е.Ю. Всесезонный электрогелиоводонагреватель для сельскохозяйственных потребителей / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2011. - № 8,- С. 28-29.

2. Абеленцев, Е.Ю. Определение параметров и режимов теплоаккумули-рующего устройства всесезонного электрогелиоводонагревателя / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. -2012. - № 3(36). - С. 289-293.

3. Абеленцев, Е.Ю. Всесезонный электрогелиоводонагреватель с вертикальным коллектором [Электронный ресурс] / Е.Ю. Абеленцев // Научный журнал КубГАУ- 2013. - № 85. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/01/pdf/04.pdf.

4. Абеленцев, Е.Ю. Электрогелиоводонагрев для сельскохозяйственных потребителей [Электронный ресурс] / Е.Ю. Абеленцев // Научный журнал КубГАУ . - 2013. - № 88. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2013/04/pdf/01.pdf.

в сборниках научных трудов и научно-практических журналах:

5. Абеленцев, Е.Ю. Всесезонный электрогелиоводонагреватель / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев //Вестник аграрной науки Дона. — 2010. -№ 2. — С. 27-31.

6. Абеленцев, Е.Ю. Исследование тепловых процессов в устройствах с фа-зопереходным материалом для солнечных коллекторов / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 4-й Международной научно-практической конференции в рамках 14-й Международной агропромышленной выставки «Интерагромаш-2011». - Ростов-на-Дону, 2011. - С. 357-361.

7. Абеленцев, Е.Ю. Модель пространственного распределения энергии солнечного излучения для зоны Ростовской области / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев

//' Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве: труды 7-й Международной научно-технической конференции. В 5-и частях. Ч. 4.: Возобновляемые источники энергии. Местные энергоресурсы. Экология. — Москва, 2010. -С. 119-123.

8. Абеленцев, Е.Ю. Оценка критичности угла установки коллектора всесе-зонного электрогелиоводонагревателя / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Инновационные технологии и техника - основа повышения эффективности животноводства: сборник научных трудов 5-й Международной научно-практической конференции: «Инновационные технологии - основа эффективного развития агропромышленного комплекса России». - Зерноград, 2010. - С. 163-167.

9. Абеленцев, Е.Ю. Состояние и перспективы всесезонного электрогелиово-доподогрева для сельскохозяйственных потребителей / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Состояние и перспективы развития сельскохозяйственного машиностроения: материалы 3-й Международной научно-практической конференции в рамках 13-й Международной агропромышленной выставки «Интерагромаш-2010». - Ростов-на-Дону, 2010. - С. 34-36.

10. Абеленцев, Е.Ю. Энергетическая оценка процесса подогрева технологической воды с использованием солнечной энергии / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Экология и сельскохозяйственные технологии: агроинженерные решения: материалы 7-й Международной научно-практической конференции. — Санкт-Петербург, 2011. - Т. 3. - С. 232-237.

11. Абеленцев, Е.Ю. Анализ тепловых процессов в солнечном коллекторе всесезонного электрогелиоводонагревателя / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев // Инженерное обеспечение инновационного развития сельскохозяйственного производства: сборник научных трудов 6-й Международной научно-практической конференции: «Инженерное обеспечение инновационного развития сельскохозяйственного производства». - Зерноград, 2011. - С. 115-119.

12. Абеленцев, Е.Ю. Расчетные параметры теплоаккумулирующего устройства всесезонного электрогелиоводонагревателя по результатам моделирования его энергетических процессов / Е.Ю. Абеленцев // Инновационные технологии и техника - основа повышения эффективности животноводства: сборник научных трудов 7-й Международной научно-практической конференции: «Агроинженерная наука в повышении энергоэффективности АПК». - Зерноград, 2012. — С. 173-176.

в патентах РФ:

1. Патент №2471129 RU, МГ1К F24 J2/34. Всесезонный электрогелиоводо-нагреватель / B.C. Газалов, Е.Ю. Абеленцев (Северокавказский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Россельхозакадемии). - № 2011125361/06, завял.: 20.06.2011, опубл.: 27.12.2012.

Подписано в печать 17.10.2013. Формат 60 х 84/16. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 423 РО и ОП ФГБОУ ВПО АЧГАА 347740, Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15.

Российская академия сельскохозяйственных наук

Государственное научное учреждение СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ НА УЧНО-ИССЛЕДОВА ТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ МЕХАНИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии)

04201451286

На правах рукописи

АБЕЛЕНЦЕВ Евгений Юрьевич

ПАРАМЕТРЫ И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ С УСТРОЙСТВОМ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ

ДЛЯ КОРОВНИКОВ

Специальность 05.20.02 - Электротехнологии и электрооборудование

в сельском хозяйстве (по техническим наукам)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Газалов В.С.

Зерноград - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ............................................................................... 5

1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ГЕЛИОВОДОНАГРЕВА...................... 11

1.1 Особенности водообеспечения технологических процессов в коровниках................................................................................. 11

1.2 Аналитические исследования технологии автономного энергообеспечения водоподогрева......................................... 14

1.3 Аналитические исследования параметров и режимов солнечных коллекторов электрогелиоводонагревателей............................... 25

1.4 Аналитические исследования теплоаккумулирующих устройств с использованием фазопереходного вещества............................... 30

1.5 Задачи исследований............................................................ 33

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ

ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОПОДОГРЕВА 34

2.1 Анализ поля гелиоиоб лучения принимающей поверхности коллектора системы водоподогрева........................................ 34

2.2 Модель энергетических процессов устройства аккумулирования энергии электрогелиоводонагревателя на базе применения фазопереходного материала.................................................. 42

2.3 Энергетические процессы в солнечном коллекторе...................... 61

2.4 Выводы............................................................................. 65

3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМОВ РАБОТЫ

ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ 66

3.1 Программа проведения исследований по определению параметров

и режимов работы электрогелиоводонагревателя....................... 66

3.2 Методика проведения исследований по определению основных

закономерностей энергетических процессов

электрогелиоводонагревателя............................................... 67

3.3 Методика проведения исследований по установлению зависимости поступления солнечной энергии от положения солнечного коллектора....................................................................... 72

4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ОБОРУДОВАНИЯ

ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОПОДОГРЕВА ДЛЯ КОРОВНИКОВ............... 77

4.1 Энергетические характеристики устройства аккумулирования

энергии электрогелиоводонагревателя..................................... 77

4.2 Энергетические процессы в баке накопителе непроточного

электрогелиоводонагревателя................................................. 85

4.3 Энергетические характеристики трубопроводов

энергосберегающей системы электрогелиоводонагревателя.......... 88

4.4 Энергетические характеристики змеевика солнечного коллектора.... 91

4.5 Анализ распределения солнечного излучения в пространстве......... 96

4.6 Выводы............................................................................... 102

5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ ДЛЯ КОРОВНИКОВ В СРЕДЕ ПРОГРАМНОГО КОМПЛЕКСА «МОДЕЛИРОВАНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ»............................................... 103

5.1 Моделирование тепловых процессов при нагреве устройства

аккумулирования энергии на базе применения фазопереходного материала в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах»................................................... 103

5.2 Моделирование тепловых процессов при охлаждении устройства

аккумулирования энергии на базе применения фазопереходного материала в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах».................................................. 112

5.3 Параметры и режимы модуля теплоаккумулирующего устройства

электрогелиоводонагревателя............................................... 117

5.4 Параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя для

коровников........................................................................ 128

5.5 Выводы............................................................................. 137

6 ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВНЕДРЕНИЯ ЭЛЕКТРОГЕЛИОВОДОНАГРЕВАТЕЛЯ ДЛЯ КОРОВНИКОВ............ 139

6.1 Расчет стоимости разработки и изготовления

электрогелиоводонагревателя.............................................. 139

6.2 Расчет эксплуатационных расходов на обслуживание

электрогелиоводонагревателя............................................ 143

6.3 Расчет экономической эффективности внедрения

электрогелиоводонагревателя........................................................... 145

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ....................................................................... 150

ЛИТЕРАТУРА............................................................................. 152

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................... 167

ВВЕДЕНИЕ

В современных экономических условиях необходимо вести наиболее выгодную и рациональную политику хозяйствования, совершенствуя технологический процесс, создавая наилучшие условия труда и, при этом, поддерживая рентабельность хозяйства на необходимом уровне. При достаточно протяженных линиях электропередачи, характерных для сельского хозяйства, стоимость потребляемой энергии становится недопустимо высокой. В этих условиях централизованное энергоснабжение становится проблематичным [117].

Одним из основных направлений развития сельскохозяйственного производства в России является наращивание объемов производства животноводческой продукции. Вместе с тем значительную долю себестоимости этой продукции составляют энергетические затраты. Производство продукции животноводства возможно при наличии необходимых условий содержание животных и основных ресурсов: воды, кормов, машин и оборудования. [32].

Вода используется как в технологическом процессе поения крупного рогатого скота, так и в процессе доения животных, санитарной обработки и санитарной обработке оборудования, а также непосредственно влияет на повышение продуктивности животных. Использование воды в технологических процессах животноводства связано с ее тепловой подготовкой и транспортировкой, а следовательно с использованием электрической энергии. В последние годы стоимость электроэнергии возрастает, поэтому необходим поиск новых технических энергосберегающих решений [77, 88, 89].

На смену централизованному энергоснабжению могут прийти комбинированные системы с возобновляемыми источниками энергии, в частности, солнечная энергия, за счет которой можно получать тепловую и электрическую энергию [3].

Наиболее значительные успехи в области автономного применения возобновляемых источников энергии достигнуты в ВИЭСХ под руководством

академика Д.С. Стребкова [110-115]. В КубГАУ разработана методика оптимизации систем энергоснабжения на основе возобновляемых источников энергии [23, 24, 53, 54]. Относительно солнечных энергоустановок, основное внимание уделено прямому использованию солнечной энергии для производства тепла. В АЧГАА ведутся работы по применению возобновляемых источников энергии в автономных системах энергоснабжения сельских объектов [47-50, 74].

В СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии накоплен огромный многолетний опыт и продолжаются работы по использованию солнечной энергии для энергоснабжения сельского хозяйства. Под руководством А.Н. Михальчука, а позже В.Т. Фомичева, проведены широкомасштабные исследования перспектив использования солнечного излучения и энергии ветра [124, 125]. В результате дан ряд рекомендаций по применению ветроэнергетических и гелиоустановок для электрификации небольших сельскохозяйственных объектов, не предъявляющих высоких требований к надежности электроснабжения.

Однако недостаточная изученность закономерностей накопления энергии, параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя с учетом динамических энергетических процессов его элементов делают работы в этом направлении особенно актуальными [6, 12, 13].

Цель работы: обоснование параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом, позволяющих снизить электропотребление в коровниках.

Объект исследования: электрогелиоводонагреватель с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом для коровников.

Предмет исследования: закономерности работы устройства аккумулирования энергии с использованием фазопереходного вещества, закономерности влияния параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя на снижение электропотребления.

Научная новизна заключается:

- в получении соотношения значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора, в зависимости от распределения яркости в пространстве;

- в получении энергетических характеристик элементов электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом;

- в определении параметров и режимов электросберегающей технологии электрогелиоводоподогрева на основе новых конструкторско-технологических решений.

Научная гипотеза: использование фазопереходного вещества в электрогелиоводонагревателе для коровников позволяет снизить его электропотребление.

Рабочая гипотеза: полученные параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя для коровников, зависящие от динамики аккумулирования энергии фазопереходным веществом и частично от ориентации солнечного коллектора, позволят экономить электропотребление.

Практическую ценность представляют:

- режимы работы и параметры электрогелиоводонагревателя, полученные в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах» с использованием стохастических и адаптированных детерминированных зависимостей, позволяющие выполнять привязку к конкретному сельскохозяйственному потребителю;

- технологическая схема подключений элементов электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом и электрическая схема соединений;

- экономия электрической энергии за счет использования устройства аккумулирования энергии, в том числе и для реализации функции

антизамерзания (на эту функцию каждая трубка с парафином П-2 при температуре наружного воздуха -20°С экономит 2% электрической энергии).

Методы исследований: в работе использованы методы системного анализа, элементы математической статистики, теории планирования экспериментальных исследований и регрессионного анализа, методы энергетических расчётов. Результаты исследований обрабатывались с применением прикладного пакета статистических программ. Выполнено моделирование параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя в среде Программного комплекса «Моделирование в технических устройствах».

На защиту выносятся следующие основные положения:

- соотношения значений горизонтальной, средней сферической, средней полусферической и средней цилиндрической облученностей принимающей поверхности коллектора, в зависимости от распределения яркости в пространстве;

- энергетические характеристики элементов электрогелиоводонагревателя с устройством аккумулирования энергии фазопереходным веществом и энергетические процессы элементов электрогелиоводонагревателя;

- параметры и режимы электросберегающей технологии электрогелиоводоподогрева на основе новых конструкторско-технологических решений.

Реализация результатов исследования. Электрогелиоводонагреватель внедрен в ГНУ СК1-1ИИМЭСХ Россельхозакадемии в помещении химлаборатории анализа качества сельскохозяйственной продукции (договор № 15 от 15 сентября 2011 г). ФГУП «Экспериментальное» Россельхозакадемии передана техническая документация на модульный комбинированный электрогелиоводонагреватель для технологических нужд для изготовления внутрихозяйственным способом.

Апробация работы. Основные результаты исследования доложены на международных научно-практичеких конференциях ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии в 2010-2012 гг, г. Зерноград; на межвузовской научно-практической конференции ФГОУ ВПО АЧГАА в 2010 г, г. Зерноград; на международных научно-практических конференциях ДГТУ в 2010-2011 гг, г. Ростов-на-Дону. Установка экспонировалась на выставках ГНУ СКНИИМЭСХ Россельхозакадемии в 2010-2011 гг, г. Зерноград; на выставке, проводимой в рамках молодежного инновационного конвента в 20 Юг, г. Ростов-на-Дону, награждена дипломами; на международных агропромышленных выставках «Интерагромаш» в 2010-2011гг, г. Ростов-на-Дону, награждена дипломами; на Российской агропромышленной выставке «Золотая осень» в 2010 г, г. Москва, награждена бронзовой медалью.

Публикации. Автором опубликовано 12 научных работ, четыре из которых в изданиях, рекомендуемых ВАК. Получен патент на изобретение №2471129.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка использованной литературы, включающего 147 наименований, в том числе 8 на иностранных языках. Основное содержание работы изложено на 167 страницах машинописного текста, включая 77 рисунков, 12 таблиц и приложения на 9 страницах (акты внедрения, патент на изобретение, дипломы).

В первой главе «Существующие электротехнологии и электрооборудование гелиоводонагрева» рассмотрены особенности водообеспечения технологических процессов в коровниках, а так же проведены аналитические исследования устройств электрогелиоводонагревателя.

Вторая глава «Теоретическое обоснование совершенствования энергосберегающей системы электрогелиоводоподогрева» посвящена теоретическому анализу поля гелиоиоблучения принимающей поверхности коллектора системы водоподогрева и модели энергетических процессов

устройства аккумулирования энергии электрогелиоводонагревателя. Выполнено исследование энергетических процессов устройства аккумулирования энергии электрогелиоводонагревателя на базе применения фазопереходного материла, а так же энергетических процессов солнечного коллектора, которое позволяет выполнять их моделирование в пакете прикладной программы МВТУ.

В третьей главе «Программа и методика проведения исследований по определению параметров и режимов работы электрогелиоводонагревателя» рассмотрена программа и методика проведения исследований по определению основных закономерностей энергетических процессов

электрогелиоводонагревателя, а так же методика проведения исследований по установлению зависимости поступления солнечной энергии от положения солнечйого коллектора.

В четвертой главе «Результаты экспериментальных исследований электротехнологии и оборудования электрогелиоводоподогрева для коровников» приведены результаты экспериментальных исследований энергетических процессов в электрогелиоводонагревателе. Получены энергетические характеристики устройства аккумулирования энергии, трубопроводов энергосберегающей системы, змеевика солнечного коллектора электрогелиоводонагревателя, позволяющие выполнять их моделирование в МВТУ. А так же проведен анализ распределения солнечного излучения в пространстве в программном комплексе «STATISTIK 5.11».

В пятой главе «Моделирование тепловых процессов электрогелиоводонагревателя для коровников в среде Программного комплекса «Моделирование в технических процессах» определены параметры и режимы работы электрогелиоводонагревателя для коровников.

В шестой главе «Технико—экономическое обоснование внедрения электрогелиоводонагревателя для коровников» определены эксплуатационные показатели экономической эффективности оборудования.

1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕКТРОБОРУДОВАНИЕ ГЕЛИОВОДОНАГРЕВА

1Л Особенности водообеспечения технологических процессов

в коровниках

Технология содержания крупного рогатого скота зависит от породы животных, наличия кормовой базы и их географического места расположения [39].

Наиболее распространены, по количеству голов, коровники основных типов:

- коровник на 100 голов;

- коровник на 200 голов;

- коровник на 400 голов.

А в последнее время наблюдается рост интереса к более мелким хозяйствам: люди активно интересуются мини-коровниками на 50, 25 и даже 10 голов [98].

Существует два способа содержания: привязной и беспривязный [98].

Привязное содержание. Животных размещают в стойлах на привязи. В стойла может вноситься подстилка. В течение дня животным может предоставляться возможность двух-часовой прогулки на выгульных площадках.

Кормление, при данном способе содержания, осуществляется в стойлах, частично на выгульных площадках с использованием мобильных или стационарных кормораздатч