автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Снижение энергопотребления на технологические и бытовые нужды в сельском хозяйстве путем создания и использования высокоэффективных гелиосистем

академия аграрных наук республики БЕЛАРУСЬ

белорусский научно-исследовательский институт механизации

- СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

(БелНИИМСХ)

уйк /621.311.258551.521. 1/863

КУЗЬМИЧ Василий Васильевич

СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ и бытовые нужды в сельском хозяйстве ПУТЕМ СОЗНАНИЯ И использования высокоэффективных ГЕЛИОСИСТЕМ

05.20.01 - механизация сельскохозяйственного производстоа 05.14.04 - промышленная теплоэнергетика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Минск - 1996

Работа выполнена в Белорусском научно-исследовательском институте механизации сельского хозяйства (БелНИИМСХ)

Научный консультант — академик Академии аграрных наук

Республики Беларусь и Россельхоз-академии, лауоеат Государственной поемии БССР, доктор технических наук, профессор СЕВЕРНЕВ М.М.

Официальные оппоненты — академик Академии агоаоных наук Рее—

публики Беларусь, доктор технических наук, профессор ГЕРАСИМОВИЧ Л.С.

' академик Белорусской инженерной технологической академии, лауреат Государственной премии БССР и Премии Совета Министров СССР, доктор технических наук, профессор ВАСИЛЬЕВ Л.Я.

заслуженный деятель науки и техники РБ, доктор технических наук, профессор КА11ЫГИН Б. В.

Оппонирующая организация - Всероссийский институт

■ электрификации сельского хозяйства

Зашита состоится -¿¿Г" фЖрШгк.

ч. на

оасвдании совета по защите диссертаций А 05.38.01 в БелНИИМСХ по адресу! 220610, Минск-49, ул. Кнорина,1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БелНИИМСХ. Автореферат разослан

Ученый секретарь совета по оаяит» диссертаций И. И. ПИУНОВСКИИ

ОБШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теЫы. Б ряде стран солнечный водонагрев стал традиционным. Одной из причин. сдерживающих распространение и широкое внедрение в РБ гелиотехнических установок, позволяющих сэкономить значительные топливно-энергетические ресурсы, повысить производство сельскохозяйственной продукции и улучшить экологическую обстановку, является отсутствие достаточно полно разработанных научно-технических основ высокоэффективных гелиотехнологий.

Гелиоколлектор. представляюший совой» важнейший элемент гелиосистем, является также наиболее капиталоемким оборудованием, решай-щим образом оказывающим влияние на технико-экономические показатели. Имеющиеся в настоящее время в странах СНГ гелиоколлекторы отличаются высокой стоимость», большими металлоемкость», массой и габаритными размерами, имеют невысокий ресурс работы в результате коррозии металла теплообменников. Все это сдерживает освоение солнечных водонагревателей в народном хозяйстве.

Перспективность использования солнечной энергии в сельском хозяйстве обусловлена территориальной рассредоточенностью многих пот— ребителей, их невысокой мощностью и наличием обьектов, нуждающихся в автономном сезонном энергообеспечении.

Поэтому научные исследования, направленные на создание и применение высокоэффективных гелиосистем в сельском хозяйстве республики, актуальны и имеют важное народнохозяйственное значение.

Большой вклад в развитие гелиоэнергетики внесли известные уче— ные1ДафФи Д.А., Бекман У.А., Клейн С.А.,Авезов P.P., Васильев Л.Л., Сарнацкий Э.В., Севернее М.М., Стребков Ю.й., Тарнижевский Б.В.

Связь работы с крупными научными программами. Работа проведена в соответствии с республиканскими научно-техническими программами! "Энергосбережение" (19В8 - 1992 гг), "Механизация" (1991 - i996 гг), "Ресурсосбережение" <1993 - 1995 гг). Выполнялась работа в БелНШНСХ С 198S по 1996 гг.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является снижение потребления энергии о сельском хозяйство за счет применения высокоэффективных гелиотехнических систем. Достижение поставленной цели требовало решения следующим залам!

- оценить солнечный энергетический потенциал РБ И возможности его использования в сельском хозяйстве; -

- разработать математические модели для расчета теплообменник

процессов, протекающих в гелиосистемах с трубчатыми коллекторами;

— провести теоретические и экспериментальные исследования по определении оптимальных конструктивных параметров и режимов работы гелиосистем;

- выбрать и испытать наиболее приемлемые материалы для гелиоколлекторов ;

— разработать перспективные оригинальные конструкции гелиосистем и испытать их в производственных условиях;

- дать энергетическую и экономическую оценку разработанных гелиосистем.

Научная новизна полученных результатов. Впервые для РБ определены почасовые и сезонные коэффициенты пересчета прямого, рассеянного, суммарного и отраженного солнечного излучения с горизонтальной на наклонную поверхность, а также оптимальные углы ориентации гелиоколлекторов и расстояния между-рядами гелиоколлекторов при проектировании гелиосистем на ограниченной поверхности.

Разработаны математические модели для расчета процессов тепло-и массообмена в гелиосистемах различных типов.

Определены материалы для изготовления гелиоколлекторов, конструктивные параметры и режимы работы гелиосистем.

Установлено, что эффективность работы комбинированной, саморегулирующейся за счет использования фотопреобразователей гелиосистемы на 20—25У. выше, чем системы с естественной цирк /ляцией.

Разработаны принципиально новые оригинальные конструкции гелиосистем, новизна которых подтверждена авторскими свидетельствами.

Практическая значимость полученных результатов. Разработан пакет программ для расчетов на персональны» компьютерах, позволяющий обосновать оптимальные параметры и режимы работы при проектировании гелиотехнических систем.

Разработанные на основе полимерных материалов гелиоколлекторы позволяют, наряду с удешевлением, избавиться от коррозии, снизить металлоемкость, повысить ресурс работы.

Разиаботанные гелиосистемы апробированы в ряде хозяйств и на обьектах бытового назначения! на экспериментальной базе имени Суво-■в Узденского района <1909-1990 гг), в колхозе "К.Маркса" Воложин-Скаго района (1991-1992 гг), в колхозе "Правда" Минского района (1992-1993 гг), в поселке Ратомка Минского района <1993-1994 гг), • поселке Жаановичи Минского района (1993-1994 гг), в поселке Шани-попь (1994-1995 гг) и в колхозе йалькп асзержимского района (1996 г) ,

в СХКП "Обухово" и СХКП "Прогресс" Гродненского^района (1996 г).

В соответствии с заключенными договорами по разработанной нами технической документации заводы "Гидродинамика" (г.Минск) и "Обл-агрцпромэнерго" (г.Гомель) изготавливают, а коммерческие предприятия "Пилот плюс" и "Шолфт" устанавливают на производственных и бытовых обьектах гелиосистемы, которые позволяют снизить затраты энергии на подогрев воды на 30-707..

Пснопные положении диссертации, выносимые на защиту. В диссертации проаналиэировны, научна обоснованы и выносятся на защиту следующие положения«

1. Математические модели, описывающие тепломассобменные процессы в гелиосистемах различного типа с трубчатыми коллекторами.

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование эффективных конструктивных параметров и режимов работы гелиосистем.

3. Высокоэффективные конструкции гелиосистем из новых полимерный материалов.

Личный вклад соискателя. На протяжении ряда лот автор является ответственным исполнителем выполненных научно-исследовательских работ по данной темр. Им выполнен следующий комплекс работ: постановка задачи: выбор методов экспериментальных исследований тепломассобмен-ны>: процессов в гелиосистемах) разработка математических моделей и проведение расчетно—теоретических исследований по изучении тепловых процессов в гелиосистемах * разработка, создание и исследования экспериментальных образцов. Автор принял участие в проведении опытно-конструкторских работ по создании» гелиосистем и в испытании их опытно-промышленных вариантов в производственных условиях. Все исследования, включенные в данную работу, выполнены лично автором или при его участии.

Апробация результатов диссертации. Основные положения диссертации доложены на Всесоюзной конференции " Энергосберегающее электрооборудование для АПК (г.Москва, ВДНХ СССР, 1990 г), на Всесоюзной научно-технической конференции "Перспективы развития энергетики и электрификация агропромышленного производства" (г.Москва, ВИМ, 1990 г), на Всесоюзном семинаре "Нетрадиционные электротехнологии в сельскохозяйственном производстве и быту села " (г.Москва, ЗИЭСХ 1991 г), на республиканской научно-практической конференции "Результаты научных исследований, выполненных в соответствии с государственной программой по ликвидации в республике последствий <атастрошы на Чернобыльской АЭС" (г.Минск, ГелНИИНТИ, 1992 г), на

Международной конференции "Возможности экологически чистой энергетики и энергосбережения" (г.Минск, 1993 г), на Международном семинаре "Тепловые насосы и холодильное оборудование" (г.Минск, ИТМО АН РБ,

1993 г), на республиканском научно-техническом семинаре "Проблемы энергоснабжения коммунально-бытовых потребителей населенных мест РБ в условиях дефицита топливно-энергетических ресурсов" (г.Минск,

1994 г), на научно-технической конференции "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин" (г.Минск, БАТУ, 1994 г), на Международном симпозиуме "Холодный ядерный синтез и новые источники энергии" (г.Минск, 1994 г), на республиканском научно-техническом совещании-семинаре с участием стран СНГ "Повышение эффективности автоматизации систем теплоснабжения' и теплопотребления" (г.Минск, 1993'г>, на Международной научно-практической конференции "Применения возобновляемых источников энергии и установки нетрадиционной энергетики" (г.Кишинев, 1995 г), на Международном конгрессе "Мир после Чернобыля" (г.Минск, 1996 г>.

Олубликованность результатов. Основные результаты диссертации □публикованы в десяти статьях в научных журналах и сборниках, тридцати двух тезисах конференций, двух авторских свидетельствах, методическом указании для студентов, бюллетене ЦНТИ.

Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, семи глав, выводов, списка использованной литературы и приложений. Изложена на 30& страницах, включая 74 иллюстрации, 16 таблиц, приложение - на 34 страницах. Список литературы содержит 207 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В. главе 1 "Перспективы энергосбережения за счет использования возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве и пути совершенствования гелиотехнических систем" показано, что применение возобновляемых источников энергии в сельском хозяйстве республики позволит более чем на 30'/. удовлетворить потребности в тепловой энергии.

В результате анализа была выявлена структура возможного потенциала нетрадиционных энергоресурсов по РБ и их экономические пока-оатели, свидетельствующие о предпочтении в настоящее время преобразования солнечной энергии в тепловую перёд применением других возобновляемым источников.

Выявлены пути совершенствования гелиоколлекторов, заключающиеся в повышении КПД за счет использований селективных покрытий и прозрачных элементов с улучшенными оптическими свойствами, снижения конвективных теплопотерь через прозрачные покрытия и от теплопри-емника за счет использования более совершенных изоляционных материалов, Уменьшение стоимости гелиоколлектора может быть достигнуто путем использования нстых эффективных конструкций, дешевых неметаллических материалов, совершенствования технологических процессов и органияации массового производства.

Несомненный интерес с точки зрения улетев пения, облегчения конструкции и избавления от коррозии представляет использование полимерных материалов, обладающих повышенной поглощательной способностью и теплопроводностью.

Мировой уровень производства гелиотехнических систем может быть достигнут в РБ только в результата осуществления комплекса мероприятий и, в первую очередь, применения высококачественных материалов.

i

Поэтому разработка новых гелиосистем параллельно требует Освоения новых материалов и тркмолагий.

В глзор 2 "Энергетический потенциал солнечной радиации Республики Беларусь и расчет падающего солнечного излучения на наклонную поверхность гелиоколлектора" дан анализ климата РБ за двадцатилетний период, который показал, что средняя продолжительность солнечного сияния составляет 1015 часов в год, годовой приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность — 9S0 — 1180

9

<Вт.ч/м" . Проведенный сравнительный анализ продолжительности солнечного сияния и прихода суммарной солнечной радиации а странах Запад— чой Европы с умеренным климатом, расположенных между 50°и 60" с.ш., показал, что РБ по продолжительности солнечного сияния имеет блиа-<ие знгмрния, a по приходу среднемесячной солнечной радиации дажв превосходит северную часть Германии, Швецию, Англию, которые считается лидирующими в Европе по выпуску и применению гелиоэнергетичес-<ого оборудования. Это свидетельствует о том, что в РБ необходимо 1Спользовать энергетический потенциал солнечной радиации, как »то 1С? л aere я в странах Западной Европы, близких и нам по климатическим условиям.

В соответствии с методикой Тарнижевского Б.В. выбирался двадцатилетний период наблюдений, при этом исключалось время в течение laca после восхода и до захода Солнца. Для успешной работы требов«-

ь

лось не менее пяти часов непрерывного облучения. Из анализа климатических данных следует, что наиболее благоприятный период в РБ для применения гелиосистем с апреля по сентябрь, когда приход солнечной радиации составляет 754 годовой величины и с каждого квадратного метра гелиоколлектора может быть получено 270 - 450 кВт.ч электроэнергии.

При проектировании гелиосистем необходима знать количество солнечной энергии, поступающей на наклонную поверхность гелиоколлектора, а в климатических справочниках и отчетах метеостанций приводится данные по количеству солнечной радиации, поступающей на гори— аонтальнуш поверхность. Для определения количества солнечной радиации, поступающей на гелиоколлектор, необходимо знать оптимальные углы- его наклона и коэффициенты пересчета гелиорадиации с горизонтальной на наклонную поверхность. С этой целью были проведены расчеты и получены оптимальные значения углов наклона гвлиоколлекто-рав и коэффициенты пересчета прямой, рассеянной, отраженной и суммарной солнечной радиации. Из них следует, что при оптимальной ориентации гелиоколлекторов по двум углам (наклона к горизонту и азимутальному) среднедневной приход солнечной радиации на тепловоспри— нимающу» поверхность увеличивается на 28-30'/. по сравнению с горизонтальной, и на 18-20Х по сравнению с тепловоспринимаюшей поверхностью южной ориентации.

Впервые для условий РБ получена количественная оценка доли отраженной солнечной радиации относительно суммарной. В период, благоприятный для применения гелиосистем, она не превышает 3'/., поэтому значениями отраженной радиации при определении суммарной можно пренебречь.

При проектировании гелиосистем коллекторы часто необходимо размещать отдельными рядами на ограниченной плоскости (например, на крыше здания), где возможно (затенение коллекторами друг друга. Расчеты показали, что гелиосистемы, работающие с апреля по сентябрь, необходимо устанавливать с расстоянием между рядами не менее 0.5 — 0.8 м при угле наклона к горизонту 39

Глава 3 "Математическое моделирование тепломассообменным процессов, протекающих в гелиосистемах" посвящена разработке математическим моделей для .определения теплотехнических характеристик гелиосистем и расчетам по оценке влияния метеорологических, конструктивных параметров и режимов ргботы на эффективность использования гелиосистем.

Была разработана математическая модель й методика расчагга систем с естественной циркуляцией. Такая гелиосистема состоит из трубчатого коллектора, бака и трубопроводов. Расчет проводился по ква— зистационарной модели, при атом временной интервал выбирался настолько малым, что за этот период параметры системы и внешние условия не изменялись. Расчет теплопроизводительности гелиоколлектора состоит из двух стадий: 1) до начала естественной циркуляции; 2) с возникновением циркуляции.

Систему уравнений, необходимых для расчета теплотехнических характеристик гелиосистемы с естественной циркуляцией (модель 1), можно представить следующим образом: 1-ая стадия (пусковой режим)

Г) _ /I П _ д ______________________ С1>

ЫК Л, игр н< Ыи) + 1пЫиШПЛ*Л*Ы

Тщ = те + ОтрЯТР* О.ГР ¿Н ((1«/с1ь > / (ЛгЯпЬтР} <21

V

Тс? = Лг ОтрйТ = [/>п Сп[А{ < с1* - ¿о > Ьтр + МлЯ "

' 1к/4 | < Тп - Тмлч >| / ( С I) М о > + ТнАЧ <3)

+ ' (4>

2 - ая стадия (рабочий режим)

с/к => Ра^- (1сС) - Ци <Т*< -Та )]

тс- " т( <1 - м| / мо > - та < м< / мл > <7>

Ни = * и$ ■ . <а>

&Рсг * $ (Ьк+Ьдоп) б'шр, (ртъ - р* > <9>

ТБ ^ ^Уг, >Тг, * Сектам*> / Уер <"»

Здесь йц и Отр твплопроиэводительность коллектора и трубки; "Гц - температура поверхности трубки; тв -. температура воды в коллекторе; Та - температура окружающего воздуха; - плотность солнечной радиации| 1Аь - коэффициент суммарных тепловых потерь; ЯтР -внутреннее термическое сопротивление трубки; 6. и и ¿¿в - наружный и внутренний диаметр трубок коллектора; - теплопроводность материа-

<5)

(б)

ла трубок) - приведенная поглощательная способность; ¥ - эффективность коллектора; Мь - коэффициент тепловых потерь через верхнюю поверхность коллектора, который определяется по формуле Клейна; Ы £ - коэффициент тепловых потерь через теплоизолированное дно и боковые поверхности коллектора, = Ни / Ьи^ , где К и - коэффициент сопротивления изоляции, ~ толщина теплоизоляции; рп,Сп -плотность и теплоемкость материала трубок; Зл - площадь коллектора; Гй - коэффициент отвода коллектора; С В - массовый удельный расход воды; Тб - температура воды в баке; Л< - количества теплопаглотающих труб в коллекторе; Яг часть поверхности трубки, воспринимающей солнечную радиацию; - количество сборных, труб; - длина поглощающих труб; Ьк - длина сборных труб; Мй - общая масса воды в коллекторе; - масса воды, замененной в коллекторе за время А Я.. ; Йкн и <?/ к в _ наружный и внутренний диаметры сборных труб.

Расчет воспринимаемой коллектором тепловой энергии производится по методике Хоттела-Уиллера-Блисса с учетом того, что приемным элементом является трубка, лишенная продольного ребра. Тепло, воспринимаемое коллектором, представляется выражением (1), где Ыь - коэффициент суммарных тепловых потерь, который определяется по выражению <4). Для определения мощности, воспринимаемой трубкой, необходимо онать температуру ее поверхности Тп . Расчет проводится методом итерации. В первом приближении задается температура трубки, например, Тп « Тй * I. Далее по приведенным Формулам определяется (3тр и вычисляется новая температура поверхности Тги по выражению (2). Если разница между Тщ и Тп больше допустимой точности, температура поверхности приравнивается Тп* и процедура повторяется до тех пор, пока не будет достигнута требуемая точность.После этого определяется средняя температура воды в коллекторе по выражению (3), Через определенный промежуток времени возникает движущий напор давления, вызывающий течение воды через коллектор <2-ая стадия). В этом случае методика расчета параметров несколько меняется. Мощность, воспринимаемая коллектором, представляется выражением (3). Методика определения воспринимаемой мощности и температуры поверхности та же, что к для пускового режима. На второй стадии, вследствие разности плотностей води, возникает гидростатический напор давления. Из уравнения гидравлического баланса <9> определяется массовый расход воды Св через-коллектор. Температура «оды в баке определяется выражением <Ю). ■ . '

Аля моделирования реальной ситуации« по методике Даффи-Бекмана

учитывалась степень стратификации температуры воды па высоте бака. Сравнение теоретических и экспериментальных данных показало достаточно хорошее соответствие - отклонение не превышало 3 - 6"/..

Рдпчоты проводились по модели 1 для среднего летнего дня применительно к гелиосистеме, состоящей из гелиоколлектора площадью О. а м с теплоприимником параллельного типа из поглощающих ПВХ-тру-бок и теплоизолированного бака емкостью 75 литров. Начальная температура волы в баке и коллекторе равнялась 14 "С.

Цля удовлетворения бытовых нужд населения, а также технологи-1

ческих потребностей в горячей епле на животноводческих фермах выл выбран слрлуищип диапазон выходных характеристик гелиоустановки! температура потребляемой воды - 40 - 50°С, термический КПД конкурентоспособной гелиосистемы - не менее 40Х.

Проведенные расчеты показали, что выходные характеристики гелиоустановки будут соответствовать выбранным, если метеорологические и конструктивные параметры изменяются в следующих пределах! среднедневная интенсивность суммарной солнечной 460 - 640 Вт/м'" , среднедневная температура окружающего воздуха 25 - 32 "с (скорость негра и дилпд^он«? от 1 до V м/с не оказывает существенного влияния на выходные характеристики), обьем бдка—аккумулятора 0-050 м* ~ 0.085 н?, внутренний дианетр поглощающих труб 0.012 - 0.300 м • ширина теплоприемнмка 0.6 - 1.0 м, длина теплоприемника 1. 7S ■• 2.50 м, степень поглощения 0.77 - 0.96, степень излучения 0.70 -0.Ü2, толщина теплоизоляции дна корпуса (при /V ™ 0.02Q Вт^м1- "tí) 0.012 - 0.030 м.

Бы/1 проведен расчет зависимости эффективности гелиоустановки от теплопроводности материала теплопоглощающей поверхности. При изменении теплопроводности от 0.28 Bt/íM7 VJ, соответствующей поливнг нилхлориду, до ЗВО Вт/(м2 rt-J, соответствующей меди, КПД возрастает на 3 - 4%, температура воды в баке - на 1.5 - 2.0 'С. Следовательно, теплопроводность материала не оказывает существенного влияния ча работу гелиосистемы, и применение полимерных материалов для теп-лопоглощающей поверхности существенно н<= снижает эффективность ей заботы.

Обьяснить полученные результаты можно, если сравнить термичес-спе сопротивления стенки поглощающей труйы и воды внутри этой тру-5ы.Термическое сопротивление воды внутри поглощающей трубы для тер— юсифонной циркуляции порядка 10"^ "к/вт, а стенок трубы - порядка \0's "К/Вт (для меди) и 10"2 "К/Вт. (для поливинилхлорида). Поэтому

io

существенное влияние на коэффициент теплопередачи оказывает термическое сопротивление воды в трубке, а термическое сопротивление стенки трубки, которое зависит от теплопроводности материала, влияет значительно меньше.

Цля сравнения теплозащитных свойств одно-двух и трехстекольной защиты были выполнены расчеты влияния количества светопрозрачных ограждений гелиосистемы на ее эффективность < >1 > и температуру воды в баке (Те ) для 1-го, 2-х и 3-х стекол.

Сравнение полученных данных показывает, что наибольшими теплозащитными свойствами обладает тройное остекление. Тепловая эффвк-■ тивность тройного остекления на 8 - ХОУ. выше, чем у однослойного и только на 4 - 5% - чем у двухслойного.

Результаты расчетов среднедневной теплопроиэеодительности гелиосистемы при постоянном обьеме воды в баке (150 л> и различной

о

площади гелиоколлекторое,<1,2,3,4 м ) в зависимости от высоты бака-аккумулятора приведены на рисунке 1.

Из рисунка видно, что для каждой площади гелиоколлектора существует некоторое оптимальное значение высоты бака, свыше которого среднедневная теплопроиаводительность гелиосистемы не возрастает. При удельной площади гелиоколлектора 1 м^ высота бака-аккумуля-

о

тора должна быть не менее О,4 м, при площади 2м— не менее 0,6 м, при 3 м® - О,8 м, при 4м® - 1,0 м. Высоту бака для заданного обьема воды в нем I 150 л ) можно рассчитать по Формуле:

•= 0,2 ( Зк + 1 >.

Была разработана модель и методика расчета гелиосистем с прину-

дитеяьной циркуляцией теплоносителя «модель 2>. Система уравнений, моделирующая теплообмен в гелиосистемах с принудительной циркуляцией, и методика расчета подобны описанной ранее модели для естественной циркуляции (2-ая стадия).

Рассматриваемая гелиосистема состояла из одного или нескольким последовательно соединенных гелиокаллекторов,системы принудительной прокачки волы и бака-аккумулятора. Коллекторы представляли собой одноствольные (или многостекольные) теплоизолированные ящики,в которых находился спиральна намотанный шланг из ПВХ—материала.

Расчеты, проведенные по модели 2, достаточно хорошо согласуются с экспериментом* отклонение не превышает 87..

Было установлено, что замена через каждый час 30У. воды в системе из трех гелиаколлекторов и бака емкость» ВО л не оказывает существенного' влияния на режим ее работы,при замене более 304 воды - не достигаются выходные параметры по температуре. Зависимости расхода воды с температурой 40, 45, 50 "С « получаемой на выходе из открытой гелиосистемы (без бака) из четырех гелиоколлекторов, от времени суток имеют вид!

Тви< = 40 "с, G(f)= - 0,355'Гг+ 13,808Т- 70

Так* ж 45 "С, Q (Т) " ~ 0,312Т* + В, 75Т - 50 (11)

Твнх = 50"С, G(T)= - 0,214Т* +■ 5,781'- 30

На рисунке 2 представлены результаты сравнения трех вариантов гелиосистем« 1-е естественной циркуляцией и теплоприемником параллельного типа) 2-е принудительной циркуляцией и теплоприемником спиралевидного типа (для & ««30 г/с)? 3-е принудительной циркуляцией и теплоприемником параллельного типа (для g * 30 г/с). При расчетах площадь поглощения, обьем бака и метеорологические характеристики были приняты одинаковыми. Как видно иа рисунка, наиболее эффективной является гелиосистема с принудительной циркуляцией и теплоприемником параллельного типа. КПД этой системы на 5 - 10% выше, чем у системы с принудительной циркуляцией теплоносителя и теплоприемником спиралевидного типа и на 10 - 25Х - чем у системы, с естественной циркуляцией.

Была Также разработана модель расчета теплотехнических характеристик водонагревательной системы с промежуточным теплообменником и рециркуляцией теплоносителя (модель 3).

Рис.2. Зависимость среднедневного КПД (I? ) , тем-лп пературы воды в баке для трек вариантов гелиосистем > 1 и 1' - Я и Тс с естественной циркуляцией 2 и 2' - р и Те с принудительной циркуляцией со спиралевидным тепло-приемником; 3 и 3 - '7 и Те с принудительной циркуляцией с теплоприемни-ком параллельного типа.

20

40

10

{Зодонагревательная система состоит.иа следующих основных эле-мейтов! бак—аккумулятор, трубопровод, рекуперативный теплообменник, в роли которого выступает водо-врадушный калорифер, система солнечного воэдухрнагрева с принудительной продувкой воздуха через теплообменник .

Система уравнений, моделирующая теплообмен в этой системе, представлена в следующем виде:

т 6« -г в

2 < ТА - Тв

а

т,

ы

>

2

иНТГА

а

а а с ра

Те'

8«

Ов С ря

дР ЛУв у. Р&У&

лЪ «/»,-£• ______ + ^ __„____ +Ауй

Та"- > ' <2 ОаСрл + Кп Йг ) < (2 &а Срл - К п > Та* +■ + 2 Кп 5'г Та + 2 £г

<12)

(13)

(14)

(15)

Тепловая мощность, отнимаемая от воздуха в теплообменнике для подогрева воды, определяется уравнением (12)8 температура воды, выходящей из теплообменника,- уравнением (13)* суммарный гидравличес-потери в контуре, - уравнением (14)« температура воздуха, выходящего из гелионагревателя, - уравнением (15), где (»8 , С А - расход воды и воздуха, Срд и СрА - удельная теплоемкость воды и воздуха,

Кт -

коэффициент теплоотдачи теплообменника, Рл - площадь теплообменника. И - количества теплообменников, ря - плотность воды, /II -гидравлический коэффициент трения, ^ I - коэффициент местного гидравлического сопротивления, Л - коэффициент, характеризующий тип Теплообменников, Уо - скорость течения воды, Кп - эффективный коэф-циент тепловых потерь, ^ 51 - плотность потока солнечной радиации, 5г - тепловоспоинимающая поверхность гелиоподогревателя.

Пожнй отметить достаточно хорошее соответствие экспериментальных и ^теоретических данных (расхождение не превышает 4Х>.

Определенный интерес представляют данные, приведенные на рисунке 3.

ТГ/С

Рис.3. Зависимость выходной температуры воздуха от входной при разных величинах эффективного коэффициента тепловых потерь ( Е ■ 500 Вт/м*, То = 20"С)ч 1, 2, 3 — расчет при эффективных коэффициентах тепловых потерь, соответственно, К п - 10, 20, 31, ВтА-г-'Ю? 4 — эксперимент при Кп~ 31

Т/'Т

В качестве дополнительной переменной принята величина эффективного коэффициента тепловых потерь К„ . Как видно иэ рисунка, для используемого коллектора пои К„ = 31 Вт/З-Л "Ю зависимость Tj ь" ( То"*) убывающая, при достижении Кп =■ 20 Вт/^-"к?температура выходящего из коллектора воздуха практически не зависит от его входной температуры, а при дальнейшем уменьшении Кп уже становится целесообразным подавать на вход солнечного коллектора предварительно подогретый воздух.

В главе 4 "Экспериментальные исследования характеристик гелиотехнических систем" представлена методика испытаний и результаты экспериментальных исследований по определению оптимальных параметров гелиоколлектороа, гелиосистемы с естественной циркуляцией теплоносителя, комбинированной гелиосистемы с принудительной циркуляцией оа счет фотопреобразователей, гелиосистемы для очистки воды.

Экспериментальные исследования по определению оптимальных кон-

структивных параметров гелиаколлекторов показали, что«1) величина ааоора между теплоприемником и светопроэрачным экраном должна составлять 20 мм; 2) угол наклона к горизонту <с апреля по сентябрь» - 40е ; 3) диаметр поглощающих ПВХ-труб - 20 мм; 4) толщина теплоизоляции дна металлического корпуса - 40 - 45 мм, боковых стенок - 25 - ЗО мм,

Исследования эффективности работы гелиокаллекторов проводились для трех типов полимерных теплоприемников < рис.4 >8 первый — трубчатый параллельного типа из поглощающих ПВХ-труб диаметром 20 мм и толщиной 1 мм; второй — типа матрац из ПВХ-пленки толщиной О.25 мм с поглощающими каналами диаметром 60 мм; третий - из ПВХ-труб-ки диаметром 2в мм, толщиной 1.5 мм, намотанной в виде спирали.

В результате испытаний получена зависимость КПД коллекторов от отношения разности температур теплоносителя на входе в коллектор и наружного воздуха Те* — То к интенсивности солнечной радиации на поверхность коллектора (рис.4).

Из рисунка 4 видно, что при £Гвх. — То J ( £ < 0.02 гелиоколлектор трубчатый параллельного типа имеет наибольший КПД, при (Te*-T0j/Е > 0.02 наибольший КПД имеет гелиоколлектор типа матрац.

Для плавательных бассейнов и рыбных прудов, работающих летом при высоких значениям Температуры воздуха То и интенсивности сол-

нечной радиации £ . отношение (Гц« - То)//; мало иа-за малой разности То - Те . в этих условиях наиболее цвлесообрално использовать трубчатый ТРплоприрмн! риг параллельного типа или же трубчатый спиралевидного типа, который из-эа простоты изготовления значительно дешевле, но может работать только в системах г принудительной циркуляцией теплоносителя. Область (/(} , где (Т|И—То)/£ < 0.03 соотеет-вует поимененнм гвлиоколлекгооов для обогрева рыбных прудов, бассейнов, подогрева воды для поения животных. Область (tt) ( ТйХ ~ Те) / £ от 0.03 до о.оа - для горячего водоснабжения. Область (С) (Тл<-То)/Е > 0.08 — лля отопления. Как видно из рисунка 4, в областях(Й) и(С) наиболее эффективен гелиоколлектор с теплоприемникам типа матрац из ЛВХ-пленки. Однако, испытания показали, что теплоприемники типа матрац имеют существенный недостаток - низкую прочность сварных швов на концах поглощаюших каналов и около входных и выходных патрубков. в связи с этим теплоприемники типа матрац не выдерживают термических и динамических нагрузок в системе.

В результате испытаний получено, что из исслеяовгнных конструкции тсплопр! 1РМНИКОО нанболно пригодным для работы является гг*/аю— коллектор с трубчатым геплоплиомннком параллельного типа, в системах с принудительной циркулпцией достаточно эффективно могут работать и tру^чйтыи теплообменники спиралевидного типа.

На основе проврдемных исследований выл расэработан полимерный г^лиоколлектор типа Ц.Ов.ЛЬХ, к-отррый i tMf?л следующие преимущества перед серийно выпускаемым Е'ратскии аднодом отьпитрльного о*Зорудова— ния типа Б.0.440: 1) на 20 кг снижена масса (Ц.ОО.ЛВХ - 30 кг, Б.В. 440 - 50 кг), 2) увеличен срок службы (Ц.00.ПВХ - 13 лет, Б.8.440 -5 лет) , унрньшема стоимости гелиоколлектора Ц.ОЗ.ПВХ в два раза. Были проведены сравнительные испытания этих гелиоколлекторов.

Результаты ' испытаний представлены на рисунке 5, иа которого видно, что в диапазоне ( Tñx— T¿)/£ < 0.02 гелиоколлектор типа е. а. 440 по эффективности незначительно превосходит гелиоколлоктор типа Ц.08.ПВХ. При (Тц, - Tc)/¿ У 0.02 гелиоколлектор Ц.0Й.ПВК на 5-10Х превосходит по эффективности Б.В.440, т.е. а диапазоне

(Тйд-Те)/£ -

0.03-0.06), а котором в основном работают гслиоколлекторы. Представим зависимости КПП от (TüX'~Ttf)/E в виде:

для ц.оа.пвх - = 0,7-¿~ ?,30(Тих -То)'/Е

для б.а.4чо - =0,?6-9,60(Твх-Ъ)/Е

коэффициент тепловых потерь на 245Í меньше, что свидетельствует о лучшей теплоизоляции'.

Экспериментальные исследования по определении) оптимальных параметров гелиосистемы с естественной циркуляцией показали, что:1)дни-ша бака должно быть выше выходных патрубков гелиоколлектора на 600 мм, 2) трубопровод горячей воды из коллектора должен находиться на 2/3 высоты бака, 3) обьем воды в баке - 40 - 65 л на гелиоколлектор

о

площадью 0,8 м.

В результате экспериментальных исследований комбинированной гелиосистемы с принудительной циркуляцией аа счет фотопреобразавате-лей определены зависимости расхода теплоносителя и мощности, генерируемой за счет Фотопреобразователей, от интенсивности солнечной радиации.

Установлено, что эффективность комбинированной гелиосистемы на 20 - 25V. выше (рис.6), чем с естественной циркуляцией, дополнительное количество энергии составляет за день 0.5 - 0.7 кВт.ч/м ^ .

Экспериментальные исследования па определению оптимальных конструктивных характеристик гелиосистем для очистки воды показали, что» 1»рациональная Форма - коническая, 2) испаритель и конденсатор должны быть наклонены под углом к горизонту 35 , 3) расстояние между испарителем и конденсатором О,01S м.

Была проведена оценка погрешности экспериментальных измерений. С доверительной вероятностью О.95 суммарная погрешность при расчете КПД гелиоколлектора составляет 3 - ¿X, гелиосистемы с естествен-

ной циркуляцией 7 8 - 77..

- 87., гелиосистемы с принудительной циркуляцией

Глава 5 "Результаты испытаний высокоэффективных полимерных материалов для гелиокаллектороа" пасьяшена выбору наиболее приемлемых материалов дли изготовления гелисколлекторови

Совместно с НИИ полимеров < г.Дзержинск, Нижегородская обл. ) были разработаны новые материалы и проведены их испытания. Стойкость материала теплоприемника к климатическим воздействиям повышалась введением светостабилизаторов, способность поглощать солнечную энергию и теплопроводность материала увеличивались за счет введения :а*и. В результате испытаний получили, что наиболее подходящим для •юготоаления теплоприемника является полмвимилхлоридный материал композиции ИЭ-9.

Испытание различных светопроэрачных материалов показало (рис.7), 1то гелиоколлектор со светопрозрачной ПВХ—пленкой композиции Ю-13 обеспечивает на Ю - !2Х большую температуру воды, чем со стеклам и <а 13 - 17У., чем с полиэтиленовой пленкой. Проведенные исследования )ависимости пропускатеЛьной способности от длины волны показали, 1то композ'иция ИЭ-15 по сравнению с силикатным стеклом обладает боте высокой прозрачностью в ближней ультрафиолетовой области •.пектра (290 - 440 мкм! , в которой световые кванты ииемт наибольшую нергию. Вместе с тем, ИЭ-15 имеет низкую гввтппроэрачность а средой и дальней области ИК-спектра, что уменьшает тгп.юзые пот»уи и юеышает КПД гелиоколлекторов.

Рис.7. Изменение интенсивности солнечной радиации (Е >, температуры окружающего воздуха (Тс) и температуры воды (Те) в гелиосистеме в течение дня: 1 — суммарная солнечная радиация: 2 — температура окружающего воздуха: 3 — температуоа воды с экраном из стекла; 4 — температура воды с экраном из полиэтиленовой пленки: 5 — температура воды с экраном из ПВХ—пленки ИЭ-15

г 9 W и а 13 (V 15 % гас

Ресурсные испытания проводились на гелиоколлекторах с деревянными, металлическими и пластмассопыми корпусами. Результаты испытаний в течение пяти лет показали, что под действием окружающей среды происходит разрушение деревянного и металлического корпусов. Корпус же из винипласта, модифицированный Дакрилом-4Б, за время испытаний существенных изменений не претерпел и может «Зыть рекомендован для массового производства гелиоколлекторов.

Проведены ресурсные испытания следующих теплоизоляционных материалов» стекловаты, пенополиуретана, пенопласта и термостойкого пластиката ПВХ ИГ-Ю8. В результате испытаний установлено, что через 1-2 года происходит столь сильная деформация пенополиуретана, что исключает дальнейшее чга использование п качестве теплоизоляции гелиоколлектора. Стекловата, пластикат ПВХ и понопласт, как показали .ресурсные испытания, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, высокой термостойкостью и влагоустойчивостью. Однако, при теплоизоляции корпусов стекловатой и пластикатом ПВХ, усложняется монтаж гелиоколлектора, особенно, если эти материалы не упакованы в герметическую ойолочку. При испытаниях же гелиоколлекторов с изоляцией из пенопласта полистирольного ПСБ-С с добавкой антипирена не обнаружено ука!эанных выше недостатков, поэтому этот материал является наиболее подходящим для теплоизоляции гелиоколллекторов.

В результате проведенных испытаний в качестве материалов для иаготояления гелиоколлекторов предлагаются:

1) для теплоприемника - саженаполненные ПБХ-трубки ( рецептура ИЭ-9); 2) для светопропускаюшего покрытия - светостабилизированнля ПВХ-пленка (рецептура ИЭ-15): 3) для корпуса - винипласт (неплй-стищицированный ПЬХ), модифицированный Дакрилом-4Б; 4) для тепло— изоляции пенопласт полистирольный ПСБ-С с добавкой антипирина,

В главе 6 "Гелиотехнические системы для удовлетворения технологических и бытацьи; нужд сельского хозяйства" приведены результаты испытаний отработанны:; гелиосистем.

Для сезонного г^.Н,*ения ггзрмчей водой доильных площадок рекомендуется применять гелиосистемы преимущественно с естественной циркуляцией. Теплопроизводителсиость гелиоустановки с» аккумуляционную емкость следует рассчитывать на суточный расход горячей воды обслуживаемой группы коров.

Необходимая площадь (м^ > гелиоприемников при пргектировании систем гелиоподогревателей применительно к животноводческим Фермам может быть определена па формуле :

где Ц — числа коров на ферме, гол: - среднее значение потреб-

ности в теплоте за сезон ( пай - сентябри ) в расчете на одну голову, кЬт.ч; Нрл^— среднее значение падающей солнечной,радиации за сеион, кВт.ч/н^ : - КПД гелиосистемы (для пприодм май—сен-

тябрь КПД = 0.4 - 0.5).

Рекомендуемые удельные гшк^оатели систем гелиотепласнабжения доильных площадок КРС приведены в таблице 1.

Таблица 1

Удельные показатели гелиосистем лля горячего водоснабжения доильных площадок КРС (для условий РБ)

Наименование показателей ! Единицы ! ! измерения ! 3 н а ч п о к а о е н и я а т е л й

Площадь гелиомагревателей ! м'/гол ! 0,1 - О, 12

Вместимость бака-аккумулятора 1 ■ .' л/гол ! 6 - 7

Мощность дублера ! кВт/гая ! 0.04 - 0,06

Нами был разработан гелиаводогюдогреватель ГВЛ-20, предназначенный для получения горячей воды на технологические нужды а сельскохозяйственном производстве.(рис.а).

г" - - 'lÍVVÍC^MÍJ.Í'-«

Рис.8. Гелиоводоподогре-ватель ГВП-20

Гелиоеодоподогреватель ГВП-20 в системе водоснабжения молочнотоварной термы может работать в двух режимах. При благоприятных погодных условиях вода нагревается солнечной энергией до необходимой температуры и поступает непосредственна на разбор. В случае неблагоприятным условий вода подогревается в гелиоколлекторах и аатем поступает в электроводоподогрееатель, где температура воды повышается до требуемой и подается на разбор.

Были проведены приемочные испытания опытного образца гелиоводо— подогревателя ГВП-20 на экспериментальной базе им.Суворова Узден— ского района Минской области.

Результаты испытаний гелиоводоподогревателя ГВП-20 на молочнотоварной ферме на 200 голов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Основные параметры гелиоводоподогревателя ГВП-20 при двухразовой и трехразовой дойке

Режим работы Приход солнечной радиации., кВт.ч/м ! Дневная !теплопро-!изводи— 'тельность ! кВт.ч i Дневной КПД Суточные затраты электрич. энергии, кВт. ч Коэффициент замещения тепловой нагрузки Количество выраба тываемой энергии за сезон, тыс.кВт.ч

Двухра- освая лойкга Трёхразовая дойка ___ 4.а i i ! 43,2 i i 54,0 0,45 О, 56 28,2 52,8 0,61 0,51 6,57 8,Ю

Для повышения теплопроизводительности гелиосистем был разработан терморргулируюший клапан < авторское свидетельство У 1651052 , 22.01.91 г >.

В настоящее время в ряде стран наибольшее распространение получили установки солнечного горячего водоснабжения для удовлетворения бытовых нужд населения.

Нами разработан ряд Гелекс-75, Гелекс-150, нические характеристики

I V • v.vw,»;:^-,!.«-!-:

гелиоводопогревателей бытового назначения! Телекс-200, ГДМ-2.4, ГВК-3.2 <рмг.9>, теч-которых приведены в таблице 3.

Bii f'

; ?Г<'й • • • . Vrг*»;/»■

лу .'-г;-:. •-.-"471

i

;;-/r—■»

_ I • £

'\ -"Т^тгЦНс^ГТЛЧЗ {б

■ Д_JiM^iv"^

i Г" ma^......

ч

I.J . а** Ян w-

I// ' • i

iVtii .v<i»vtM ^-'А1."'.'' e

Рис.9. Быюные reiiMUBnflOim/iorpfiCATiinvr. 1> Телекс-75, 2) Телекс—ISO с. круглым сакоч, 3) Гелекс-150 с треугольные Паком, 4> Геликс-200, 5) rftM-2.4, Ы ГВК-3.2

Таблица 3

Технические? характеристики бытовых гелиоводоподогртеателей

Наименование ПГ»Г<43П ТЕ? Гелекс-7*5 Телекс— ISO Телекс— 200 ! ГДМ-! ! ( £?К-

1. Ойь(?н б^кг' — лю'уну ля— тора, л 73 ISO 200 1 ! 300 1 1 ! 230 i

2. Активная плашадь, м^ О,в 1,6 2,4 S 2-4 ! 3,2

3. Количг.'стпо ге.пиоколлек— торой, штук , 1 2 3 1 \ 1 Г 4

4. Гсмпооатура нагретой ьо^ы. °С 55±10 50±Ю 55+10 i i50.H0 г 15 Л МО

5. Масса <бео воды), кг 120 185 213 ! 220

6. Габаритные размеры, мм длина ширина высота ЗООО Ю50 2650 2400 1300 31 SO 2600 '2000 3200 1 ! 1АО0 ( 1900 ! 140 1 ! 3200 \ 1850 ! 140

7. Экономия электроэнергии за сезон, кИт.ч 27О—750 550-400 750-900 !1100-! 1200 ! 1ЮО-! 1200

В результате исследований установлена потребность сельского хо-ияйства в разработанных гелиосистемах и экономия энергии от их при-мвнени я (табл. 4).

Таблица 4

Потребность сельского хозяйства в разработанных гелио-

системах и экономия электроэнергии.

Наименование Наимено- Необходимое Необходимая Экономия

потребителей вание количество площадь электро-

гелио- установок. гелио- энергии.

систем тыс.шт. коллекторов млн.

тыс. м кВт. ч

Молочно—товарные

фермы ГВП-20 13.3 255 100

Банно—прачечные

обьекты ГДУ-20 2,5 40 19

Вахтовые обьекты ГДМ—2.4 1.0 2,4 1

Дома усадебного

типа:

с встроенной

гелиосистемой ГВК-3.2 1000 3200 1230

с отдельной Гелекс-

гелиосистемой 150 800 1280 500

В настоящее воемя в ломах усадебного типа горячая иода практически отсутствует. Как следует из таблицы 4, применение гелиосистем в таких домах для удовлетворения-нужд населения в горячей воде позволит добавить в энергобаланс республики 1,75 млрд.кВт.ч энергии на улучшение быта населения.

Была разработана установка для очистки питьевой воды ГД-1 с использованием солнечной энергии. Такие модули дадут возможность обеспечить питьевой водой людей, живущих или работающих вдали от источников питьевой воды.

По результатам испытаний ГД-1 имеет следующие технические характеристики] 1)габариты в рабочем состоянии, м - О,В х 0,8: 2)масса сухого дистиллятора, кг - 1,0| 3)производительность (средняя) за сутки, мл - 1500з 4) продолжительность непрерывной работы без изменения производительности, сутки - 150; 5) экономия электроэнергии са cbqoh, кВТ.ч - 120.

Была также разработана высокопроизводительная тороидальная гелиосистема для очистки воды ГД-2,на которую получено авторское свидетельства У 1766845, 8.06.92 г.

Глава 7 посвящена энергетическому и экономическому анализу рао-рабзтанных гелиосистем.

В таблице 3 представлены результаты энергетического и экономического анализа производственной гелиосистемы типа ГВП-20 М е сопоставлении с используемым в качестве базового образца традици-

снным электроводонагревателем типа САЗС-вОО.

Таблица 5

Реэулыагм энергетического »1 экономического анализа раэр^ботанниго гелиотехнического оборудования при сопоставлении с электронагревом

Г юказатели энергозатрат

Единицы

измерения

Гелиоэодоподогре-ватель проиэводст венный ГВП-20 М

Экономия г.опны;-

энергола грдт

>риЕенв сиикения

энергозатрат

Годовой экономический

эффект от эктплуатаиии

Лимитная !1«?на

Срок окупаемаст

МДж/т 7.

ТЬ;С . руб тыс.руб

лет

456

59

4900 32800 6,7

В иена:: января 1996 года.

Из таблицы 5 следует, что для гелиосистемы ГВП-20 М уровень снижения энергозатрат составляет 59Х, при сроке окупаемости — 6,7 лет.

Эти данные свидетельствуют о достаточно высокой экономии ресурсов и, следовательно, преимуществе разработанного гелиоводоподогре— вателя перед традиционным электроводонагревателем типа САЗС-ООО.

В таблице 6 представлена энергетическая и экономическая оценка разработанных гелиосистем в сопоставлении с существующими.

Таблица 6

Результаты энергетического и ¿канонического анализа разработанного гелиоойарудавдния при сопоставлении с существующими

Показатели Марки гелиоустановок

энергозатрат Гелекс-150 ГВП-20 Ц. оа.пвх Телекс-75 ГВК-3.2 ГДМ—2.

Экономия пол-

ных энерго-

затрат. МДж/т 156 164 34 93 46 59

Уровень сниже-

ния эиерго-'

затрат. У. 61 53 50 35 42 46

Годовой эконо-

мич. эффект от

э кс плу атаиии.

тыс.руб 866 6090 163 572 620 1844

Лимитная иена.

тыс.руб 37 ОО 31670 755 . 2650 2370 7133

Соок окупае-

мости. лет 4.3 5.2 4,6 4.6 3.7 3,9

В иг^зи янпзря 1976 года.

Иэ таблицы 6 видно, экономия ресурсов от внедрения новых гелиосистем, выражаемая коэффициентом уровня снижения энергозатрат, составляет 35 - 61/4, при сроке окупаемости от. 3,7 до 5.2 лет. что свидетельствует о существенном преимуществе разработанный гелиосистем перед существующими.

ВЫВОДЫ

i. Анализ климата РБ за двадцатилетний период показал, что средняя продолжительность солнечного сияния составляет 1815 часов в год. годовой приход суммарной солнечной радиации на горизонтальную поверхность 980 - 1180 кВт.ч/м2 и, согласно критерию' Тарнижев-ского, наиболее благоприятным для применения гелиосистем является период с апреля по сентябрь.

2. В результате проведенных расчетов для РБ впервые определены почасовые и сезонные коэффициенты пересчета прямого, рассеянного, суммарного и отраженного солнечного излучения с горизонтальной на наклонную поверхность. Оптимальные углы ориентации гелиоколлекто— ров к горизонту с апреля по сентябрь составляют 31й - 5l' , расстояния между рядами гелиоколлекторов типа Ц.08.ПВХ или Б.8.440 при использовании гелиосистем на ограниченной плоской поверхности -0.5 - 0,0 м.

3. Разработаны математические модели для расчета теплотехничвс— нических характеристик в зависимости от метеорологических парамет— ров (солнечной радиации, темпеоатуоы окружающего воздуха, скорости ■ ветра) е гелиосистемах подогрева оолы с трубчатыми коллекторами с естественной циркуляцией (модель 1)? с принудительной (модель 2)t с промежуточным теплоносителем (модель 3), которые являются достаточно корректными. так как расхождение теоретических данных от экспериментальных не превышает 7 - вУ.. Разработан пакет из 10 программ (на языке Бейсик), который может быть использован при проектировании гелиотехнических систем различного типа и назначения.

4. Расчеты по математическим моделям позволили установить, что! 1) для гелиосистем с естественной циркуляцией теплоносителя (мод-дель lita) тепловая эффективность тройного остекления на 8-10Х выше, чем у однослойного и всего на 4 — 57. — чем у двухслойного! б) для каждой площади' гелиоколлекторов существует оптимальная высота бака-аккумулятора, свыше которой эффективность работы гелиосистемы существенно не возрастает (при обьеме бака-аккумулйтора 150 л и площади гслиоколл«ктора 1 мЛ высота бака соответствует 40 см); 2) для гелиосистем с принулительной циркуляцией теплоносителя (модель 2)t а) через каждый час в системе может заменяться 1/3 воды, что ня оказывает существенного влияния на режим ее работы; б) наиболее эффективной является гелиосистема с принудительной циркуляцией и теплоприемником параллельного типа, для которой КПД на 10 - 257. выше, чем у системы

с естественной циркуляцией теплоносителя и составляет 50 — 607..

5. Результаты экспериментальных исследований позволили выбрать следующие, наиболее приемлемые для изготовления гелиоколлекторов, материалы: 1) для теплоприемника - саженаполненные ПВХ-трубки рецептуры ИЭ-9: 2) для светопропускаюшего покрытия — светостабилиоисован-ная Г1ВХ-Пленка рецептуры ИЭ-15; 3) для корпуса - винипласт, модифицированный Дакрилом-4Б; 4) для теплоизоляции — пенопласт полистиральный ПСБ-С с добанной антипирена.

Ь. Экспериментальные' исследования показали, что»

1) для гелчоколлектора! а) величина зазора между теплопр:^— емником и светопрозрачным экраном составляет 20 мм; б) угол наклона относительно горизонта для систем, работающих сеэонно te апреля по сентябрь), должен быть 40°, и гелиоколлекторы необходимо ориентировать на 10-15°западнее южной ориентации; в)диаметр Поглощающих ПВХ— труб для гелиоколлекторов, работающих в системах с естественной циркуляцией, должен составлять 20 мм; г) использовании полимерных материалов позволило по ряду показателей < срок служйы, стоимость, масса, качество воды, термический КПП ) превзойти серийно выпускаемый гелиоколлектор В.0.440:

2) длй гелиосистем с естественной циркуляцией теплоносителя! а) днище бака должна находиться выше выходных патрубков гелиокол— лектора не менее, чем на 600 mmí б) -выходной трубопровод горячей воды из гелиоколлектора должен находиться не менее, чем на 2/3 высоты бака: и) удельный овьем бака-аккумулятора для получения температуры воды 40 - 50 "С при КПД более 0,4 должен быть 40 - 65 лит-зов на гелиоколлектор площадью О,В ма;

.3) для гелиосистем очистки воды: а) рациональная Форма - кони— веская; б) испаритель и конденсатор должны быть наклонены под yi— пом 35 0 к горизонту; Ь> расстояние между испарителем и конденеато-зом 0,015 м.

4) эффективность работы комбинированной гелиосистемы, саморе--улирующейся за счет использования Фотопреобразователей, на 20 -55% выше, ^ем у гелиосистемы с естественной циркуляцией, а дополнительно полученное количество тепловой энергии составляет 0,5 - 0,7

2 - -(Вт.ч/м за день; ,.. ., -■

7. Разработан ряд гелиоводоподогревятелей ■производственного и. 1ытового назначения ГВП-20, ГДУ-20, ГВК-3.2, ГДМ-2.4, Голеке-200, 'елокс-130, Гелекс-73 и проведены их приемочные испытания, в ре->уль^ате которых установлено; что,указанные гелиосистемы удевлетвп-

ряют потребности в горячей воде на молочно-товарных Фермах, щ мастерских и в быту. Они рекомендованы для использования в условиях РБ и экономят с каждого квадратного метра гелиоколлектора 270-450 кВт.ч электроэнергии или 33 — 55 кг условного топлива. При производстве этой же энергии на тепловых электростанциях затрачивается 81-135 кг условного топлива. Разработаны принципиально новые оригинальные конструкции элементов гелиосистем, новизна которых подтверждена авторскими свидетельствами на изобретения.

8. Обший уровень снижения энергозатрат при использовании гелио-водоподогреватвля ГВП-20 М (при сроке окупаемости 6,7 лет) составляет 59Х в сравнении с традиционным электроводонагревателем типа САЗС-800, а для гелиосистем с теплоприемниками из полимерных материалов ( при сроке окупаемости от 3,7 до 5,2 лет ) - 35 - 61Х в сравнении с существующими, что свидетельствует о преимуществе новых гелиосистем.

Потребность сельского хозяйства Р6 в гелиоколлекторах составляет р

4,8 млн.м , что позволяет сэкономить 120 млн.кВт.ч электроэнергии на технологические нужды и добавить в энергобаланс республики 1,75 млрд.кВт.ч энергии на улучшение быта населения.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах (в скобках указаны соавторы) i

1. Использование солнечной энергии для теплоснабжения сельскохозяйственных объектов в природно-климатических условиях Белоруссии. //Тезисы докладов научно-практической конференции! "Актуальные . задачи энергопроизводства и энергопотребления в Белорусской СССР". - Ин. I. БалНИИНТИ, 1988. - с. 85 - 86. (Севернее М.М. , Дашков В.Н.).

2. Использование солнечной энергии для теплоснабжения сельскохозяйственных объектов. //Тезисы докладов республиканской научно-практической конференции« "Основные направления и опыт использования солнечной энергии в народном хозяйстве". - Карши! Узгелиотех-ника, 1988. - с.88-89. (Севернее М.М.).

3. Солнечные водоподогреватели из полимерных материалов.//Тезисы научно-практической конференции» "Научно-технический прогресс в агропромышленном комплексе". — Киев, 1988. - с. 32 - 33. (Красовг ский В.В.).

4. Перспективы энергосбережения в области механизации сельского хозяйства. //Труды межотраслевого семинара! "Энергосбережение в народном хозяйстве БССР." -Мн.i АН БССР, 1989. - с.93 - 101. (Се-

вернее ü.M. . Дашков B.H.).

5. Солнцу и ветру навстречу. //Сельский механизатор. 1991, 1. - 16 с. (Красовский Б.В.).

6. Использование солнечной энергии в сельском хозяйстве.//Тези— сы Всесоюзной научно—практической конференции:"Механизация и автоматизация технологических процессов в агропромышленном коиплексе.

- М.:ВИМ, 198?. -с. 10в - 109. (Севернее М. М. . Дашков D.H.).

7. Результаты испытаний . гелиово,.опо/югревлт(?лей ГВП-20 на мо-лочНо-товарный Фепыгх t 400 голое. // Тезисы Всесоюзной научно-технической конференции: "Перспективы развития энергетики и электрификации агропромышленного пооиаводства". — М.:ВИМ, 1990, — с.46— 47. (Красовский В.В.).

Q. Экономия энергии за счет применения гелиоводонагревателей. //Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции: "Энергосберегающее электрооборудование для ЛПК". — М.i 6ЛНХ СССР, 1990. -с. 7 - в. (Красовский В.В.).

9. Энергосбережение при использовании солнечной энергии для подогрева воды на технологические нужды в сельском хозяйстве. //Тезисы всесоюзной научно-технической конкуренции: Перспективы развития энепгетики и электрисвикаиия агропромышленного производства". -М. : ВИН. 1990. -с. 53 - 54. (Сеекрнев М.М.).

10. Преимущества применения гелиоводонагревателей ' на основе полимерных матеоиалов для горячего водоснабжения животноводческих Ферм. //Тезисы Всесоюзной научно-технической конференции: "Перс-пектигэы развития энергетики и электрификация агропомышленного производства". - M.S ВИМ, 1990. (Севернее М.М. , Дашков В.Н.).

11. A.c. 1651052 СССР, МКИ .Система солн^чиого теплоснабжения /Севепнев М.М.. Снежко Э.К., Красовский В.В. (СССР).-Заявлено 5.06.S9: Опубл. 22.01.91, Бюл.//19.- 5 С.

12. Гелиоподогреватель волы для молочной фермы. //Техника в сельском хозяйство,V 6, 1991. - с. 5-7, (Сеоернев М.М.).

13. Перспективы применения гелиоводоподогрееателбй на молочнотоварных Фермах Белоруссии. //Тезисы Всесоюзного научно-тЬхничес— кого семинара: "Нетрадиционные ялектротекнологии в сельскохозяйственном производстве и быту села.- М.« ВИЭСХ, 1991. - с.40 - 41.

(Севернее М.М., Красовский В.В.), '

14. Моделирование процессов переноса о термосиФэнных г«лио-водоподогреваюших установках. //Тезисы докладов асвсинюного сгми-Hapai "Нетрадиционные электротехнологии • сельскахадяНсгеенной

производстве и быту седа".-М.:ВИЭСХ, 1991. - с. 43.(Севернев М.М. , Дашков В.Н.).

15. А.с. 1766845 СССР. МКИ COZFIf/Ц . Солнечный плавающий дистиллятор /Снежка Э.К. (СССР).- 4877698 »Заявлено 27.08.90: Опубл. 8.06.92, Бюл.л/ 37.- 6 с.

16. Душевая установка для пункта санитарной обработки рабочих в зоне радиоактивного загрязнения с подогревом воды солнечной энергии. //Тезисы докладов республиканской научно-практической конференции: "Результаты научных исследований, выполненных в соответствии с государственной программой по ликвидации в республике последствий катастрофы на Ченобыльской АЭС". - Мн.:БелНИИНТИ,1992. - с. 122. (Севернее М.М., Дашков В.Н., Красовский В.В.).

17. Use of ecologically clean energy resources usage in the agriculture of moderate climate countries. //Internatonal Conference, - Minsk, 1993, p. 83. (V.N.Dashkov).

18. Вращающиеся тепловые трубы в энергосберегающих системах сельскохозяйственных обьектов.//Тезисы Международного семинара: "Тепловые насосы И холодильные устройства". - Мн.: ИТМО АН РБ,-

1993.(Дашков В.Н. , Снежко Э.К.). • £.7

19. Моделирование процессов теплопереноса в установках для подогрева воды на нужды сельскохозяйственного производства с использованием солнечной энергии. //Тезисы научно—технической конференции: "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин".

- Мн.I БАТУ, 1994. - 51 с.

20. Моделирование процессов тепло-и массообмена в узких каналах водонагревательных и испарительно-конденсационных гелиосистем.

//Тезисы научно—технической конференции: "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин". - Мн.: БАТУ, 1994. - 53 с. (Дашков В.Н., Снежко Э.К.).

21. Применение ПЭВМ для оптимизации технических характеоистик гелиоустановок. //Тезисы научно-технической конференции: "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин". -Мн.: БАТУ, 1994.

- 57 с. (Дашков В.Н.).

22. Математическое моделирование автономной гелиоводонагрева— тельной системы с принудительной циркуляцией. //Тезисы научно-технической конференции: "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин. - Мн.:БАТУ,1994. - 88 с. (Севернее М.М.,Китиков В.О.).

23. Получение энергии за счет использования высокоэффективной комбинированной гелиосистемы. //Труды международного симпозиума»

"Холодный ядерный синтез и новые источники энергии". - Мн.:СИЭМ, 1994. - с. 38-91. (Севернее М.М., Китиков В.О.).

24. Повышение эффективности преобразована энергии с применением новых композиционных материалов.//Труды международного симпозиума: "Холодный ядерный синтез и новые источники энергии11.

- мн.1СИЭМ, 1994. -с.59 - 64. (Дашков 6.Н., Снежка Э.К.).

25. Гелиосистемы для подогрева воды и воздуха на бытовые нужды в домах усадебного типа. //Архитектура и строительство Беларуси, 1994,f/Z.- с. 21 - 22. (Севернее М.М. , Дашков В.Н. , Капустин Н.Ф. ).

26. Автономная передвижная гелиодушевая ГДМ-3. Механизация и и электрификация сельскохозяйственного производства.! Достижения науки и передовой практики, рекомендуемые для внедрения в агропромышленное производство Республики Беларусь. - Мн., 1994, — с. 28 — 31. (Китиков B.Q.).

27. Гелиосистемы для горячего водоснабжения в домах усадебного типа. //Тезисы докладов республиканского научно-технического семинара !"Проблемы энергоснабжения коммунально-бытовых потребителей населенны:; мест рб в условиях дефицита тапливно-энергетических ресурсов",- Мн. , 1974.- с. 21-22. tСевернее М.М.', Дашков В.Н.).

28. Glooeczne rodgrze wanie wody na fermach hodowlanyca w przyrodniczo-klimatycznvch warunkach republiki bialorus. // Konfe— rencja nauknwo-teehnicna "Podstawowe problemy и technice i techno— loqii produfccii zwierzecej" - Warsawa, 1995. (Dashkow W.N.>.

27. Использование гелиосистем на основе полимерных материалов для отопления и горячего водоснабжения. // Тезисы докладов Международной научно—практической конференции. "Применение возобновляемые источников энергии и установки нетрадиционной энергетики.

- Кишинев, .1995. с. 49. (Дашков В.Н., Снежко Э.К.).

30. использование солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения в сельском хозяйстве республики Беларусь". //Тезисы докладов Международного семинара. :"Энергоресурсосбережения - 95",

- Мн., 1995. - с.76 - 77. (Севернее М.М., Снежко Э.К.).

31. t Комбинированная гелиосистема с принудительной циркуляцией. //Вести Академии Наук Беларуси. Сер.физ.-техн. наук, 1995,»/2. - с. 111 - 113. (Севернее М.М., Китиков В.О.).

32. Система гелиотеплоснабжения• индивидуальных домов. //Материалы Международной 51 научно-технической конференции, посвященной 7S - летим БГПА» "Состояние и перспективы развития науки и подготовки инженеров высокой квалификации и БГПЙ". - Мн.> БГПА, - 1773,

- с. 147. (Пашков В.Н. . Снежка Э.К.).

33. Экологически, чистый метод полунения энергии за счет использования Фотоэлектрически:« преобразователей. //Методические указания к лабораторной работе. - Мн.:БАТУ,'1995. - 16 с.(Лежнев A.B., Кольте Д.Ф., ведорчук А.И., Китиков B.D.).

34. Универсальные пленочные дистилляторы. // Тезисы докладов Международной научно-практической конференции: "Применение возобновляемый источников энергии". - Кишинев, 1995. - с. 39 - 40. (Сееернео М.М., Снежко Э.К.).

35. Разработка передвижной автономной гелиосистемы для обеспечения горячего водоснабжения с принудительной циркуляцией за счет использования фотопреобразователей. //Труды научно-технической конференции: "Ресурсосберегающие и экологически чистые технологии", ч.2, - Гродно, АНБ, 1995. - с. 344 - 348. (Севернее М.М.).

36. Автоматизация комбинированных гелионагревательных систем. //Тезисы докладов 1 Республиканского совешанмя-семинйра с участием специалистов стран СНГ: "Повышение эффективности автоматизации систем теплоснабжения и теплопотребления". - Мн., 1995. — с. 70 - 71. (Дашков В.Н., Китиков В.О.>.

37. Энергоактнвные здания в условиях Беларуси. //Архитектура и строительство, 1995,>/1. — с. 32 - 34. (Ермашкевич В.Н. , Покотилое В.В., Дашков В.Н. и др.).

38. Модель расчета гелиосистемы подогрева питательной воды для котлов-парообразователей. //Тезисы докладов республиканской конференции: "Моделирование сельскохозяйственных процессов и машин.-Мн.i БАТУ, 1996 г. - 14 с. (Дашков В.Н., Абилоо З.Ш.).

39. Оценка возможных обьемов применения нетрадиционных источников энергии в сельском хозяйстве Республики Беларусь. //Тезисы докЛадов Международной конференции: "Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве. Мн. , 1996. - с. 13 - 14. (Дашков В.Н.).

40. Энергетическая и экологическая эффективность использования солнечной энергии для подогрева питательной воды котлов-парообразо-□ателей. //Тезисы Международной конференции: "Перспективы развития механизации, электрификации, автоматизации и технического сервиса сельскохозяйственного производства". - Киев, УААН, 1996. - 42 с. (Дашков В.Н., Китиков В.О., Абилов З.Ф.).

РЕЗЮМЕ

КУЗЬМИЧ ВАСИЛИИ ВАСИЛЬЕВИЧ СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И БЫТОВЫЕ НУЖДЫ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ПУТЕМ СОЗДАНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ ГЕЛИОСИСТЕМ

Кличевые слива: гопиоколлектор, излучение, щптопреобрззователи, теплоприемник, бак-зккумулятор, теплоноситель, испаритель, тепло-производительность , конденсатор, теплоизоляция, гелиосистема, эффективность , теплопроводность.

Ооьект исследования - гелиотехнические системы для удовлетворения технологических и бытовых нужд сельского хозяйства.

Цель работы — снижение потребления энергии в сельском хозяйстве за счет применения высокоэффективных гелиотехнических систем.

Метод исследования и аппаратура. Проводились одновременные исследования на специально разработанных лабораторных установках,оценивалось влияние на эффективность работы гелиосистемы метеорологических, конструктивных и рожимных параметров. Для измерения использовались пиранометры, гелиографы, анеморумбометры, термографы, расходомеры, потенциометры, электрические тернометры.

Полученные результаты и их новизна. Разработаны математические модели расчета процессов тепло—и массообмен^ в гелиосистемах различных типов. Впервые для РБ определены почасовые и сезонные коэффициенты пересчета прямого, рассеянного, суммарного и отражатель-юга солнечного излучения с горизонтальной на наклонную поверх— гость, а также расстояние между рядами гелиоколлеторов на ограни-генной поверхности и оптимальные углы их ориентации. Определены оп-имальные конструктивные и режимные параметры гелиосистем. Выявлен штимальный вариант 'материалов для изготовления гелиоколлекторов. становлено, что эффективность работы комбинированной гелиосистемы, аморегулируюшейся за счет использования.Фотопреобразователей, на 0-25"/. выше системы с естественной циркуляцией теплоносителя.

Степень использования результатов. Результаты исследований ап— обированы в пяти хозяйствах и на пяти обьектах бытового ндана-ения Минской и Гродненской областей. Налажено промышленное производство гелиоколлекторов на .¡заводам "Облагропрамэнерго" (г.Гомель) "Гидродинамика" <г.Минск).

Область применения - животноводство, птицеводство, рывочодщво, ыторыа нужды сельского населения..

32

РЭЗВНЕ КУЗЬМ1Ч ВАС 1/11Я ВАС1ЛЬЕЫЧ

ЗН1ХЭННЕ ЭНЕРГАСПАХЫВАННЯ НА ТЭХНАЛАГ1ЧННЯ I БЫТАВЫЯ ПАТРЭБЫ У СЕЛЬСКАЯ ГАСПАДАРК1 ПЛЯХАИ СТВАРЭННЯ I ВЫКАРЫСТАННЯ ВЫСОКАЭФЕКТЫУНЫХ ГЕЛ1ЯС1СТЭМ

Ключавыя г-лови: гел1якалектар, выпраменьванне, «ютапвраутва-ральн!к1, цеплалрыенн1к, бак-акунулятар. цепланосьб1т, аипары-цвль, цеплалрадукцнйнасиъ, кандэнсатар, цвпла1заляцыя, гел1ясгс-тэма. эфектыунасць, цеплалраводнасиь.

Аь'ект даследвання - г©л!ятэхн1чныя с!стэнн для зааава/гьнвн-ня тэхналаг1чных 1 еытавых патрзе свльскай гаспадарк!.

Мэта работы - эн!хэнне спажывання зивргП у свльскай гаспадарк! за л1к пгымянання высокаэ*ектыуных гел!ятэхн1чных с1стэм.

Нет ад даследвання 1 апаратура. Г1раводзхл1с;я адначасова дас-ледванн! на специальна распрацаваных лаьараторных установках, ацэньвауся уплыу на эФвктыунасць работы гвл!яс1стэмы иетэарала-г1чных, канструктыуных 1 рэхынных ларанетяау. Для вммярэння выка-Рнстоувал1ся п1ранонотрц, гол1еграФч. тэрмогра*ы, расходамеры, латэнцыенвтры, аненарунбанетры, электрычныя тэрномэтры.

Атрыыання вын1к! 1 1х нав!зна. Распрацавани матзматычныя ма-дэл! раэл1кау працэсау цепла-г нассааемвну у гел1яс1стэнах розных типау. Упврыпню для РБ визначаны пагадэ1нныя 1 сезонныя ка*1цыен-ты парал!ку лрамога, рассеянага. суыарнага 1 адлхютраванага со-нечнага випраменьваиня з гариэантальнай на нах!льную павврхню, а таксама адлвгласцъ пан!ж радан! гел1якалектарау на лбивхлвлиеЛ паверхн1 1 аптынальныя вуглы 1х арывнтаиы!. Выэначаны аптынальныя канструктыуныя 1 рэхынныя параметры гол1яс1стэк. Выяулен апты-нальны вариант натэрыялау для вытворчасц! гвл!якалвктарау» Установлена., мто зфектыунасць работы канб1наванай гел1яс1стэны, сама-рэгуляванай эа л1к выкарыстання *отапараутваральн1кау, на 25-25% виизй Ыстэны з натуральная иыркуляцыяй цеплаНосьв1та.

Ступень выкарыстоування вын!кау. Внн1к1 даследванняу апраб!-раваны у пяц! гаспадарках 1 на пяц1 аб'ектах еытавога прыэна-Чэння Шнскай 1 Гродзвнскай вовласцвй. Налахана цраиысловая выт-ворчйсць гвп1якалбктарау на заводах "Воблаграпрамэнврга" (г.Гомель ) 1 "Г1драдынаи!ка" (г.Шнек).

Вовдасць прииянення - хывелагадоуля, птуикагадоуля, рыеага-доуля. битавыя патрэбн свльскага насвльн1цтва.

33

s u m m a ft v

KUZMICH VASILY VASIL'EVICH {EDUCTION OF ENERGY CONSUMPTION for THE TECHNOLOGICAL AND consumer NEEDS IN AGRICULTURE BY MEANS OF CREATION ANC USING OF HIGH EFFICIENT SOLAR TECHNICAL SYSTEMS Key words: solar collector, radiation, photoelectric converters, heat detector, tanl;-accumul ator, heat carrier, evaporator, heat output, condenser, heat insulation, solar system, heat conduction.

Research object - solar technical system for satisfaction of the requirements of technological and consumer needs of agriculture.

Research objective — reduction Df energy consumption in agriculture by means of using of high-efficient solar technical systems.

Research method and equipment. Simultaneous investigations havé been conducted on specially developed laboratory setups, Influence of meteorological, constructive and condition parameters on efficiency of solar system operation has been estimadet. Pyrcnometers, heliographs, anemorumbometers have been used for measuring.

□btained results and their novelty. Mathematical models of calculation of heat and mass transter processes in solar systems of different types have been developed. For the first time in the Republic of Belarus the hour and season correlation coefficients of direct, diffused, total reflected solar radiation from horizontal onto inclined surface have been defined. Optimal constructive and mode parameters nf solar systems have been found. Optimal materials for manu— fakturing of the solar collectors have heen revealed. It has been found that operational efficiency of combined solar system, self-regulating by means of using of photoelectric converters, is 20-25V. hig-ler than efficiency of the system with natural circulation.

Extent of usinj. The results' of the investigation have been approved in five large and five establishments of consumer services In ■Hnsk and Grodno region. Production of solar collectors at the factories "Obiagropromenergo" (Bomel) and "Hudrodynamics" (Minsk) has ieen started.

Area of usage - cattle-breeding, poultry farming, fiehbreeding, :onsumer needs of rural population.

Подписано ■ печать W, Ц.96г. __„„

>ормат fco a 84 1/16. Объем 1,3 пен.л. Тираж tOO >кв. Заказ №173

Отпечатано на ротапринте БеЛМИМСХ., 220611. Иимск, Кнорина, 1,