автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.02, диссертация на тему:Создание энергоэффективных технологий с солнечными системами теплоснабжения в агропромышленном комплексе

На правах рукописи —

ТАЙСАЕВА Валентина Табановна

СОЗДАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИИ С СОЛНЕЧНЫМИ СИСТЕМАМИ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ

Специальность 05 20 02 - Электротехнологии и электрооборудование в сельском хозяйстве

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

1101

003176063

Барнаул - 2007

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Бурятская Государственная сельскохозяйственная академия им В Р Филиппова»

Научный консультант - заслуженный деятель науки и техники РФ, ; доктор технических наук, профессор

; НИКОЛЬСКИЙ Олег Константинович

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

БАГАЕВ Андрей Алексеевич

- доктор технических наук, профессор ИВАНОВ Геннадий Яковлевич

- доктор технических наук, профессор ТАРНИЖЕВСКИЙ Борис Владимирович

Ведущая организация - Московский энергетический институт

(технический университет)

Защита диссертации состоится «7» ноября 2007 года в 9 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212 004.02 Алтайского государственного технического университета им ИИПолзунова по адресу 65603 8,Алтайский край, г.Барнаул,пр Ленина,46

Л¥\ууу,а51и.5еспа ш Е-тазГ: ntsc@desert.secna.ru; Е1ш8@тс1ох ги

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И И Ползунова

Автореферат разослан «_» октября 2007 г

И о ученого секретаря диссертационного совета д.т н, профессор

Куликова Л В.

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы В районы автономного энергоснабжения Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера, ежегодно завозится 6-8 млн тонн горюче-смазочных материалов (дизельное топливо, бензин, мазут, масла) и 20-25 млн тонн угля В связи с увеличением транспортных расходов стоимость топлива в указанных районах значительно превышает цены производителей и уже достигла 300 долл /тут Общее потребление энергоресурсов в сельском хозяйстве Сибири оценивается, величиной порядка 12 15 млн.т у.т. Затраты на энергообеспечение сельских районов составляют около 1/6 всех затрат на энергоснабжение народнохозяйственного комплекса региона Основной потребитель энергоресурсов - тепловые процессы (до 80% по районам Сибири), значительная доля из них приходится на получение горячей воды для технологических нужд в сельском хозяйстве, на отопление животноводческих помещений, теплиц

Для осуществления энергосбережения в агропромышленном комплексе (АПК) необходима разработка и внедрение эффективных технических средств и экологически чистых технологий, обеспечивающих гарантированное увеличение количественных и качественных показателей АПК, что особенно актуально для районов Сибири и Дальнего Востока, где на топливо и его завоз тратится более половины бюджета территорий, а стоимость отпускаемой тепловой энергии достигает 3500 руб/Гкал

Нехватка топлива зачастую ставит под угрозу жизнь людей, и государство вынуждено решать вопрос завоза топлива с помощью МЧС России В структуре потребления ТЭР Восточной Сибири преобладает уголь в Республиках Бурятия (РБ)-48,4%, Тыва - (42,5%), Хакасия -(31,5%), областях - Иркутской (32%), Читинской (60,1%) Из-за специфики развития региона велика доля мелких котельных, до 50%, в которых как и на ТЭЦ, сжигаются в основном местные угли, в связи с чем возникает острейшая проблема негативного влияния объектов энергетики на окружающую среду

Поэтому решение научной проблемы - разработки методологии энергосберегающих технологий на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), учитывающих социальный, экологический и региональный факторы развития АПК Сибири является актуальным и заключается в необходимости надежного и устойчивого теплообеспечения жилого сектора, ЛПХ, сельского хозяйства Этим требованиям отвечают технологии с использованием ВИЭ, особенно солнечной энергии, преобразование которой в тепло невысокого потенциала для горячего водоснабжения и отопления, получило наибольшее развитие в мире

В связи с чем, целью диссертационной работы является разработка научных основ энергоэффективных технологий и гелиотехнического оборудования для снижения экологической нагрузки, обеспечения энергетической и продовольственной безопасности, повышения качества жизни сельского населения

Объектом исследования являются солнечные системы теплообес-печения жилых домов, теплиц, фермерских хозяйств, свойства теплоак-кумулирующих материалов, а также технологические процессы функционирования биотехнической системы для производства молока

Предмет исследования - закономерности, связывающие параметры систем солнечного теплоснабжения технологических процессов объектов сельского хозяйства, личных подсобных хозяйств, жилого сектора с показателями энергетической, экологической и экономической эффективности

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи

1 Обосновать роль и значимость реализации технического потенциала солнечной энергии для теплообеспечения жилого сектора, объектов сельского хозяйства региона Сибири

2 Обосновать критерии эффективности и разработать математические модели функционирования систем жизнеобеспечения фермерских хозяйств, теплиц

3 Разработать методики и модели для определения теплопроизводи-тельности пассивных солнечных систем (ПСС), энергоэффективности тепловых аккумуляторов для теплообеспечения фермерских хозяйств, теплиц, жилых домов и ЛПХ

4 Разработать опытные образцы гелиотехнического оборудования и экспериментальные установки для определения их теплотехнических, гидравлических характеристик

5 Дать технико-экономическую оценку эффективности использования активных и пассивных солнечных систем отопления и тепловых аккумуляторов

Методы исследований Теория вероятностей и математической статистики, методы системных исследований, регрессионного анализа, Г-метод, статической оптимизации и энергетического анализа

Научную новизну исследований представляют.

- методология обоснования энергоэффектйвности и экологичности использования активных и пассивных солнечных систем в энергосберегающих технологиях для теплоснабжения жилого сектора, фермерских и личных подсобных хозяйствах,

- метод системных исследований для моделирования биотехнической системы (БТС) на молочных фермах и создания энергоэффективных солнечных теплиц,

- математические модели для обоснования рациональных режимов работы систем вентиляции и отопления и выбора энергетических характеристик активных и пассивных солнечных систем

Практическую значимость работы представляют

- методика расчета эффективности функционирования солнечных теплиц с ПСС,

- методика расчета энергетической эффективности тепловых аккумуляторов (ТА) с различными параметрами насадки, геометрией слоя, скоростями движения теплоносителя, удельной теплоемкостью, плотностью насадки,

- гелиотехническое оборудование- солнечные коллектора (СК) с теплоносителем вода, воздух, тепловые аккумуляторы с теплоаккумули-рующими насадками (ТАН) «галька» и «цеолиты»,

- проектно-сметная документация на фермерское хозяйство на базе ВИЭ, гибридную ферму-теплицу для ЛПХ, солнечную теплицу

Реализация результатов исследования Разработанные методические рекомендации «Использование солнечной энергии для нагрева воды в сельском хозяйстве Сибири» были рекомендованы НТС АПК Бурятской АССР (постановление Правительства №15 от 26 03 86г) для внедрения проектной организации «ВостСибГипросельхозстрой», солнечные установки для нагрева воды (по постановлению от 13 03 89 г НТС Новосибирского Агропрома) были внедрены, впервые в Сибири, на фермах совхозов «Шарапский» и «Новосибирский»

Разработанные программы «Развитие нетрадиционной энергетики РБ на 2001-2005 гг », вошедшая в ФЦП «Энергосбережение в России в 1998-2005 гг » и программа «Энергосбережение Баргузинского района с использованием ВИЭ» позволили решить вопрос строительства 2 малых ГЭС до 1 МВт в данном районе

Разработанные опытные образцы солнечных коллекторов (СК) в рамках ФЦП социально-экономического развития РБ (Постановление Правительства РФ от 15 04 1996г №442) и по Распоряжению Министер-

Экспертный комитет ООН в 2005г на состоявшемся глобальном конкурсе научно-технических работ в области возобновляемой энергетики в Гонконге определил проект «Энергоэффективная солнечная теплица» в числе 8 лучших, отобранных из 130 заявленных проектов А автор был назван победителем конкурса и стала первым ученым России, награжденной престижным призом Шиевку (голубое небо) с вручением сертификата Департамента Промышленности ООН

ства науки и технологий РФ №1644Ф от 21 10 1999г «Разработка солнечного коллектора, свободно - поточной гидротурбины, проекта солнечной теплицы» были внедрены как солнечные установки для горячего водоснабжения фермерских хозяйств в Закаменском, Кижингинском, Иволгинском районах РБ,

Разработанные энергоэффективные технологии фермерского хозяйства, гибридной фермы-теплицы, жилого дома, теплицы с солнечными системами теплоснабжения позволили сформировать перечень объектов ВИЭ с указанием их предварительных технических, экономических характеристик и плана их строительства на Байкальской природной территории (БПТ) в рамках подготовки Российской программы развития ВИЭ по Глобальному экологическому фонду

Разработанное учебное пособие «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии Расчет энергетических показателей» рекомендовано УМО вузов по агроинженерному образованию для студентов по специальности 311400 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» Созданный демонстрационный полигон возобновляемой энергетики (ВЭ) и лаборатория по ВЭ являются одной из первых учебных баз в Сибири для подготовки специалистов в области ВЭ в сельском хозяйстве на инженерном факультете БГСХА

Основные положения, выносимые на защиту:

- методология обоснования использования солнечной энергии для теплообеспечения обьектов сельского хозяйства, фермерских и ЛПХ региона Сибири

- математические модели эффективности функционирования БТС на фермах для молочных коров и создания солнечной теплицы

- результаты экспериментальных и аналитических исследований ТАН для обоснования оптимального режима аккумуляции тепла в тепловых аккумуляторах и геометрии слоя ТАН, гидравлических и теплотехнических характеристик разработанных СК, ТА с теплоносителем воздух и вода

- результаты расчета, теплопроизводительности ПСС теплицы и фермы в отопительный период, энергетических характеристик ССТ жилого дома, себестоимости выработки 1Гкал теплоты ССТ в фермерском хозяйстве, солнечной теплице, гибридной ферме-теплице для ЛПХ

- результаты технико-экономического расчета эффективности внедрения ССТ на существующих объектах сельского хозяйства и жилого сектора РБ и предлагаемых 12 проектов для внедрения в Байкальском регионе

Апробация работы. Основные материалы работы докладывались на всероссийском энергетическом форуме «ТЭК России в XXI веке Ак-

туальные вопросы и стратегические ориентиры» (Москва,2002г ), международных научно-технических конференциях Международного общества «Солнечная энергетика» (Никассия, Кипр,1994г), «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва, 1991-1998 гг), «PROCEEDINGS of international agricultural mexanization conferenge» (Пекин, 1991г ), «Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона» (Улан-Удэ, 2001,2003 гг), «I Монгольская конференция по фотоэнергетике» (Улан-Батор, 2001 г), «Энергосбере-жающие технологии и оборудование возобновляемой энергетики» (Удина, Италия, 2006г ), международных семинарах «Возобновляемая энергетика» (Перт, Сидней, Канберра, Австралия, 2002 г), «Бизнес и инвестиции в области ВИЭ в России» (Москва, 1999 г.), глобальном конкурсе «Энергоэффективные технологии возобновляемой энергетики» конгресса Департамента промышленности ООН (Гонконг, 2005г );

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 50 научных работах, в т ч в периодических изданиях по перечню ВАК, в 2 монографиях, 2 методических рекомендациях и учебном пособии

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, включающих 120 наименований и приложений Работа изложена на 350 страницах, содержит 82 иллюстраций и 54 таблиц

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении рассмотрена актуальность решаемой в работе научно-технической проблемы, дана общая характеристика работы, сформулированы цель и задачи исследования, отражены научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приведены основные положения, выносимые на защиту

В главе I рассмотрено современное состояние теплоснабжения в жилом секторе и сельском хозяйстве России, дан анализ ресурсов возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и перспективы их использования, Обоснована научно-техническая проблема создания энергоэффективных технологий с солнечными системами теплоснабжения в агропромышленном комплексе для получения экологически чистой продукции

Значительный вклад в решении указанной проблемы внесли И Ф Бородин, В Н. Расстригин, В Н.Судаченко, O.K. Никольский, Л А Саплин, Р М Славин, А Б Лурье, Н В.Краснощекое, Н В Цугленок, Р А. Полуэктов, ВВ. Тарнижевский, ДС Стребков, ПП Безруких, В И Виссарионов, Э В Сарнацкий, В Н Богословский, Л А Саплин, В Н Делягин, Н В Харченко, М.М Севернее, А.Б Вардияшвили, Ю А. Ме-

новщиков, Б И Валов, Н К Малинин, А В Тихомиров, М И Казанд-жан, Г.Я Умаров, Р Р Авезов, Ю Н Якубов и др

Проблема Сибирского региона и Дальнего Востока заключается в дисбалансе между большим ресурсным потенциалом и малонаселенностью, в неразвитой инфраструктуре, демографическом кризисе В этой связи Правительством РФ принята Федеральная целевая программа « Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья на 1996-2005 годы и до 2010 года», одной из первоочередных задач которой является надежное и устойчивое энергообеспечение сельского хозяйства и населения с учетом высоких экологических требований, которым в полной мере отвечают технологии на базе ВИЭ

Особенно остро встает проблема энергосбережения в инфраструктуре сел регионов Сибири Эта отрасль является энергоемкой, высокозатратной, с большой степенью износа основных фондов (до 65%) Технический реализуемый потенциал возобновляемой энергетики Восточной Сибири только по РБ составляет 28 9-109тс5»г-ч( 6 06-106т ут) Представляется перспективным использовать потенциал ВИЭ для решения задач энергосбережения в системах теплоснабжения инфраструктуры сельских поселений, где в ЛПХ производится основной объем овощей, мяса, молока (86%), здесь значительны возможности сокращения потребления тепловой энергии за счет использования солнечных систем в фермерских хозяйствах и жилом секторе

Таким образом поставлена цель - создать энергоэффективные технологии в АПК, одной из основных задач которой является теоретическое обоснование технических требований и разработка гелиотехнического оборудования.

В главе II изложены теоретические основы моделирования 1) биотехнической системы для производства молока, 2) солнечной теплицы, 3) обосновано использование теплоаккумулирующих пористых насадок для повышения энергоэффективности тепловых аккумуляторов

1 В отрасли животноводства актуальным является снижение энергозатрат на создание нормативного микроклимата в помещениях ферм и многовариантность технических решений этой задачи, предлагаемых рядом авторов, требует комплексного учета взаимовлияния технических средств, биоорганизмов, внутренней и внешней среды, что вместе составляет единую биотехническую систему (БТС)

Для установления взаимосвязей между факторами и процессами, влияющими на состояние БТС в диссертации рассмотрен метод системных исследований

Для обоснования рациональных режимов работы БТС необходимо знать влияние на продуктивность животных ряда параметров воздуш-

8

ной среды помещения: температуры 9вн, относительной влажности <рт, аммиака углекислого газа С02, подвижности воздуха V в виде

функции продуктивности: // = / (ввн , <рт , АЩ3, С02, V ). Математическую модель БТС получить очень сложно теоретическим методом и для её разработки использован экспериментально-статистический. Параметры, характеризующие протекание технологического процесса в БТС, подразделяем на входные и выходные.

Входные параметры: мощность вентиляционно-отопительной установки (ВОУ) кВт \ подача вентиляторов ь,мъ/ч', корма К,корм.ед.\ тепло- (2ж.,кДж/ч и влаговыделения животных Ож.,г/ч ;теряемое тепло: на испарение () кДж /ч, через ограждающие конструкции (Э ,кДж/ч ; параметры наружной среды: температура вн,°С, влагосо-держание с1и г / кг . Входные параметры делим в свою очередь на регулируемые К, Р, Ь и нерегулируемые , Вж, <2исп, Qlí., ви, , которые

взаимосвязаны (кроме кормов) уравнениями теплового и влажностного баланса:

д = [1к0Р + с(Ож-т + ОиРь)/(с1вн-с1нЖ^-^)-тдж + 2.4 БД,; (1)

где =

кст,к„,к„0,к0 и Ft.„„F„)JF„0,F„- коэффициенты теплопередачи и площади стен, перекрытия, пола, окон, КДж/м2 °С, Тепло- и влаговыделения т животных <2Ж и Дж зависят от температуры, а влагосодержание внутренней и наружной среды и количество испаряющейся влаги О,, от температуры и влажности воздушной среды помещения, согласно норм ОНТП-1-77:

= / (вон );Ож =} (вт)); О,, = 2.41Х; Д, = / (в„ у«,);

Выходные - это параметры, зависящие от входных: показатели процесса (Д кг, е, руб/кг) и показатели, проверяемые на технологические ограничения по ввИ срвн, ЫН3, С02, V. Параметрическая схема БТС приведена на рис.1.

вмЧм ^НьСО^У п

а- ИМИ

а- , Очг. Ь-Т-С -

1 1

Рис.1. Параметрическая схема входных и выходных параметров БТС .

9

Снижение энергозатрат Зд за счет соответствующих технических средств увеличивает капитальные затраты К Для этих двух показателей решение будет оптимальным при учете функции продуктивности Г/ -- /( вт , (рап, инг, СОг, V ) В качестве экономического критерия принимаем текущее значение приведенных затрат е=(0,15К+Э)/П (2) где 0 15 - нормативный коэффициент, К - капиталовложения во все объекты фермы (трансформаторные подстанции, ЛЭП технологическое оборудование ), руб /сут, Э - эксплуатационные затраты на производство продукции, руб/сут Э представляет собой сумму Э=3 + и + 3д+ апоЛ1ктм + ап0й1 + аоткот

где затраты, р/сут - Зд на теплоту,подаваемое ВОУ, 3 - зарплату обслуживающего персонала, И - стоимости кормов, воды, электроэнергии без отопления Нормы отчислений, отн ед - апом, ктм на амортизацию и текущий ремонт зданий, аот, кот систем теплоснабжения, П = /(вт, <рви ) - суточная продуктивность коров, кг

После подстановки преобразованных значений К и Э в (2) получим выражение

А + ¿у{[к0Р + с (Ржш + РиРи)/(с1вн - ан)Щ,„ -£„) - т (2Ж + 2 4РД}

й--. О)

где А обозначены величины К,3 Я, а к„ , а„„, ;<\.„ постоянные для одного

7 ' ПОМ , ПОМ " ОШ ' Ош

расчетного варианта, а- коэффициент равный стоимости 1кОж

Полученная качественная зависимость е-/{От,(рт,ви,ён (3) критерия оптимизации технологического процесса от 9т и ср(т воздушной среды коровника, вн и с1и наружной среды это статическая зависимость, не связанная с протеканием процесса во времени, при исследовании оптимальных режимов ВОУ мы встречаем определенное методическое затруднение, связанное с непостоянством технологического параметра во времени В формуле удельных приведенных годовых затрат

Е = 0 ¥ Э ^ предполагается, что Э и П - это эксплуатационные рас-П

ходы и продукция, подсчитанные за год работы установки

Непостоянства режима работы и зависимости от него экономических показателей формула не улавливает, поскольку в ней учтены лишь интегральные значения Э и 17 Для учета переменного во времени характера параметров установки и зависимости от этого экономических показателей процесса использован метод статической оптимизации, позволяющий выбрать такой режим работы ВОУ, при котором для лю-

бой комбинации входных нерегулируемых параметров в-и, с1п будет найдено такое значение регулируемого параметра расхода теплоты при котором е принимает минимальное значение при соблюдении ограничений

П = Пт^,в = вопт,<р = сртт,Ш3(0 02мг/л,СОг<0 25%,V < 0 3и/с

При обосновании рациональных режимов работы ВОУ важно найти зависимость продуктивности коров от параметров микроклимата, которую аналитически определить трудно из-за сложности биозвена как объекта управления Нами выбран пассивный метод (с элементами активного эксперимента) регистрации производственного процесса действующей фермы и здесь большое значение имеет правильный выбор необходимого для получения надежных математических моделей количества экспериментальных данных

Анализ многочисленных данных по исследованию статистических характеристик микроклимата в животноводческих помещениях позволяет рассматривать их изменение как нестационарные процессы только относительно математического ожидания И далее в качестве модели случайного процесса создания микроклимата рассматриваем стационарный эргодический гауссовский процесс

При обосновании схемы ВОУ для стабилизации оптимальных параметров микроклимата необходимо располагать математическим описанием передаточных функций по прямым, перекрестным и каналам распространения возмущающих воздействий Принятое в диссертации допущение о сосредоточенности параметров воздушной среды фермы позволяет описывать его динамические свойства дифференциальными уравнениями

=а, -к^в-е^-усф-в.уш^ (4)

1 м

V-

где V - объем помещения по внутреннему обмеру, м\ у - плотность воздуха, кг/м3, М - коэффициент, характеризующий теплоаккумули-рующую способность ограждений и показывающий, какое количество тепла отдают или поглощают строительные конструкции при изменении температуры воздуха на ЮС в кДж/кг °С град, Ь - расход воздуха, м3/ч

Полученная система уравнений является нелинейной, линеаризуем ее методом перехода к малым возмущениям в окрестности установившегося состояния 0ою,1о,вно,р„°,аио,О»ю соответствующего нормированным значениям параметров микроклимата, после преобразования и пренебрежения малыми второго порядка и преобразования далее полученной системы линейных уравнений по Лапласу при нулевых начальных условиях получим.

Лв

(су + МР)рАв + ф3+2 4а2Ри + с.Ь" + к0Р)Ав = усЬАв„ - свйАЬ + каРАвн + МР

Л '

у»1±-рАср + (Ь2Ри + = (2в, -Ь, + Р„а2)Ав+(с1„(5)

Откуда

7>+1 Т1Р + \

Т{р+ I

Дй, = ДХ +--

. ^ Тгр +1 (Т,р + \)(Т2р + \)

А б1,,

(6)

где _ус£ _сд0 , су + МР _(2а,-Ьх+Р„а1)ки

А= (Ьъ + 2 + сЬ° + к0Р),

Полученные качественные зависимости коэффициентов передаточных функций (6) позволяют определить численные значения регулирующих параметров <2„р м £ в равновесном состоянии, соответствующим оптимальным показателям в функции параметров внешней среды путем решения системы уточненных дифференциальных уравнений

первого порядка для невозмущенного состояния, когда ^^ = = о и

с!л сИ

Авп = АЬ = 0 для молочной фермы

2 Моделирование энергоэффективной солнечной теплицы. В обычных теплицах из-за большой площади светопрозрачных поверхностей возникают значительные теплопотери, для компенсации которых требуется большой расход топлива Теплица должна воспринимать в отопительный период максимальное количество солнечной радиации, которое можно регулировать выбором оптимального значения угла наклона а прозрачной поверхности к горизонту Связь между а и высотой солнца

/г0 запишется как а ~ 90" - /г0 или с учетом широты местности <р и угла 5 -склонения солнца, й0 = 90° ~<р-5, Формула зависимости геометрического показателя от размеров элементов ограждающих конструкции и высоты солнца П = /(к0,Ъ,Н0,Ь) имеет вид

ь [со<*.)-я.]+я созЛ) + (7)

^ _ зт(А0)_'_2__51п(й0)__2__2_

где Ь - ширина прозрачного ограждения, Н0 - высота тыльной стороны стены, Ь - длина теплицы

Для Республики Бурятия, располагаемой в широтах <р=52°- 53 5° теплица (Б= 100 м2, а = 60", ко = 30") будет иметь оптимальные геометрические размеры пола 18,2x5,5 м при работе ее 180 дней в году с 15 февраля по 15 ноября ( рис 2)

В

Рис 2 Поперечный разрез теплицы/ Ь - ширина светопрозрачного покрытия, а - угол наклона, ЕгО = Но - высота тыльной стороны стены.

Разработанный метод создания энергоэффективной солнечной теплицы, заключающийся в оптимально рассчитанной конструкции всех элементов ограждающих конструкций теплицы при совмещении их с тепловыми аккумуляторами солнечного гепла позволит обеспечить максимальный приход солнечной радиации в зимнее, поздне-осеннее, ранне-весеннее время

Для эффективного функционирования теплицы необходимо избыток тепла аккумулировать для выравнивания дневных и ночных температур Для чего рассмотрим пассивные солнечные системы (ПСС), которые отличаются простотой, прежде всего с точки зрения конструктивного решения и выполняются как функции элементов здания, так и функции восприятия, аккумулирования и транспортировки тепла Уравнение теплового баланса для закрытой ПСС имеет вид

п

+ а1цРцол1*вн(т) ~ ^ntwi-e.rl ] + У.^яя ^[ЛяГгЧ +-^ok^okIAmM + ^

I

где (тср)тп - массовый расход нагретого воздуха поступающего от теплоприемника, СрШ - удельная теплоемкость воздуха от теплоприемника, t™x(z)-

температура воздуха на выходе из теплоприемника, Fok - площадь окон, тв„ -масса внутреннего воздуха, Ср, - удельная теплоемкость внутреннего воздуха, ta,(x) - температура внутреннего воздуха, г - время, а„и - коэффициент теплообмена внутренних поверхностей ограждающих конструкций, температура внутренней поверхности наружной стены, Fcm - площадь внутренней поверхности наружных стен, Fn0Kp - площадь внутренней поверхности покрытия, t,„Kp(-er) - температура на внутренней поверхности покрытия, F„ep - площадь внугренней поверхности перекрытия, t„ep^e,j - температура внутренней поверхности перекрытия над подвалом, F"H- площадь поверхности внутренних перегородок, перекрытий, t"IH<_er) - температура поверхности перегородок,

¿(m*C;>) 6 ' теплоаккумулирующая способность внутреннего оборудования, 1

to5(T) - температура на поверхности внутреннего оборудования, kok - коэффициент теплопередачи через светопрозрачное покрытие, t„(,) - температура наружного воздуха, V — объем поступающего наружного воздуха извне, за счет инфильтрации рнар и Ср нар - плотность и теплоемкость наружного воздуха, Fok -площадь остекления, д„ог.,(т) - количество поглощенной солнечной радиации, Q«h(t) ~ внутренние тепловыделения

Теплопотери ограждающих конструкций здания определяют по условиям теплообмена по перепаду температур внутреннего воздуха и внутренней поверхности стены, а также по термическому сопротивлению в пограничном слое у стены Полученное уточненное уравнение теплового баланса для закрытой ПСС далее будет использовано далее для расчета численных характеристик ПСС

3 Необходимость аккумулирования теплоты в солнечных системах обусловлена несоответствием во времени, по количественным показателям поступления солнечной радиации и теплопотребления Широко распространенными являются аккумуляторы емкостного типа, в которых используются теплоаккумулирующие материалы (ТАМ) без изменения их агрегатного состояния (природная галька, вода, водные растворы солей и др ), Основным недостатком аккумуляторов этого типа

является их большая масса и потребность в больших строите пьных объемах в расчете на 1 ГДж аккумулируемой теплоты

Целесообразность использования того или иного материала для аккумуляции теплоты определяется химической устойчивостью и устойчивостью к действию температур; механической прочностью, развитой поверхностью и оптимальными гидродинамическими характеристиками, которые обусловлены размером, формой и плотностью гранул материала Таким требованиям соответствуют пористые материалы - природные цеолиты

Вопрос о передаче теплоты в капиллярно-пористых телах сложен и наименее изучен, тем не менее задача расчета теплофизических свойств дисперсных и капиллярно-пористых систем является вполне реальной Необходимое условие для этого - надежные данные по пористости системы, теплопроводности твердой фазы материала, размеру частиц, температуре, давлению и другим исходным свойствам системы Поверхностные явления широко распространены в окружающем нас мире, представляющие собой многофазную систему Поверхность раздела фаз обладает своими особенностями, обусловленные наличием некомпенсированного силового поля

Физические (плотность, электропроводность, теплопроводность и др) и химические свойства вещества в непосредственной близости от поверхности раздела фаз отличаются от этих свойств в объеме фаз Одним из важнейших особенностей свойств цеолитов является поглощение вещества (паров воды) из объема фаз, концентрировать его на поверхности Это поглощение называется адсорбцией В случае системы газ - твердое тело адсорбция тем больше, чем больше поверхность твердого тела Особенно эта роль велика в системе пар — твердое тело. Так, при адсорбции паров воды ее концентрация увеличивается более чем в 1 ООО раз Термодинамическое описание этого явления выражается свободной поверхностной энергией Гиббса

Наиболее изучены свойства высококремнистых цеолитов Холинско-го и Мухор-Талинского месторождений Забайкалья Определяющие структурные свойства пористых материалов- межзерновая пористость, размер и форма зерен, плотность и механическая прочность определены по методике для фильтрующих материалов Полученные характеристики природных цеолитов механическая прочность (отвечает нормам СНиП), истинная и насыпная плотность, межзерновая пористость, а также проведенный ситовой анализ дробленых материалов (коэффициент формы гранул а у природных цеолитов в 2 раза больше, чем у гальки), исследованная адсорбционная емкость по парам воды (5 ммоль/г) характеризуют цеолиты Забайкалья как достаточно эффективный ад-

сорбент

В главе Ш дается описание и результаты расчета впервые разработанных-

а) экспериментально-статистического метода получения модели энергоэффективности функционирования БТС фермы, в) метода расчета энергоэффективной солнечной теплицы, методик расчета с) энергоэффективности теплоаккумулирующих насадок (ТАН) и (1) уточненных значений энергетических характеристик солнечных систем теплоснабжения жилого дома

а) Уравнение количественной зависимости продуктивности коров от параметров микроклимата получено методом пассивного эксперимента с элементами активного Значения диапазонов отклонения параметров микроклимата, продуктивности коров, средние значения и среднеквадратичные отклонения для выборки из 34 комплектов данных приведены в таблице 1

Таблица 1

Параметры Единица измерения Минимальное значение Максимальное значение Среднее значение выборки параметров Среднеквадра-тич ное отклонение о Зо

вм °С 10 0 18,6 13,621 2,261 6,78

4>гн % 70 0 92,0 78,206 5 515 16 53

NH3 мг/л 0 012 0,020 0 016 0 002 0 006

со2 % 0,14 0,25 0 182 0 033 0 000

V м/с 0,12 0,60 0 287 0 125 0 376

п кг 8 45 14 34 11 203 1 460 4 407

В качестве модели случайного процесса создания микроклимата рассматриваем стационарный эргодический гауссовский процесс. Известно, что для получения характеристик последнего с заданными точностью и надежностью необходим оптимальный обьем выборки-

п = (иа <т/£)2, (9)

Где иа - квантиль нормального распределения, а - среднеквадратичное отклонение, е - предельная абсолютная ошибка

Объем используемой выборки представителен - оптимальное число

измерений согласно (9) п = (1 96 2 26V = 34, иа= 1 96, о =2 26 е=0 75,

V 0 75 ;

Опытные данные проверены на воспроизводимость по критерию Кохрана Проверка распределения продуктивности коров по критериям согласия для асимметрии и эксцесса показала соответствие его нормальному, что позволило для получения количественной зависимости

П = /(д,<р,МНг С02,У) использовать метод регрессионного анализа, для

чего предварительно по результатам парного корреляционного анализа для зависимости П произведен отсев незначимых параметров процесса подвижности V., содержания С02, хотя связь ЫН3 достоверна с продуктивностью гт _и - - 0,874, но этот фактор коррелирован с С02

гт _/р =0 826, при множественном регрессионном анализе они будут

дублировать друг друга, поэтому содержание №13 исключено из анализа

Графический анализ зависимости продуктивности молочных коров от параметров микроклимата проведен для выбора вида модели Так, зависимости выхода процесса от одних факторов п = ¡(вт),п = /О),я = /(инъ) те в одномерном пространстве представляют собой кривые на плоскости Анализ показал, что на продуктивность коров значительно влияют взаимосвязанные вш и (рт Учитывая наличие взаимодействий и кривизну поверхности отклика, мы остановили свой выбор на модели, которая выражается квадратным многочленным уравнением Так как вт и срен разные физические величины,

й (О

выражены они в относительных единицах —ел— и "" Уравнение реГ-

^тах Фт ах

рессии запишется как

^шах ^тах ^тах Фт ах ^тах *Ртлх

где в«,, и ч>т -переменные факторы,в,,в2,в3 .в6- коэффициенты регрессии

^шах ^тах

при соответствующих переменных

В результате обработки фактических опытных данных для определения численных значений в,,в2,в3 ,.в6 получено уравнение

= 5 043 + 1 315^-7653^- -0389(^2- )2 + 3 029(^=-)2 - 0 38^- ^^ в„ 9>а вя <Р „ в * <Рт вт <рт

Птах имеем при $т = 14°С, (рт = 70% при этом содержание ЫН3 составило 0,012-0,013 мг/л, С02 0 14-0 16%, т е в пределах норм 0НТП-1-77 Количественные характеристики определены методом множественного регрессионного анализа на ЭВМ по стандартной программе Адекватность полученного уравнения регрессии реальному процессу произведена по критерию Фишера

Расчет теоретических значений Псут по (11) по всем наблюдаемым данным опыта дал хорошую сходимость. Максимальное относительное отклонение составило 7%. Полученная модель П=/(вв„, (р,ш) позволяет рассматривать критерий е как функцию уже не 6, а только 3-х переменных вт и (рг и Ои , а после подстановки в формулу (3), получить модель эффективности функционирования БТС:

е =__А + а{[к„Г + с(Ржт + Р„)/(</,„ -Л„)](<?„„ -в„)-т(2ж+ 2.4 Д,}_

= 5 04з +1.315^. _ 7.653— -0.389(-""- )2 + 3.029(^-)2 -0.38^ ■ ^ о,,, <Рт вт V „ в ,„ <рт вт <!>т

Зависимость е = /(6ен, Р, срт) изображается поверхностью отклика в

четырехмерном пространстве (две оси ОР,Ов) и осью Оср ■ Влияние

переменной можно представить как изменение формы поверхности

в трехмерном пространстве. Графически это можно представить в виде набора 3 поверхностей е = /(9 ,Р) при 3-х уровнях фт (70, 80,90%),

каждая поверхность которой является трехмерным сечением некоторой четырехмерной (рис.3), описываемой е = /(ввн, Р,<рв„) ■ Из рисунка 3 видим, что минимуму приведенных затрат е с учетом мощности уста-ное;ки также соответствует0 =14°С и (рац=70%. Выбор любого значения мощности ВОУ, отличной от мощности, соответствующей оптимальным значениям 0т, <рт , вызывает увеличение затрат по сравнению с минимальными.

Рис.3. Зависимость затрат е от температуры, влажности воздушной среды помещения и мощности ВОУ при ви = -18 +-23°С.

в) Для расчета энергоэффективности солнечной теплицы обратимся к рисунку 4.

Рис 4 Теплица с закрытыми пассивными солнечными системами I и 11-абсорберы-теплоприемники ПСС, 1- прозрачная изоляция, 2 - теплоизолированная передняя стенка, 3-теплоизолированная северная стенка, 4 - крыша, 5 - теплоизоляция, 6 - теплоизолированный фундамент, 7 - аккумулятор, 8 - вентилятор, 9 - циркуляционные каналы

Исходные данные Из главы II рис 2 (5= 100 м2, а = 60° ,ко-30°) В качестве материала пола, потолка, стен использованы плиты перекрытий железобетонные, для которых получены формулы температуры внутренних поверхностей те"

<1„ = 0 765 + 0 235 г„ С,,0„ =0 785 ^ +0 215 1И т™ла = 0 78 + 0 21 („ Рапс«, = 42 1м2, Ртт = 70 2л*2, ^ = 100*», тСр = 204 10ъДжПС ат =ЫВт/м2С

После подстановки исходных данных в уравнение теплового баланса для закрытой ПСС (8) и преобразований получена формула определения теплопроизводительности ПСС = о 185(^ -/„„), кВт чГС (13)

В формуле (13) для расчета изменения температуры воздуха в пограничном слое ( абсорберов- теплоприемников ПСС получены уравнения (14)и(15)

для абсорбера I (,югри+1) - 1т(1) = 0 365(*я()+1) -*вя(1)) + 0 016^ ««,<,+„ (14) для абсорберов I и П гкогД,+1) -¿в„0) =0 3(г„{,+1) -^и(0) + 0 0132?^,,) (15)

Получены уравнения изменения температуры воздуха внутри теплицы /вя

- без ПСС ^ - = 0,035 * {1Им - ) + 0 0029 *Чп (16)

- для абсорбера I = 0 259(/„(,+1) -/е„(,+1))+0 01 +0 01^„ (17)

- для абсорбера 1,П

= 0 1440и(1+1) - гвн(,+ц) + 0 016<ЛогЧ,+1) + 0 009с/„ - (18)

19

Рассчитанные по (17 и 18) почасовые значения температуры воздуха внутри теплицы показали, что она может эффективно функционировать с 15 февраля по 15 ноября Оптимизация размеров конструкции на 1 месяц сокращает отопительный период и в 1,5 раза повышает тепло-аккумулирующую способность теплицы Традиционная система отопления может быть отключена в сутки апреле (14 ч), мае (16 ч), сентябре (14 ч) и октябре(12ч), теплопроизводительность ПСС составит за отопительный период 185кВт ч/м2

с) Для расчета энергоэффективности тепловых аккумуляторов находим потери давления ДР в них по формуле

(19)

аэ 2

где £ - коэффициент сопротивления насадки, Н - высота насыпи, м, у - коэффициент формы зерна, с13 - эквивалентный диаметр, У0 - скорость воздуха, отнесенная ко всему поперечному сечению насадки, м/с, е - порозность насадки, ра - плотность воздуха, кг/мЗ, п - показатель степени, зависящий от критерия Рейнольдса для турбулентного течения, п=2

£ находим из эмпирического выражения £ = 1 <Же~° 2 при 1000<Е.е<10000 йгш = Ю/Ые0 2, =10/3045 2°2 =2 - для гравия, ¿цеол = 10/2926 5°2 = 2,02 -для цеолитов, у=14,16 10"бм2/с - коэффициент кинематической вязкости Значения £ почти одинаковы для обеих насадок, а потери давления составили

АРгая = 90 Па - для гальки ■> Л£)( =147 Па — для цеолитов

На входе в ТА вентилятор должен обеспечить давление АР Мощность вентилятора находим из N = 0 АР/77 Ю3,кВт где Г]= 0,65 0,85 кпд вентилятора, в - массовый расход воздуха, м3/с, С = 0 8м3 / с; Nm,=\l0Bm, ЛГ^ПОАв

Количество тепла, аккумулируемое в насадке, находим по уравнению

а„=«,л2:лг„, (20)

где РИ - площадь насадки, обдуваемая тепловым потоком, м аи - коэффициент теплоотдачи с единицы площади,Вт/м2 К,

М'^Г* 2 ^

,а„г = 10ЪВт!м К,аНи = 12■

аТ м К

где АТп - приращение температуры насадки найдено из уравнений энергии воздуха и насадки

Максимальный перепад температур АТН в начале зарядки и в конце cocíавил у насадки цеолиты - АТи — 4,5 К; галька- АТН ~ 3,2 К Расчет энергоэффективности ТА с разными ТАН ведем по уравнению

mi2

QÍIKK=aH^H'avATH, (21)

преобразуем его, подставляя значения входящих в него параметров dT =0 634 — 'М' av=6¥(\-e)ISc, где co = Vls, Я= О 00047G,

Н\а,ьш = 0 00041G Размерность G задана в [кг/м2ч]

В результате получили уравнение, учитывающее влияние семи переменных на количество аккумулируемого тепла

б» дг. (22)

\е coo

1 IIИII С[>

Уравнение (22) позволяет определить наиболее оптимальный режим аккумуляции тепла в насадках при заданных значениях массового расхода G и скорости V воздуха для разных сочетаний параметров слоя (е,$ср ,i//), при фиксированной плотности и удельной теплоемкости насадки. После подстановки значений са,сн,ри, которые постоянны для определенного вида насадки, в формулу (22) получим

ег=10дйи1 (23) e:r = 8A3 tfr(1_£)rGAr (24)

$ч> V е 8ср

Важными факторами, влияющими на эффективность аккумулятора являются энергетические затраты на фильтрацию теплоносителя через слой и получаемый при этом теплосъем с поверхности насадки В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований в диссертации получена формула энергетической эффективности ТАН £_ 4,6*10У'ЧГАГ . (25)

cu0HHV^[(\- Ai" где е - порозность,<5с/) - средний диаметр зерна насадки, м, с„ - удельная теплоемкость, кДж/кг*К, р„ - удельная плотность насадки, кг/мЗ, Н - высота слоя, м, V - скорость воздушного потока, м/с, у/ - коэффициент формы зерна, ДТН - разность температур насадки в начале и в конце зарядки, Ат - разность времени между началом и окончанием аккумулирования

Полученная формула универсальна, так как позволяет сравнивать между собой различные варианты ТА еще на стадии проектирования с различными параметрами насадки е, у/, 8 ; геометрией слоя Н, F , скоростями движения теплоносителя V, удельной теплоемкостью см и

плотностью насадки рн В нашем случае при известных значениях удельной теплоемкости сн и плотности р гальки и цеолитов формула (25) примет вид

\3 0$°;2е25&Т - для гальки (26), Е= 15 53°р2е15АТ . для цеолитов (27),

Каждый параметр насадки имеет свой энергетический оптимум, у насадки - цеолиты при у/=1,25, ец—0,56, ¥=0,6 м/с, р=2500 кг/мЗ, Е=2 39, что на 30% выше Е гальки, что говорит о более высокой энергоэффективности пористых тел

ф Для расчета энергетических характеристик систем солнечного теплоснабжения (ССТ) КПД, коэффициента замещения /, удельной экономии органического топлива Ав жилого дома рассмотрим схему ССТ жилого дома ( рис 5)

Определим/по формуле / = В2(А/РЖЩ /[1 + В2(Л/Рж) (28)

г де В2 = Рк{та)ЭртХ1\_С1итпотКж(Та-Тсрот% в, = (Тр - Тоб )/(Тр - Г0), 9г = (ТШ11Л'"Х -Тоб)!{Тр -Т0) здесь, ^-коэффициент, учитывающий потери те-гшоты, связанные с прогревом СК, запыления, потерями в трубопроводе X ==0,65-0,7, цот - удельные тепловые потери зданий, кДж/м3*ч*К, пот - число

часов отопительного периода, ч/год, Рж - жилая площадь, м2, Тв - температура воздуха в помещении (Т„ =291 К), Тср от - средняя температура отопительного периода, К, Тр - равновесная температура, К, Тобр - температура обратной воды, К , - температура теплоносителя в системе отопления, К, Кж - объемный коэффициент

Рис 5 Схема системы солнечного теплоснабжения 1 - солнечные коллектора, 2 - бак-аккумулятор горячей воды, 3 - теплообменник, 4 - здание с напольным отоплением, 5 - дублер (источник дополнительной энергии), 6 - пассивная солнечная система отопления, 7 - галечный аккумулятор, 8 - заслонки, 9 - вентилятор, 10 - поток теплого воздуха в здание, 11 - подача рециркуляционного воздуха из здания

В ССТ использованы солнечные коллектора (СК) «Сокол» с характеристиками ^ = 0 92,иь = 4,5Вт!м2 °С, (та)и = 0 85 Данные климатических параметров (г Улан-Удэ, РБ) Та - средняя многолетняя температура по месяцам, Суммарный приход солнечной радиации на наклонную поверхность, Р - число часов солнечного сияния, час/мес, 0,от-нагрузка отопления приведены в табл 2 Исходные данные для расчета ССТ по (28) (9, = 0,835, в2 = 0,35, х = 0.54; (Та)п = 0 84;

с;= 1.1 бВтч/кгК; ибАб /А = 0 8Вт/м2К, Тср = 28Ш , А.Т = 40К, Т0=-27Ъ6К; ¿ = 07, (2т=7 2ЕГДж/чел год, К = 400Вт/м2К , е - 7 кВт ч / .ОДж - удельный расход электроэнергии на гелиоустановку Стоимость электроэнергии Зэ = \Ъ50руб!МВтч, угля 3,„ = 1286руб/ту т, СК-кс = 3500рубIм2, теплообменника- кт = Ъ000руб/м2 Кт = ЪШруб1мг, б£ = 29 ЪГДж-шатая теплота сгорания ут = 0 35 Тоб мах = Ъ2%К,

Г. = 291^;, Го5=29Щ Л = 20Л*2, ^=80*2, /^=0.92, ^ = 0.7,

Результаты расчета f замещения нагрузки отопления сведены в таблицу 2

Таблица 2

сяц е„ ГДж /м' К -Эр, ГДж /мг Э?(ш)„ ^ Вт!мг /С^Р В б, /-

I 9,73 249,7 0,429 0,231 576 111,4 350,5 0,47 0,59 0,37 0,07

II 7,84 254,3 0,572 0,309 783 109,6 355,7 0,79 0,64 0,36 0,13

III 6,26 264,9 0,769 0,415 1053 109,4 374,6 1,32 0,76 0,34 0,25

IV 3,40 276,:3 0,639 0,345 1066,5 89,86 366,1 2,02 0,83 041 0,38

V 1,74 287,4 0,73 0,394 1291,5 84,74 363,9 4,53 0,95 0,48 0,75

VI - 291,4 0,767 0,414 1300,5 88,43 370 - - - -

VII - 294,2 ,717 0,387 1201,5 89,47 374,7 - - - -

VIII - 291,5 0,617 0,333 1170 79,06 367 - - - -

IX 2,14 283,9 0,512 ,276 976,5 78,5 362,4 2,58 0,91 0,47 0,49

X 3,18 273,8 0,563 0,304 778,5 108,4 379,7 1,59 0,84 0,35 0,32

XI 6,51 262,1 0,468 0,253 517,5 135,8 386 0,78 0,76 0,30 0,15

XII 8,89 253,4 0,432 0,233 409,5 158,0 390 0,52 0,72 0,27 0,10

год 50,3 273,6 7,22 3,9 11124 97,38 379,4 1,55 0,31

Оптимальные значения энергетических характеристик ССТ равны объема теплового аккумулятора (уе/ А)тт «0,07м3 /м2', площади теплообменника - (8/А)0пт = 0,25,солнечного коллектора - Аопт =1,3 м2/чел,

расхода теплоносителя гелиоконтура Ог !(Аопт п) = Ъ\кг/мг ч, коэффициента замещения /от =0 47, /г„д =0.31, удельной экономии органического топлива дв = 0,256 т у т/м Коэффициент замещения ССТ органического топлива составил ( самый высокий) в мае -0 75, сентябре - 0 49, при использовании солнечной установки только для г в с- 0 47

В главе IV приведены методики испытаний и полученные результаты экспериментальных данных теплотехнических и гидравлических характеристик опытных образцов СК с теплоносителем вода и воздух, во-до и воздухонагревательных установок (СВНУ-1 и СВНУ-2), тепловых аккумуляторов

Создание устройств для нагрева воды и воздуха солнечной энергией для замещения органического топлива на объектах сельскохозяйственного производства и жилого сектора, для аккумулирования солнечного тепла было одной из целей диссертации, которая достигнута за счет разработок технической документации на изготовление солнечных коллекторов с теплоносителем вода (СК-1), воздух (СК-2), тепловых аккумуляторов (ТА), методик испытаний гелиотехнического оборудования, экспериментальных установок для определения характеристик СК-1, СК-2 и и ТА с различными ТАН

Основное требование, предъявляемое к разрабатываемым СК состоит в уменьшении стоимости, производимого им тепла Для чего нужно выполнить 3 условия увеличить срок службы, уменьшить вес и металлоемкость, повысить теплотехническую эффективность Первое условие очевидно, второе учтено в конструкциях СК-1,СК-2,СК-3, а показатели их теплотехнической эффективности определены опытным и аналитическим путем

Особенностью конструкции СК-1, СК-2 являются то, что в них учтены установленные оптимальные значения толщины воздушной прослойки 8ВП = 20 мм, - теплоизоляции дна корпуса 6ИЗ = 40 мм, - деревянных досок (корпус) 8 двр= 30 мм

Теплоприемник выполнен из тонколистового алюминия (0,4 мм) с отформованными каналами, в которые уложен регистр из металлопла-стиковых труб (0=1/2'). Светопрозрачное покрытие - радиационно-стойкий поликарбонат 'Ъехап" (4мм) В результате тепловых испытаний СК-1 определена теплотехническая эффективность СК, которая найдена из уравнения теплового баланса СК

ево„ =р;![Эр(та)~и,(Тг-Та)], (29)

где: <2„т - полезная тепловая мощность СК, Вт/м2, Эр - плотность потока суммарной солнечной радиации в плоскости коллектора, Вт/м2, т - пропускатель-ная способность прозрачной изоляции, а - поглощательная способность пане-

ли коллектора, <У£ - общий коэффициент тепловых потерь, Вт/(м2К), Тт - средняя температура теплоносителя в коллекторе, Та - температура окружающего воздуха, Р'ц - коэффициент эффективности поглощающей панели, учитывающий то обстоятельство, что средняя температура панели всегда выше средней температуры жидкости

КПД СК в стационарных условиях равен • ,, Тт -Т ^ (30)

При испытаниях СК результаты эксперимента обрабатывались в виде линейной зависимости 77 = 770-КТ*, Здесь щ0 = Рк(та) - эффективный оптический кпд, К = Рк /У/. - эффективный коэффициент теплопотерь,

г =(ТГ-Та)/Эр, Км2/Вт

где Тт - средняя температура теплоносителя, К, Та - температура окружающего воздуха, К

Значения Рк(та) и Рк11ь,Вт/м2К СК разных конструкций приведены в таблице 3.

_ _ _ _ __Таблица 3

№ Типы конструкций СК ИкСш) Ркиь Вт/мгК

1 Неселективный плоский солнечный коллектор без остекления 0,95 15

2 То же с однослойным остеклением 0,85 7

3 То же с двухслойным остеклением 0,75 5

4 Селективный плоский солнечный коллектор с однослойным остеклением 0,8 3,5

5 Вакуумированный стеклянный трубчатый коллектор 0,75 2,0

6 СК НПО «Машиностроение» (с се-лект покр) 0,81 4,1

При испытании СК зависимость ;/ - от отношения А Т температур теплоносителя на входе в СК и Т„ температуры окружающего воздуха, к приходу Эр на наклонную поверхность СК получили на испытательном стенде В эксперименте измерялись С, Эр Та, V, Твх и Твых температуры теплоносителя Характеристика СК-1 получена в виде прямой линией, точка ее пересечения с вертикальной осью соответствует оптическому КПД Ц0=Рк{та)п =Кв=0 96 0 67=064 , а тангенс угла наклона прямой к

горизонтальной оси - эффективному коэффициенту теплопотерь £/¿7*^=-Кк= -0 96 (-5 06) =4 85Вт/м2 Полученные значения характеристик СК-1 сравнивались со значениями Рц^ и Ря коллекторов (таблица 3)

Как видим разработанная конструкция СК-1 соответствует данным неселективного плоского СК с двухслойным остеклением и уравнение

эффективности для коллектора СК-1 запишется как.

т? = 7?а-Р11*иь*Тж =0,64-4,85* Т" (31)

Для определения коэффициента аэродинамического сопротивления трения рабочей камеры солнечного воздухонагревателя (СК-2) разработана экспериментальная установка (ЭУ-1) (рис 6) Общие потери давления в СК-2 АРобщ состоят из потерь давления входного АРвх, выходного АРвых участков и рабочей камеры ДРК В экспериментах при

постоянных значениях площади поперечного сечения входного участка, гидравлического диаметра в рабочей камере и различных скоростях воздушного потока измеряли АРабщ В результате обработки измерений

получили следующую зависимость р. = *006 ,

Рис 6 Схема экспериментальной установки для определения характеристик солнечного воздухонагревателя 1 - лабораторный автотрансформатор, 2 - вентилятор, 3 - гибкие рукава, 4 - труба Вентури, 5 - трубка Прандтля с микроманометром, 6 - штуцеры для отбора давления, 7 - рабочая камера солнечного воздухонагревателя, 8 - свегопрозрачное покрытие, 9 - теплоприемник, 10 - микроманометр

Для определения теплотехнических характеристик термосифонной солнечной водонагревательной установки (СВНУ-1) был изготовлен опытный образец, который состоит из СК-3 единой площадью 8 м2 и ТА на 0,5 м3 СВНУ-1 была испытана и внедрена в пансионате "Колос" на берегу оз Байкал При испытании определены, время зарядки ТА, часовые изменения энергоемкости ТА и падение температуры в ночное время по слоям стратификации I, II, III Время зарядки ТА по трем слоям стратификации составило I -5 ч, II -6 ч; III -7 ч,

Температура воды ТА в установившемся режиме по слоям составила I - 325К, II - 322К, III - 316К Результаты изменения температуры по трем слоям в дневное и ночное время приведены на графике (рис 10). Количество аккумулируемого тепла составила 15372 Вт ч В ночное

26

время при Тнар=278-288 К падение температуры в ТА составляет по всем 3 зонам до 6°С

Бремя, ч

Рис 10 Изменение температуры в тепловом аккумуляторе по зонам I, II, III в дневное и ночное время, IV - изменение температуры наружного воздуха

Суточное количество полезного тепла, вырабатываемое СВНУ-1 составило 21434 Втч, а энергоемкости теплового аккумулятора (суточного количества аккумулируемого тепла) - 15372 Для проверки достоверности полученных опытным путем теплотехнических характеристик СВНУ-1 рассчитаны количество полезного тепла, вырабатываемое СВНУ за световой день, среднесуточный КПД СК-3 , СВНУ-1 и ТА Количество полезного тепла, дпол, Вт/ч, вырабатываемого СВНУ-1 в часовом интервале за световой день находим по формуле-

(32)

Я»ол=тСР еХР

(ТР-ТЙХ)

р ;

где т - удельный расход теплоносителя, кг/м2сек, ср - изобарная теплоемкость теплоносителя, Дж/кгК, Твх - температура теплоносителя на входе в СК, К, Чц -полный коэффициент теплопотерь, Вт/ м2К, - коэффициент, характеризующий эффективность переноса тепла от пластины СК к теплоносителю, Тр - равновесная температура

Уравнение (33) равновесной температуры Тр (возрастание АТ=Тр-Та за 1 час) СК получено для следующих условий {//_ + (тср)е = 7 Вт ч/°С, (тср) \ = 9, 28 Вт ч/°С, в = 8л/ч, и>

ехр

(тср)'е

= 0 583

ДГ =

Дифференциальное уравнение для расчета Твых=Ттаст имеет вид

с1Т

йх

(33)

(34)

Член в квадратных скобках представляет эффективную теплоемкость СК Значения цск, чакк, Цба находим из уравнений

„ (35),в.=1/ с,(Г,-Т.) (36), Г!ы=и*Ср{ТЛ Тех)> (37>

ТО ~ т 1=1

для исходных данных начальная температура в баке равна начальной температуре окружающей среды Т Аск=8м2, и6ака=500 л,

Ср = 4190 Дж/кг ' С

Сравнение расчетных часовых суточных значений СВНУ-1 Чак ' 'Чек > Лба > О. по.п с экспериментальными данными (табл 4), показывает их высокую сходимость цтя, вырабатываемого СК-3 составило 21434

Втч, расчетное - 21835, % ошибки 1,8, количество аккумулируемого гепла (энергоемкость) ТА составило 15372 Втч, расчетное - 15364, % ошибки 0,05, т]ск СК-3 цэкс„=0,41, Г1расч~0,42, % ошибки 2 4, КПД

СВНУ-1 составил' „ = 15372 _ 0 3 Псвну 51544 '

Таблица 4

Время Солн радиация,Вт ч Т,ь«,°С Т "С Q«kk,BT*4 Qn»,„BT*4

эт -Эр Э=(т)„ расч эксп расч эксп расч эксп расч эксп

9-10 4376 2276 26,6 24 23,4 22,0 2610 2113,9 2298,2 2250,5

10-11 6416 4379,2 38,3 34 35 32,0 2697 2498,3 3194 3293,6

11-12 7600 5168,0 48,5 45 47,4 43,7 3016 3265,6 3613,6 3769,6

1 г-13 7976 5423,2 54,8 52 54,1 50,4 3451 3651,5 3617,6 3583

11-14 7648 5200 57,8 55 56,8 54,0 2218,5 2690,2 3293,6 3259

14-15 6672 4536,8 57,5 57 57,4 56,0 1255,7 1152,8 27,20 2638

1V16 5192 3530,4 56,0 55 56,0 54,0 58 - 1947,2 1813,4

1(5-17 3576 2431,2 47 4 51 51,7 50,0 58 - 1151,2 835,3

1MB 2088 1420,0 44,7 42 48,6 49,0 - - - 51,93

Итого 51544 15364 15372 21835 21434

В результате испытания теплового аккумулятора определены на разработанной экспериментальной установке ЭУ-3 (рис 7) характеристики ТАН аэродинамическое сопротивление £ и потери напора по высот е насадок, получены кривые изменения температуры насадки Т„ас в режиме аккумулирования и разрядки ТА При проведении эксперимента замерялись динамическое Ра„и, статическое Рст, и полное давление По динамическому давлению определялась скорость воздушного потока Для расчета коэффициента сопротивления пользовались уравнением, составленным для переходной и турбулентной областей фильтрации.

(38)

(1 -sf-n .,,з-„

-V

5 2

где п =2 -показатель степени, зависящий от критерия Рейнольдса для турбулентного режима течения

В диссертации экспериментально определены характеристики ТАН «галька» и «цеолиты» коэффициент формы зерна ц/ (у/гал=1 12 Щео.п=2 14), эквивалентный диаметр частиц 5э=0 028 м и порозность зерен е (егт-0 54, етол=0 56) Основные характеристики ТАН потери давления по высоте насадок АР, высота слоя Н, эквивалентный диаметр частиц, порозность зерен связаны с аэродинамическим сопротивлением ^уравнением 2АPd,s3 ; (39)

Значения высоты слоя Н и эквивалентного диаметра частиц для ЭУ-3 заранее подбирались, а е, у/, и рв были постоянными Обработка экспериментальных данных дала следующий вид связи между § и Re <f = 10Re"02 при 103<Re< 104

Рис 7 Схема экспериментальной установки ЭУ-3 1 - вентилятор , 2 - расходомер Вентури, 3 - дифференциальная напорная трубка, 4 - воздуховод с насадкой, 5 - манометр дифференциальный для расходомера Вентури, 6 - манометр дифференциальный для насадки

Для определения гидравлической и теплообменной характеристик ТАН СВНУ-2 были разработаны опытные образцы ТА Экспериментальная установка состоит из СК-2 (4м2-каждый), двух ТА (один с насадкой - цеолиты, другой - галька), осевых (1,25ЭВ-2,8-327044) и центробежных вентиляторов ВЦ-4-75-2 5 Данные получены при испытании ТА в режимах зарядки и разрядки и по ним построены кривые изменения температуры насадки в режиме аккумулирования и разрядки (рис 8) Динамика изменения температуры по слоям насадки цеолиты и галька в зависимости от времени аккумулирования неодинакова больший температурный градиент у насадки « цеолиты» ДТ = 4,3 К - экспериментальный (4,5 К - расчетный) - у насадки -галька ДТ = 3 К - экспериментальный (3,2 К - расчетный) Экспериментальные и расчетные данные дают расхождение в пределах 5%

284 -- ЛТГ=3 |------)----------

.,-280... .1. "^У' а ——----— 6--—

Т2""1"3""14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 ^

□ ч

—•— Цеолиты — ♦ — Галька

Рис.8. Кривые зависимости температуры насадки от времени в режиме: а - аккумулирования, б - разрядки. В главе V приведены результаты расчетов: теплотехнических характеристик вентиляционно-отопительных установок, солнечных систем теплоснабжения и технико-экономической эффективности их внедрения в разработанных проектах фермерского хозяйства, фермы-теплицы для ЛПХ, экодома и экопоселения.

Мощность ВОУ отопления фермы £на 12коров, 7 телят и 14 голов молодняка) <2виу =28.4кВт определена при вен =14°С;6>„ = -37°С по (1)

для данных ограждающих конструкций: 3стеи=138м2; 3,жт=3.6м2;

8,ют„л=190м2; Бпояа=14бм2 КоР, кДж/°С ч: к^-З; к^^-0,38;

К0Копи=~3>'

Результаты расчета: Е = 10.5кВт; т()ж= 17.4кВт ()исп=1.17кВт;

Расчет нагрузки теплоснабжения Ь фермы, состоящей из нагрузок отопления - 183.76 ГДж, горячего водоснабжения (г.в.с) -3.86 ГДж и теплого водопоения животных-8.25ГДж проведен для 6013.4 градусо-дней отопительного периода для п. Иволгинск РБ Забайкалья.

Мощность (<2ВОу-21кВт) ВОУ отопления теплицы площадью 100

м2 найдена для <2ы = 22°С, (рт = 75% и 9и = -37°С из уравнения тепло-влажностного баланса, слагаемые его равны: V*: Р = У^А.=275,4Вт/°С'

е11И# = 1.38кйя; Е 6^=16.25 кВт; г.с-Ь{вт-д1,) = 2.2кВт, 0^ = 1.ЪкВт.

Расчет нагрузки теплоснабжения Ь теплицы, состоящей из нагрузок отопления 260.2 ГДж, г.в.с 42.86 ГДж проведен помесячно также для 6013.4 градусо-дней отопительного периода.

Для солнечных систем с теплоносителем воздух для отопления фермы и теплицы используем разработанные солнечные коллектора СК-2,

АТГ=3 I V --- ----

Г АТ«= Ьк—г 4, ' а 6

значения их характеристик Ркиь = 0 685 и = 4 08 определены

в результате испытаний Вместимость галечного ТА берем 0 25 м3 гальки на 1 м2 СК Результаты расчета солнечных систем фермы и теплицы

- Доля замещения / гелиосистемой(8=10м2) нагрузки г в с, теплого во-допоения для фермы составит 0.65, в теплице (соответственно Б =4м2) нагрузки г в с- 0 4

- Доля замещения / нагрузки отопления фермы солнечной системой (с теплоносителем воздух) площадью СК-2 50 м2 составит 0.22 ( полезно выработанное тепло- <2„ол= 41 63 ГДж), теплицы - /= 0 384 (2„ш, =54ГДж)

Фермерское хозяйство представляет собой единый комплекс совмещенный вариант фермы-теплицы площадью 557 2 м2 на 12 коров, 7телят и 14 голов молодняка, жилой дом (80 м2), хозяйственный блок

Для отопления запроектированы солнечные системы отопления (ССО)

• на молочной ферме ССО на базе СК-2 с теплоносителем воздух площадью 50 м2 с коэффициентом замещения / = 22% (40 4 ГДж) из 183 75 ГДж потребной

• в теплице оптимальная ориентация ограждающих конструкций, совмещенных с тепловыми аккумуляторами обеспечит дополнительно 120 1 ГДж (46%)

• в жилом доме фермера доля замещения /ССО на базе СК «Сокол» (Э= 25 м2) с теплоносителем вода составит 31% (15 6) ГДж

Для г в с фермерского хозяйства (Ьгвс—92 7 ГДж) также будут использованы солнечные системы с СК «Сокол», за счет которых обеспечится 50 14 ГДж нагрузки г в с. из потребных 92 68 /нагрузки отопления и г в с фермы, теплицы и жилого дома за счет использования активных ССТ и аккумуляции ТА избыточного тепла составит 0 5 (294 27 ГДж) из 587 16 потребной

Слагаемые уравнения теплового баланса для ПСС для обогрева помещения для молочных коров те же, что и для теплицы (8), кроме (2Ж-тепловыделений животных В качестве ограждающих конструкций пола, потолка, стен берем тот же материал, что и для теплицы. Исходные данные, формулы температуры внутренних поверхностей

= о 765 гв + О 235 г„, т'„"отт = 0 785 /. + 0 215 , = 0 78 I, + 0 21 /„,

^,„ = 19^, Ртт=П2м\ Рот-Ъ6м\ ат = 8 1Вт! м2 С, ■¡сЬ = 0 61 кВт С, <2Ж=П 4кВт

После подстановки исходных данных в уравнение теплового баланса для закрытой ПСС (8) и преобразований получена формула определения теплопроизводительности ПСС для фермы

вт = 0 53(г„ог/, - кВт чГС (40)

В формуле (40) для расчета изменения температуры воздуха в пограничном слое * ПСС получено уравнение-

"'«м = 0 568(^(-+о ■"^(;)) + 0 02?а5и„ет(1+,) (41)

Получены уравнения изменения температуры воздуха внутри фермы

- без ПСС Кнм - = 0 4(г„ы - ) + 0 06^, + 5 2 (42)

- с ПСС гвн(1-и) - и(1= 0.403(1,1(1+1) - 1вн(1))+0 015^1(г+|)+0 006я„+5 23 (43)

Теплопроизводительность ПСС площадью 50 м2 составит за отопительный период 12251кВт ч Всего по фермерскому хозяйству может быть сэкономлено за год 12 24 т у т органического топлива и предотвращен выброс 34т углекислого газа.

Для определения численных значений коэффициентов передаточных функций помещения молочной фермы находим значения регулирующих параметров температуры приточного воздуха впр и подачи вентиляторов Ь в равновесном состоянии из преобразованной системы линейных уравнений (9) по Лапласу при нулевых начальных условиях После подстановки числовых значения величин, входящих в уравнение (9) КоР=740 6 кДж/ч °С, а2 =0 495, Ъ2 =-0 61,с2=54 3, а3=0 0222, Ъ3=- 1792 64 ,

Ри=95 м2; а1=0 0222, Ь]=-0 0162, С[=7 357, статистические характеристики в окрестности точки, соответствующей оптимальному режиму, выразятся зависимостями

"в„ = -3 73 + 2 5ЫИ - 0 48(9,, + 0 126(9,,йИ, ^ 11222 3 \ ~ 6 86-й,,

Как показали исследования нормируемая влажность 70% при Ь-сопэ1 (в нашем случае 11963 м3/ч) будет обеспечиваться только при очень низких температурах наружного воздуха (до - 15°С) для Байкальского региона Для поддержания оптимальных параметров микроклимата 0вн=14°С, (р=70% выявим значения регулирующих параметров - впр и Ь в равновесном состоянии Для чего вычислим значения передаточных функций по уравнениям ( 9,Глава II) в диапазоне температур наружного воздуха от 0 до -36°С через 6 °С применительно к отопительному периоду года и сведем в таблицу 5

Показатели,0ц,°С -36 -30 -24 -18 -12 -6

d„, г/кг 03 03 04 07 1 2 1 6

L , м3/час 1200 1200 1250 1300 1400 1500

Р, кВт 21 0 1S 16 12 8 5 45

К,2, °С/кг/час -0 094 -0 077 -0 087 -0 061 -0 019 -0 005

К22 ,%/кг/час 2 31 2 29 2 32 2 41 -0 63 -0 36

К21 ,%/°С -0 14 -0 14 -0 14 -0 152 -0 0265 0015

К„ кВт/°С 4 25 4 25 621 6 11 3 77 3 32

Wumjh 4 6 10"3 4610' 4 6 10"3 3 67 103 0 8 И"4 0 8 Iff4

Т].час 0 35 0 35 0 50 0 49 0 25 021

Т2час 0 21 021 0 2! 0 19 0 19 0 13

В расчетах зимней вентиляции, независимо от регулируемого параметра, величина наружной температуры в течение всего отопительного периода принимается постоянной -28°С для РБ Как видим из табл 5 диапазон изменения подачи вентиляторов должен составить два интервала от 0.3 до 0.7 г/кг и от 0 7 до 1 6 г/кг Отношение ступеней изменения подачи вентиляторов составил 1 1 2, т е будет использована одна ступень вентилятора с подачей L =1200 м3/ч в диапазоне температур от -36 до 18°С и вторая с L = 1400 мЧч от-18 до -6°С

Автономное электрообеспечение с использованием установок ВЭ фермерского хозяйства обосновано для питания силовой и осветительной нагрузки, которая составляет 25 6 кВт (силовая -23 6, осветитель-ная-2). Электроснабжение автономных потребителей в удаленных районах Сибири в настоящее время решается за счет дизельных электростанций (ДЭС), которые работают в режиме максимальной нагрузки и стоимость выработки электроэнергии ДЭС достигает 6-8 руб за кВт ч Потребление топлива ДЭС может быть снижено при введении в энергосистему установок ветроэлектрической (ВЭУ) и фотоэлектрической (ФЭУ)

Основные объекты электроснабжения хозяйства дом, ферма, кормоцех, электронасосная станция Годовой расход электроэнергии составит 83071 кВтч, из них 74 5% идет на подогрев вентиляционного воздуха, нагрев воды, если исключить подогрев воздуха в электрокалориферах, применив теплогенераторы на органическом топливе с ССТ, то расход электроэнергии составит 21160 кВт ч, для чего рекомендована комбинированная установка ФВЭУ мощностью 8 кВт и резервная ДЭС мощностью 8 кВт

Мощность отопления фермы ЛПХ (для 6 коров, 4 телят, 5 голов молодняка) составляет 18 2 кВт Годовая потребность гибридной фермы-теплицы и жилого дома для ЛПХ - мощности, кВт электрической - 14, тепловой - 45 5,- энергии, кВтч электрической-13065, тепловой -

132266.7 Силовая нагрузка фермы, теплицы, жилого дома ЛПХ составит 12 кВт, осветительная - 1 2 кВт

Годовой расход электроэнергии ЛПХ составит, кВт ч в жилом доме - 1825, в мастерских, электронасос в скважине -5000, на приточную вентиляцию-3240, на подогрев вентиляционного воздуха в помещении фермы и нагрев воды для технологических нужд фермы и теплого во-допоения животных - 3095 Объемы, получаемых за счет ССТ и ФЭУ составят, кВт ч электрической- 8450, тепловой- 75350 7 (57% замещения нагрузки теплоснабжения)

Экодом представляет собой одноэтажный дом с мансардой, имеющий зимний сад, гравийный аккумулятор тепла, установки раздельной очистки сточной воды от кухни и ванной Стены при толщине 0 77м имеют сопротивление теплопередаче 4 8мг " С!Вт Общая площадь дома 146 м2, пассивной солнечной системы - 25 м2

На рисунке 9 изображены кривые нагрузки теплоснабжения экодома в условиях п Гремячинск Прибайкальского района РБ и выработки тепловой энергии солнечными системами на базе СК «Сокол»(8=20 м2) и ПСС При потребном количестве электроэнергии в 27052 кВт ч в год будут использованы 50 шт солнечных модулей МБ1№г-100 общей мощностью 5 кВт ( 8734 кВт ч) и ветроустановка «БРИЗ-5000»( 8660 кВт ч), Потребное количество, кВтч- тепловой энергии - 28945,4, выработка тепла составит - (ССТ из 20 м2 СК и ПСС 25 м2) 18798 4

5000 4500 4000 3500 £ 3000 2500 а- 2000 1500 1000 500

о

■м—{-^ЧЯзбытМЮтепла, вырабатываемые СКии сгеКйй Тромба и ш IV V

—ф-потребности горячего водоснабжения

—□— кривая потребности в тепле (ГВС+отопление) —- полезное тепло, вырабатываемое СК 8=20 м кв —-О— полезное тепло вырабатываемое стеной Тромба Я=25 м кв

—~Ж " суммарное полезное количество тепловой энергии, вырабатываемое СК (8=20 м кв) и

стеной Тромба ($=25 м ка) —О1 — недостаток тепла

Рис 9, Кривые нагрузки теплоснабжения и выработки тепла ССТ в экодоме п Гремячинск

4 "Оч

.о , -с

ж- —1 — -ж— - -ж-. "•Ж— ж гт' Г* " ж— - ж Ч-Ж"

V \ / ъ

• - -*х> & «иг

у \ / -

—ц— * -X" —♦— ¿л

—V , Т ж— — — -

Технико-экономические показатели солнечной теплицы приведены в таблице 6 В солнечной теплице себестоимость выработки тепловой энергии составит 1408 руб/Гкал и 520 руб/м2, что в 1 5 раза ниже по сравнению с теплицей , традиционно отапливаемой котлом типа "Жарок" на угле Годовой технико-экономический эффект от внедрения ССТ равен 117032 руб , срок окупаемости 5-6 лет

Таблица 6

Показатели Заявляемый проект Наименование аналогов - теплиц

С котлом типа "Жарок" Солнечная теплица АН Монголии

Тешюпотребление, Гкал 22 56 40

Удельные капзатраты , руб/Гкал 1891 7142 1300

Годовые эксплуат расходы, руб 36720 116381 56720

Себестоимость теплообеспечения 1408 руб/Гкал 2095 1751

521 2 руб/квм 1173 847

Технико-экономические показатели эффективности сооружения экопоселения с энергосберегающими технологиями на базе ВИЭ

в Байкальском регионе Проведенные теплотехнические расчеты нагрузок энергообеспечения солнечных теплиц, ферм, жилых домов позволили выбрать, исходя из технического потенциала солнечных и ветровых ресурсов Прибайкальского и Заиграевского районов Байкальской природной территории энергоустановки на базе ВИЭ, обеспечивающие рациональные режимы функционирования технологических процессов на ферме, теплице, систем жизнеобеспечения жилых домов, а также выявить их энергетическую эффективность

В экопоселении на 25 га предполагается сооружение теплиц площадью 2000 м2 из сблокированных в виде подковы в юго-западном направлении 20 модулей по 100 м2,120 жилых экодома, гибридной фермы-теплицы для ЛПХ.

Годовая потребность экопоселения по заявляемому проекту мощности, МВт электрической - 3 54 , тепловой-9 43, энергии, кВт ч электрической-13 2000, тепловой -13318971 Всего будет введено с учетом фермерского хозяйства, 1 ЛПХ 5948 3 кВт мощности, из них- тепловой- 5693 3, электрической-55, Капитальные затраты на оборудование ВЭ составят 135 млн рублей Экономический эффект составит по выработке тепловой энергии 7584 8 Гкал на сумму 15млн 169 тыс. рублей в год (при стоимости 2000 руб/Гкал), замещению органического топлива источниками ВИЭ/= 66 5%, экономии сжигания угля- 1256 тут, 026899 1т/г, срок окупаемости -5лет, предотвращение выбросов С02 составит 3360 т/год

Энергоэффективность использования ССТ на базе солнечных коллекторов и стеклопакетов в инфраструктуре сел РБ Забайкалья Технико-экономический расчет замещения тепловой нагрузки отопления и г в с солнечной энергией проведен для объектов сельского хозяйства и инфраструктуры сел Бурятии при существующей структуре теплопотребления Снижение потерь тепла в зданиях - одно из наиболее эффективных мероприятий по уменьшению расходов энергии, для чего в первую очередь необходимо широко использовать энергосберегающие стеклопакеты и солнечные системы теплоснабжения В районах с отопительным периодом свыше 7500°С-дней и стоимостью 1 Гкал до 3200 руб /Гкал ниже и срок окупаемости стеклопакетов до 2 лет, при широком их внедрении в инфраструктуре сел сельских районов РБ экономия составит 4090б Гкал тепловой энергии на сумму 45 млн рублей, Технический потенциал солнечной энергии составляет по РБ 23 1 10бГкал, использование 5 6% (1 3 10б Гкал) для горячего водоснабжения и 3 3 % (0 77 10бГкал) для отопления существующих объектов сельского хозяйства и инфраструктуры села позволит сэкономить 79 71 тыс т у т и предотвратить выброс 220 2 тыс т С02

Технико-экономические показатели эффективности внедрения энергосберегающих технологий на базе ВИЗ на объектах БПТ Предполагается внедрение 12 проектов по разработанным энергосберегающим технологиям на базе ВИЭ* 3 фермерских хозяйств, 5 гибридных фермы-теплиц для ЛПХ, трех турбаз, экопоселения Себестоимость выработки 1 Гкал тепловой энергии энергоустановками ВЭ составит, руб/Гк.ш ПСС -2787,ССТ на базе СК с теплоносителем вода-воздух -3559, тепловые аккумуляторы (совмещенные с ограждающими конструкциями) -2648, тепловые аккумуляторы с теплоносителем вода 2800,открытая ПСС в виде оранжереи-буферной зоны - 2400. Себестоимость электрической энергии составит, руб/ кВтч ФЭУ-6.625, ВЭУ-1 59,

В случае реализации вышеуказанных проектов будет введено 6474,45 кВт мощностей, что в год составит выработку 561754 кВтч электрической энергии и 8338318 кВт ч тепловой, экономия от внедрения этих проектов составит 1762,7т у т/г угля, что позволит предотвратить выброс 4865т С02/г Экономический эффект от замещения органического топлива солнечными системами составит 7137 Гкал на сумму 17 млн руб/г, и экономии 9 бмлн т/г кислорода .

Основные выводы и результаты исследований

Работа представляет законченное исследование, в котором дано научно-техническое и методологическое обоснование и решение важной научно-технической проблемы создания энергоэффективных экологически чистых технологий, гелиотехнического оборудования для производства сельскохозяйственной продукции Проведенные исследования позволили сформулировать основные выводы и рекомендации

1 Разработанный метод моделирования биотехнической системы жизнеобеспечения молочных коров позволил обосновать минимум приведенных затрат на получение максимальной продуктивности при температуре вви=14°С и влажности (рт =70% Выбор любого значения мощности ВОУ, отличного от установленных оптимальных значений параметров микроклимата вв„ и <реи вызывает увеличение затрат до 8-10%.

2 Технологии на базе ВИЭ отвечают требованиям надежного автономного энергообеспечения инфраструктуры сел, ЛПХ и объектов сельского хозяйства, а также экологическим требованиям по предотвращению выбросов углекислого газа энергоустановками

3. Динамические характеристики, полученные по моделям математического описания передаточных функций по прямым и перекрестным каналам распространения возмущающих воздействий, позволили обосновать рациональные режимы работы ВОУ для поддержания оптимальных значений ввн =14°С, <рвн =70 %

4. Разработан метод расчета оптимальной конструкции солнечной теплицы, совмещенной с тепловыми аккумуляторами, что позволяет обеспечить максимальный приход солнечной радиации и экономию до 40% материалов ограждающих конструкций, аккумулирования в них более 45 тысяч кВт ч избыточного солнечного тепла

5. Разработанная методика определения теплопроизводительности пассивных солнечных систем (ПСС) позволила получить уточненные инженерные уравнения для расчета температуры внутри теплицы и фермы по сезонам года

6.Разработан метод расчета энергоэффективности тепловых аккумуляторов с теплоаккумулирующими насадками (ТАН) Впервые получено уравнение, учитывающее влияние ряда переменных на количество аккумулируемого тепла расход G и скорость Гвоздуха, порозность е, диаметр дср, форма зерна у/, плотность и удельная теплоемкость ТАН Уравнение позволяет определить оптимальный режим аккумуляции тепла и оптимальную геометрию слоя (высоту Н и поперечное сечение аккумулятора F)

7. Получены уточненные значения характеристик солнечных систем теплоснабжения дома объема бака-аккумулятора, площади солнечного коллектора и теплообменника, расхода теплоносителя гелиоконтура, коэффициента замещения солнечной энергией оргтоплива и удельной экономии его

8. Разработаны солнечные коллектора с теплоносителем вода (СК-1), воздух (СК-2) и методики их испытаний, получены уравнения кривых КПД- 11 = 71о-Рни1 Тж =0,64-4,85 Г (для СК-1),

т] = 0,685 - 4,08Т* (для СК-2)

9. Получены на экспериментальных установках ЭУ-1 и ЭУ-2 гидравлические характеристики количественные зависимости аэродинамического сопротивления £ рабочей камеры СК-2 от критерия Ие р = 1006

ь Яе

и аэродинамического сопротивления теплоаккумулирующей насадки (ТАН) от от критерия Ке ; 4 = ЮКе-02

10. Разработаны методики определения гидравлических характеристик ТАН в солнечной воздухонагревательной установке (СВНУ-2) По данным эксперимента получены уравнения Твых выходящего воздуха из ТАН в режимах разрядки Твых —.3 63(0 332ТНАС - 0 057ТНАР) - гальки и Твых =2 27(0 4997Тнм - 0 057ТНАР) - цеолитов, и зарядки Тшс =1 19 Тнасо+0 19ТВх - гальки; Тнлс = 1 \ЪТНАСо + 0 1ЪТВХ- цеолитов

11. Разработаны энергоэффективные технологии с активными и пассивными солнечными системами теплоснабжения (ССТ и ПСС), позволяющие применительно к фермерскому хозяйству, за год сэкономить 12 24 т у т органического топлива и предотвратить выброс 34 т С02

12. Разработана энергоэффективная солнечная теплица, в которой себестоимость выработки тепловой энергии составит 520 руб/м2, что в 2 2 раза ниже по сравнению с теплицей, традиционно отапливаемой котлом типа "Жарок" на угле

13 Перспективное создание в Байкальском регионе экопоселения площадью 25 га двух комплексов теплиц площадью по 1000 м2, 120 жилых экодома, гибридной фермы- теплицы для ЛПХ, одного фермерского хозяйства позволит выработать установками ВЭ 7584 8 Гкал тепловой энергии, достичь экономии органического топлива до 1256 тут, сжигания кислорода до 6899 1 т/год и предотвратить выбросы С02 до 3360 т/год

14. Технико-экономический расчет эффективности внедрения солнечных систем теплоснабжения показал, что использование 8 9% (2 07 10б Гкал) технического потенциала солнечной энергии для г в с и отопления существующих объектов сельского хозяйства, инфраструк-

туры села и реализация 12 проектов в Байкальской природной территории позволит предотвратить сжигание 81472.7 т у т/г и выброс 225 1 тыс г С02,что внесет значительный вклад в развитие экономики агропромышленного комплекса и улучшения экологической обстановки региона

Основные положения диссертации отражены в следующих работах:

1 Тайсаева ВТК проблеме использования экологически чистых возобновляемых источников энергии в Сибири и на Дальнем Востоке Материалы П Межд научной конф «Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона» /Под ред В Т Тайсаевой - Улан-Удэ, 2004 - С 73-76

2 Тайсаева В Т Перспективы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Байкальском регионе // Теплоэнергетика -2001 — №2 - С 17-20

3 Тайсаева В Т , Мазаев Л Р Нетрадиционные возобновляемые источники энергии Расчет энергетических показателей - Улан-Удэ Изд-во БГСХА, 2002 - 106 с

4 Тайсаева В Т Возможности энергосбережения в Республике Бурятия /Тезисы докладов Международной научно-техн конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве», 5-7 октября 1998 г - М ВИЭСХ, Часть I

5 Использование солнечной энергии для горячего водоснабжения в сельском хозяйстве Новосибирской области Метод рекомендации /Подг В Т. Тайсаева - Новосибирск ВАСХНИЛ Сиб отделение Си-6ИМЭ, 1990 - 84 с

6 Тайсаева В Т , Мазаев Л Р и др Концепция развития нетрадиционной энергетики для теплоснабжения г Улан-Удэ /Тезисы докладов Международной научно-техн конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (5-7окт 1998 г) - М Изд-во ВИЭСХ. - Часть II -С 183-185

7 Тайсаева В Т Технический потенциал возобновляемых источников энергии Байкальского региона /Инф бюлл «Возобновляемая энергия» — М Изд-во «Интерсоларцентр», 2001

Проект в рамках подготовки Российской программы развития ВИЭ по Глобальному экологическому фонду удостоен 10 июля 2007 г в г Вена экспертным институтом «Глобальный мир экономики» почетным диплома GLOBAL WORLD ECONOMIC AWARD (За заслуги в экономике Глобального мира») с вручением приза «ECONOMIC DEVELOPMENT ACHIEVEMENTS» на состоявшемся отборочном конкурсе среди стран СНГ в области науки, экономики и искусства

8 Тайсаева В Т Разработка демонстрационных объектов по развитию ВИЭ Байкальской природной территории Development of demonstration objeects on development RE ofthe Baikal natural territory В сб статей «Российская программа развития возобновляемых источников энергии» /Международный научно-технический семинар - Рыбинск, 2004 - С 19-21

9 Тайсаева В Т , Мазаев JIР , Хальхаев Г В Определение теплотехнических характеристик солнечной водонагревательной установки Возобновляемая энергия для сельского хозяйства/ Сб трудов Международной научно-технической конференции - М , 2003

10 Тайсаева В Т, Дашибалова JI Т, Мазаев JI Р, Хальхаев Г В Определение характеристик теплоаккумулирующей насадки теплового аккумулятора солнечной установки /Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона Материалы II Межд научной конф /Под ред В Т Тайсаевой - Улан-Удэ, 2004

11 Отчет НИОКР Разработка и изготовление опытных образцов солнечных коллекторов с теплоносителем вода и воздух на базе композитов из местного сырья и отходов производства /Руководитель ВТ Тайсаева - Улан-Удэ, 2001 - инв № 02 200 202236, Per № 01200204215

12 Тайсаева В Т Экспериментально-статистический метод получения математических моделей биотехнической системы микроклимата Восточной Сибири /Сибирский вестник сельскохозяйственной науки -1987 -№2-С 74-80

13 Тайсаева В Т Солнечное теплоснабжение в условиях Сибири. Монография - Улан-Удэ Изд-во БГСХА, 2003 - 200 с.

14 Тайсаева В Т Факторы, определяющие рациональный режим работы электрифицированных вентиляционно-отопительных установок на молочных комплексах // Науч.-техн бюл/СибИМЭ - 1981 — Вып 20.-С. 18-25

15 Тайсаева В Т Математическое моделирование действия факторов микроклимата на молочную продуктивность коров /В кн Механизация и автоматизация сельскохозяйстственного производства в условиях Сибири - Новосибирск Сибирское отделение ВАСХНИЛ, 1980 -С 109-113

16 Тайсаева В Т Оптимизация режимов работы биотехнической системы для создания микроклимата на молочных фермах Восточной Сибири- Дис к т н - Новосибирск, 1984 - 177 с ( рукопись)

17 Рациональные электрифицированные вентиляционно-отопи-тельные установки для систем микроклимата молочных ферм Восточ-

ной Сибири Метод рекомендации /Подг В Т Тайсаева, В Н Струга-нов, В А Стремнин, Ю А Меновщиков - Новосибирск, 1983 -60 с

18. Тайсаева В Т, Дашибалова ЛТК вопросу создания высокоэффективных тепловых аккумуляторов с использованием пористых материалов /Возобн источн энергии для устойчивого развития Байкальского региона Матер Междунар науч конф. / Под ред В Т Тайсаевой -Улан-Удэ Изд-во БГСХА, 2001

19 Сооружение экспериментального энергоэффективного экологически чистого фермерского хозяйства на основе солнечной, ветровой и теплонасосной установок общей мощностью 100 кВт в бассейне оз Байкал Отчет по хоздоговору 5/93//РАСХН ВИЭСХ ВостокСИБВИ-ЭСХ Руководитель В Т Тайсаева - Улан-Удэ, 1993

20 Малых Ю В., Тайсаева В Т , Ажичаков Ю В Разработка энергоэффективной экологически чистой фермы-теплицы для личного подсобного хозяйства / Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона Материалы П Междунар научной конф /Под ред В Т Тайсаевой - Улан-Удэ 2004 - С 16-26

21 Тайсаева ВТ, Мазаев ЛР Экодом с автономными системами гелиотеплоснабжения и утилизации бытовых отходов в условиях Байкальского региона Бизнес и инвестиции в области возобновл источников энергии в России / Труды Международ конгресса / Под ред А Б Яновского, П П Безруких - М , 1999 - Ч III

22 Тайсаева В Т, Мазаев Л Р Энергосберегающие автономные системы жизнеобеспечения жилого дома в условиях Республики Бурятия /Возобн ист энергии для устойчивого развития Байкальского региона Матер Междунар науч конф / Под ред В Т Тайсаевой - Улан-Удэ Изд-во БГСХА, 2001

23 Тайсаева В Т Энергосберегающие технологии на базе возобновляемых источников энергии для устойчивого развития Байкальского региона /Вестник Российской академии естественных наук - 2007 -№2

24. Васен Н , Виссарионов В , Зерчанинова И , Каргиев В , Суслова О, Тайсаева В Т Зеленые сертификаты /Альтернативная энергетика 2007 — №1 -С 34-38

25 Тайсаева В Т Моделирование энергоэффективной солнечной теплицы /Механизация и электрификация сельского хозяйства - 2007 -№10

26 Тайсаева В Т Расчет энергетических характеристик систем солнечного теплоснабжения жилого дома в условиях Забайкалья /Вестник БГСХА Выпуск 2 -Улан-Удэ Изд-во БГСХА, 2007

27 Тайсаева В Т Энергоэффективные технологии жизнеобеспечения с солнечными системами теплоснабжения В Сб трудов Международного университета природы, общества и человека «Дубна» - М РАЕН, 2007. - 287 с

28 Taysaeva V Т , Kampet Т The Tasis Project Establishment of an EC Energy Center m the Buryat Republic (Проект ТАСИС Повышение эффективности энергопотреб-ления в Бурятии) Project Management - In-noTec / Linden Kurfürstendanim 199, D - 10719 Berlin, 1998

29 Taysaeva В Т. Biotechmkal Energi-Saving Systems at dairy-farms of Sibiria PROCEEDI- NGS of international agricultural mexamzation confer-enge, Beigmg,China, 16-20 October 1991

30 BlueSky Award Certificate Global Top Investment Scenarios to Apply NewTechnologies for Renewable Energy Utilization, Гонконг( Шень-цзин), окт 2005г

Подписано в печать 03 10 2007 Бум тип № 1 формат 60x841/16 Уел печ л 2,6 Тираж 100 Заказ № ЧУЯ. Цена договорная.

Издательство ФГОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им ВР Филиппова» 670024, г Улан-Удэ, ул Пушкина, 8

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. Современное состояние энергообеспечения и развития возобновляемой энергетики.

1.1. Состояние энергообеспечения Сибири.

1.2. Ресурсы ВИЭ: современное состояние и перспективы использования

1.3. Технический потенциал ВИЭ региона Сибири.

1.4. Современное состояние теплоснабжения в жилом секторе.

1.5. Состояние теплообеспечения В сельскохозяйственном производстве.

1.6 Пути энергосбережения в системах теплоснабжения.

Выводы по главе I.

ГЛАВА II. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МОДЕЛЕЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИОТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ, СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛИЦЫ И ТЕПЛОВОГО

АККУМУЛЯТОРА

2Л. Разработка модели эффективности функционирования биотехнической системы на молочной ферме. —.

2.1Л. Математическое описание воздушной среды молочной фермы и моделирование переходных режимов ВОУ.

2.2 Моделирование энергоэффективной солнечной теплицы

2.2.1 .Методика оптимизации геометрических параметров теплицы.

2.2.2.0пределение теплопроизводительности теплицы с закрытой ПСС.

2.2.2.1. Уравнение теплового баланса для закрытой пассивной системы.

2.3 Обоснование энергоэффективности теплоаккумулирующих насадок из пористых материалов

2.3.1. Характеристики и свойства теплоаккумулирующих материалов. ^

2.3.2. Адсорбционные свойства пористых материалов.

2.3.3. Состав и характеристики пористых материалов Забайкалья.

Выводы по главе II.

ГЛАВА III. МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЭНЕРГОЭФФЕКНОСТИ БТС МОЛОЧНОЙ ФЕРМЫ, СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛИЦЫ И ТЕПЛОВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ, РАСЧЕТ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК

3.1 Экспериментально-статистический метод разработки модели энергоэффекности БТС молочной фермы.

3.1.1 Разработка математической модели действия параметров микроклимата на молочную продуктивность коров.

3.1.2 Разработка модели энергоэффективности функционирования БТС молочной фермы.

3.2 Расчет теплотехнических параметров солнечной теплицы.

3.2.1. Определение температуры внутренних поверхностей ограждающих конструкций и температуры воздуха внутри теплицы. ^

3.2.2.Определение теплопроизводительности пассивного теплоприемника ^^

3.3 Гидравлический и теплотехнический расчет характеристик аккумуляторов теплоты с насадками галька и цеолиты

3.3.1 Расчет потерь давления и гидравлического сопротивления.

3.3.2 Расчет потребной мощности вентилятора на валу.

3.3.3 Расчет аккумулируемого тепла в насадке.

3.3.4 Расчет энергоэффективности тепловых аккумуляторов с различными теплоаккумулирующими насадками.

3.4 Расчет энергетических характеристик систем солнечного теплоснабжения жилого дома

3.4.1. Методы расчета энергетических характеристик.

3.4.2. Оптимизация основных параметров.

3.4.3 Расчет параметров солнечной системы горячего водоснабжения.

3.4.4 Расчет основных параметров солнечной системы отопления.

Выводы по главе III.

ГЛАВА IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, РАЗРАБОТКА ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ СИСТЕМ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

4.1. Цель и задачи экспериментов по испытанию оборудования ССТ

4.1.1 .Разработка солнечных коллекторов с теплоносителем вода и воздух

4. 1 .2 . Разработка теплового аккумулятора.

4.2.1 .Методика тепловых испытаний солнечного коллектора СК

4.2.2. Методика тепловых испытаний солнечного коллектора с теплоносителем воздух СК-2.

4.2.2.1. Определение потерь давления в солнечном воздухонагревателе.

4.2.2.2. Экспериментальное определение характеристик солнечного коллектора с теплоносителем воздух.

4.2.3Методика определения теплотехнических характеристик термосифонной солнечной водонагревательной установки СВНУ-1.

4.2.3.1. Методика определения теплотехнических характеристик СВНУ опытным путем на испытательном стенде. ^^

4.2.3.2. Методика расчета теплотехнических характеристик солнечной водонагревательной установки.

4.2.4. Методика определения характеристик теплоаккумулирующих насадок теплового аккумулятора.

4.2.4.1. Определение аэродинамических характеристик теплоаккумулирую-щего материала и коэффициента формы зерна.

4.2.4.2. Определение характеристик теплоаккумулирующих насадок на экспериментальной установке ЭУ-3.

4.2.4.3. Методика определения гидравлической и теплообменной характеристик ТАН солнечной воздухонагревательной установки (СВНУ-2)

Выводы по главе IV.

ГЛАВА V. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ТЕХНИКО -ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ РАЗРАБОТАННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ С ГЕЛИОТЕХНИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ ] ^

5.1. Расчет мощности отопления фермы, совмещенной с вентиляцией.

5.2. Расчет нагрузки теплоснабжения фермы.

5.3. Расчет мощности отопления, нагрузки теплоснабжения и солнечной системы горячего водоснабжения теплицы.

5.4. Расчет солнечных систем с теплоносителем воздух для отопления фермы, теплицы и жилого дома.

5.5. Разработка энергоэффективных: фермерского хозяйства ( фермы, теплицы, жилого дома), гибридной фермы - теплицы для ЛИХ с солнечными системами теплоснабжения

5.5.1. Разработка энергоэффективного фермерского хозяйства.

5.5.2. Теплоснабжение, вентиляция и канализация.

5.5.3. Расчетные теплотехнические характеристики.

5.5.4. Определение теплопроизводительности пассивной солнечной системы для отопления фермы.

5.5.5. Обоснование выбора энергоустановок и их энергоэффективных режимов работы.

5.5.5.1 Определение численных значений коэффициентов передаточных функций помещения молочной фермы.

5.5.5.2.Обоснование рациональной вентиляционно-отопительной системы

5.5.5.3.Расчет годового расхода электроэнергии фермерским хозяйством

5.5.5.4 Автономное энергообеспечение с использованием установок возобновляемой энергетики.

5.6. Разработка энергоэффективной экологически чистой фермы -теплицы для личного подсобного хозяйства.

5.6.1. Расчет нагрузок энергоснабжения и коэффициента замещения нагрузок теплоснабжения объектов ЛПХ солнечными системами.

5.7. Создание энергоэффективного экологически чистого дома с автономными системами жизнеобеспечения.

5.8. Разработка экопоселенпя с энергосберегающими технологиями на базе ВИЭ.

5.9.Технико-экономический анализ эффективности использования энергосберегающих технологий с гибридными ССТ

5.9.1.Технико-экономическая эффективность внедрения приоритетных проектов на базе ВИЭ на Байкальской природной территории.

5.9.2. Энергоэффективность использования ССТ на базе солнечных коллекторов и стеклопакетов в жилом секторе Бурятии.

5.9.3.Технико-экономическая эффективность создания экопоселения.

Выводы по главе V. —.

В Федеральных целевых программах "Энергоэффективная экономика на 2002-2005 гг. и на перспективу до 2010 г. "Энергосбережение России на 1998 - 2005гг.", подготовлены подпрограммы "Энергосбережение в ЖКХ", "Энергосбережение в сельском хозяйстве", "Энергообеспечение регионов на основе использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии", где предусмотрена экономия органического топлива (до 20-50%) за счет использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ), в первую очередь, в регионах с суровыми климатическими условиями и большой удаленностью потребителей от источников тепла.

В районы автономного энергоснабжения Дальнего Востока, Сибири и Крайнего Севера ежегодно завозится 6-8 млн. тонн горюче-смазочных материалов (дизельное топливо, бензин, мазут, масла) и 20-25 млн. тонн угля. В связи с увеличением транспортных расходов стоимость топлива в указанных районах значительно превышает цены производителей и уже достигла 300 долл./т у.т /. На топливо и его завоз тратится более половины бюджета территорий, 80% завозимых энергоресурсов используется в регионах Сибири на теплоснабжение жилых, общественных и промышленных зданий. В целом по России на теплообеспечение жилого сектора расходуется до 40% всего добываемого твердого и газообразного топлива. Нехватка топлива зачастую ставит под угрозу жизнь людей, и государство вынуждено решать вопрос завоза топлива с помощью МЧС России. Тогда как во всех этих регионах имеются возобновляемые источники энергии (ВИЭ), способные обеспечить на 70-90% их энергетические потребности /1/.

В структуре потребления топливно-энергетических ресурсов (ТЭР) региона Сибири и Дальнего Востока (ДВ) преобладает уголь: в Республиках Бурятия (48,4%), Тыва (42,5%), Хакасия (31,5%); краях Приморском (59%), Хабаровском (44%), Красноярском (34%), областях Амурской (54%), Магаданской (56%), Сахалинской (37.4%), Иркутской (32%), Читинской

60,1%). Из-за специфики развития Сибири и ДВ велика доля мелких котельных - до 50%, в которых, как и на ТЭЦ региона, сжигается в основном местный уголь. В связи с этим возникает острейшая проблема снижения вредных выбросов от энергетических установок.

Частые отключения потребителей с ФОРЭМ (федеральный оптовый рынок энергии и мощности) плюс перерывы в энергоснабжении из-за аварийных отключений дезорганизуют жизнь регионов, наносят ущерб, оцениваемый в миллиарды долларов в год. По примерным оценкам средне многолетних потерь в сельском хозяйстве и особенно в непрерывных производствах перерабатывающей промышленности, ущерб от недоотпуска электроэнергии в 25-30 раз превышает стоимость недопоставленной энергии /2/. Поэтому обеспечение гарантированного минимума энергоснабжения сельского населения и сельскохозяйственного производства в зонах неустойчивого централизованного энергоснабжения и предотвращение ущербов от аварийных и ограничительных отключений является самой неотъемлемой задачей.

Производство сельскохозяйственной продукции является одной из энергоемких отраслей экономики России, которая в 2-3 раза выше, чем в индустриально развитых странах, что связано с сезонным характером использования ТЭР, территориальной рассредоточенностью производства, низким качеством поставляемой техники /3/. На долю сельского хозяйства России приходится до 12-15% общей потребляемой энергии в стране, в то же время этот показатель в странах ЕЭС составляет 1.5%, США - 1.3 %. Сравнительный анализ потребления ТЭР в сельскохозяйственном производстве за 1990 и 2002 гг. показал резкое снижение их почти в 2 раза, в том числе и электрической энергии. Снижение потребления произошло также в быту и социальной сфере, но в меньшей степени, это объясняется смещением реальных объемов потребления с общественного в частный сектор (ЛПХ) /4/.

Потребление энергоресурсов в сельском хозяйстве России составляет около 120 млн.т у.т (из них 10-14%) приходится на Сибирь, электроэнергии

- около 90 млрд.кВт-ч, из которых на сельскохозяйственное производство расходуется 67 % , на инфраструктуру села - 33 %. Душевое энергопотребление составляет 3.0-3.5 т у.т./чел. Затраты на энергообеспечение сельских районов Сибири составляют около 1/6 всех затрат на энергоснабжение народнохозяйственного комплекса региона. Основной потребитель - тепловые процессы (до 80%) получения горячей воды для технологических нужд в сельском хозяйстве, на отопление животноводческих помещений, теплиц /5/.

Энергетика сельского хозяйства Сибири имеет ряд специфических особенностей: рассредоточенность сельских потребителей, малая единичная мощность, большая протяженность сетей - электрических, тепловых, газовых, значительная часть которых в настоящее время разрушена, небезопасна и непригодна для дальнейшей эксплуатации. Неудовлетворительное состояние транспортной сети приводит к росту потерь уже произведенной продукции, преждевременному износу и списанию автомобилей и другой техники, нарушению технологии производства. Транспортные издержки в себестоимости сельскохозяйственной продукции в Сибири достигают 40%, бывает, что стоимость ее доставки превышает выручку реализации.

Энергосбережение в животноводстве, которое занимает ведущее место в АПК Сибири по потреблению топлива и электрической энергии, необходимо рассматривать во взаимосвязи с традициями, зональными особенностями и укладом жизни населения Сибири, увеличением объемов производства продукции фермерскими хозяйствами на кооперативной основе, семейными фермами и личными подворьями с низким уровнем концентрации производства.

Анализ энергообеспечения сельскохозяйственного производства, развития фермерских и особенно ЛПХ с внедрением технологий первичной обработки и переработки сельскохозяйственной продукции на местах показывает, что потребность в электрической энергии на селе в ближайшей перспективе не снизится, а в ближайшие годы возрастёт на 12- 15% /4/.

Регионы Сибири, являясь одними из субъектов Российской Федерации, разумеется, не избежали проблем в восстановлении и развитии фермерских хозяйств, характерных для федерации в целом, и современное состояние их в принципе не отличается от общероссийских. Так, фермерские хозяйства Забайкалья только на 40% обеспечены водоснабжением, на 60% электрифицированы, нет горячего водоснабжения в большинстве хозяйств. Из-за снижения потребления ТЭР в 1991-1998 гг. (в Восточной Сибири в 1.45 раза, на Дальнем Востоке - 1.8 раз) разрушилась социальная инфраструктура, сократилось число рабочих мест, что привело к крайне тяжелой демографической ситуации - за эти годы отток населения из Восточной Сибири и Дальнего Востока составил 1 млн. человек.

В связи с удорожанием энергоресурсов в стране основной обьем овощей, мяса, молока переместился из сельхозпредприятий (11,5%) в личные подсобные хозяйства (86%) - соответственно по РБ: в сельхозпредприятиях - 6.2%, ЛПХ - 90.8%). Этот почти стопроцентной процент «загрязненной» продукции, да ещё по потреблению которой мы отстаем в Байкальском регионе от России в 1.7 раза, а от Америки в 2.7 производится в животноводческих помещениях, временных пленочных теплицах, где не поддерживаются нормируемые параметры микроклимата. В этих условиях возвращение к жизни перспективных деревень Сибири, развитие фермерских хозяйств, личных подсобных хозяйств для выращивания экологически чистой с/х продукции возможно за счет проведения политики энергосбережения с использованием ВИЭ /1/.

Опыт использования ВИЭ в развитых странах показывает возможность создания автономных сельскохозяйственных территориальных комплексов /6/ в районах Байкальской природной территории (БПТ). В рамках Российской программы развития использования возобновляемых источников энергии (РПРВИЭ) предложено создание здесь демонстрационных объектов с автономными системами жизнеобеспечения на базе ВИЭ: экопоселений, фермерских хозяйств, солнечных теплиц, гибридных ферм-теплиц для ЛПХ, экодомов, туристических, спортивных баз /7/.

Объем использования энергетического потенциала солнечной радиации можно значительно расширить за счет следующих технических решений: сочетания активных солнечных систем (на базе СК) с традиционными системами водяного или воздушного отопления; широкого применения пассивных систем солнечного отопления (без использования специального гелиотехнического оборудования) с энергоэффективными тепловыми аккумуляторами.

Поэтому решение научной проблемы - разработки методологии энергосберегающих технологий на базе ВИЭ, учитывающих социальный, экологический и региональный факторы развития агропромышленного комплекса Сибири является актуальным и заключается в необходимости надежного и устойчивого теплообеспечения жилого сектора, ЛПХ, сельского хозяйства. Этим требованиям отвечают технологии на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), особенно солнечной энергии, преобразование которой в тепло невысокого потенциала, используемого для горячего водоснабжения и отопления, получило наибольшее развитие в мире.

Реализация огромного потенциала солнечной энергии Байкальского региона возможна за счет создания экологически чистых энергосберегающих технологий на базе ВИЭ в сельском хозяйстве, жилом секторе, ЛПХ, проблема энергообеспечения которых является самой насущной. При разработке энергоэффективных технологий использованы ранее полученные результаты:

- количественных показателей энергетического потенциала ВИЭ регионов Сибири /8,9,10,11/.

- теплотехнических, гидравлических и энергетических характеристик; разработанных опытных образцов гелиотехнического оборудования /12,13/;

- теоретических и экспериментальных характеристик тепловых аккумуляторов с насадками галька и цеолиты /14/;

- моделирования эффективности функционирования биотехнических систем жизнеобеспечения коров для получения максимальной продуктивности /15,16/;

- технико-экономических показателей эффективности работы солнечных систем в жилом доме, солнечной теплице /17/.

Решение научной проблемы - разработки методологии энергосберегающих технологий, учитывающих социальный, экологический и региональный факторы развития экономики региона Сибири является актуальной народнохозяйственной задачей, заключающейся в необходимости надежного и устойчивого теплообеспечения жилого сектора, ЛИХ, сельского хозяйства с учетом высоких экологических требований, предьяв-ляемых к объектам ТЭК в условиях особого режима хозяйствования в бассейне озера Байкал.

Этим требованиям отвечают технологии на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ), особенно солнечной энергии, преобразование которой в тепло невысокого потенциала, используемого для горячего водоснабжения и отопления, получило наибольшее развитие в мире.

В связи с чем, целью диссертационной работы является исследование и разработка энергоэффективных технологий с солнечными системами тепло-обеспечения для снижения экологической нагрузки, обеспечения энергетической и продовольственной безопасности, повышения качества жизни населения.

Объектом исследования являются: солнечные системы теплообеспечения жилого дома, теплицы, фермерского хозяйства; технологический процесс функционирования биотехнической системы для производства молока.

Предмет исследования - закономерности, связывающие параметры систем солнечного теплоснабжения технологических процессов объектов сельского хозяйства, личных подсобных хозяйств, жилого сектора с показателями энергетической, экологической и экономической эффективности.

Для достижения цели исследования сформулированы следующие задачи:

1.Обосновать роль и значимость реализации технического потенциала солнечной энергии для теплообеспечения жилого сектора, объектов сельского хозяйства региона Сибири.

2.0босновать критерии эффективности и разработать математические модели функционирования систем жизнеобеспечения фермерского хозяйства, теплицы.

3.Разработать методики и модели определения: теплопроизводительности пассивных солнечных систем (ПСС); энергоэффективности тепловых аккумуляторов с различными теплоаккумулирующими насадками; энергетических характеристик солнечных систем жилого дома.

4.Разработать опытные образцы гелиотехнического оборудования и экспериментальные установки для определения их теплотехнических, гидравлических характеристик.

5.Дать технико-экономическую оценку эффективности использования активных и пассивных солнечных систем отопления, тепловых аккумуляторов для теплообеспечения фермерского хозяйства, теплицы, жилого дома, Методы исследований. При выполнении работы применялись методы: системных исследований, множественного регрессионного анализа, конечно-разностный, сравнения, ^метод, базовой точки, статической оптимизации по экономическому критерию, энергетического анализа.

Исследования, на основе которых выполнена работа, проведены:

- В Восточно-Сибирском филиале ВИЭСХ по хоздоговору 5/93// РАСХН «Сооружение экспериментального энергоэффективного экологически чистого фермерского хозяйства на основе солнечной, ветровой и теплонасосной установок общей мощностью 100 кВт в бассейне оз. Байкал» (1993гг.).

В ОАО « Институт солнечной энергетики»: по Распоряжению Министерства науки и технологий РФ №1644Ф от 21 октября 1999г. «Разработка макетных образцов солнечного коллектора, свободно - поточной гидротурбины, проекта солнечной теплицы»

- по Госконтракту 2.21.4 «Разработка и изготовление опытных образцов солнечных коллекторов (СК) с теплоносителем вода и воздух на базе композитов из местного сырья и отходов производства» (2000-2001гг.), выполненной на основании Федеральной программы Программы социально-экономического кого развития РБ ( Постановление Правительства РФ от 15.04. 1996г.№442). В Центре солнечной энергетики БГСХА

- по контракту с ЕК 012012 relating to project " Renewable energy certifïcates as instrument to monitor and stimulate RE development in Russia( зеленые сертификаты как инструмент для мониторинга возобновляемой энергии и стимулирования развития возобновляемой энергетики в России» ( 2005-2006 гг.).

- по контракту с ФГУП ФЦГС «Экология» «Подготовка перечня объектов возобновляемых источников энергии с указанием их предварительных технических и экономических характеристик и плана их строительства на Байкальской природной территории» в рамках подготовки Российской программы развития ВИЭ (№ 03 - РПРВИЭ - 06/2006).

Научную новизну исследований представляют:

- метод системных исследований: моделирования биотехнической системы на молочной ферме, создания энергоэффективной солнечной теплицы.

- экспериментально - статистический метод исследования теплоаккумули-рующих пористых насадок (ТАН) для обоснования оптимальных: режима аккумуляции тепла и геометрии слоя насадки.

- система математических моделей: обоснования рациональных режимов работы систем вентиляции и отопления; энергетических характеристик активных и пассивных солнечных систем. методология обоснования энергоэффективности и экологичности использования активных и пассивных солнечных систем в энергосберегающих технологиях для теплоснабжения жилого сектора, фермерского хозяйства, ЛПХ.

Практическую значимость работы представляют:

- методика расчета эффективности функционирования солнечных теплиц с пассивными солнечными системами (ПСС).

- методика расчёта энергетической эффективности тепловых аккумуляторов (ТА), с различными параметрами насадки, геометрией слоя, скоростями движения теплоносителя, удельной теплоёмкостью, плотностью насадки.

- гелиотехническое оборудование: солнечные коллектора с теплоносителем вода- воздух, тепловые аккумуляторы с ТАН « галька» и «цеолиты». проекты фермерского хозяйства и солнечной теплицы с солнечными системами теплоснабжения. В 2005г. проект «Энергоэффективная солнечная теплица» был назван Экспертным комитетом ООН на состоявшемся глобальном конкурсе инвестиционных проектов возобновляемой энергетики в Гонконге в числе 8 лучших отобранных из 127 заявленных проектов. А автор была названа победителем конкурса и стала первым ученым России, награжденным престижным призом В1ие8ку (голубое небо) Департамента промышленности ООН.

Реализация результатов исследования

Разработанные методические рекомендации

- «Использование солнечной энергии для нагрева воды в сельском хозяйстве Сибири» были рекомендованы НТС АПК Бурятской АССР (постановление №15 от 26.03.86г) для внедрения проектной организации «ВостСибГипро-сельхозстрой».

- «Использование солнечной энергии для горячего водоснабжения Новосибирской области» были опубликованы по постановлению от 13.03.89 г. НТС Новосибирского Агропрома и в этом же году были внедрены (впервые в Сибири) солнечные системы для нагрева воды на доильных площадках совхоза «Шарапский» и совхоза-техникума «Новосибирский».

Разработанное учебное пособие «Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Расчет энергетических показателей» допущено УМО вузов по агроинженерному образованию в качестве учебного пособия для студентов вузов по специальности 311400 - «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»

Разработанные программы: «Развитие нетрадиционной энергетики РБ на 2001-2005 гг» ( утвержденная Правительством РБ) и программа «Энергосбережение Баргузинского района с использованием ВИЭ» позволили при поддержке Минэнерго РФ решить вопрос строительства 2 малых ГЭС до 1

15

МВт в данном районе.

Разработанные опытные образцы солнечных коллекторов (СК) по Распоряжению Министерства науки и технологий РФ № 1644Ф от 21.10. 1999г. и по Госконтракту 2.21.4 «Разработка и изготовление опытных образцов СК с теплоносителем вода и воздух на базе композитов из местного сырья и отходов производства» были внедрены как солнечные: установки для горячего водоснабжения фермерских хозяйств в Закаменском, Кижин-гинском, Иволгинском районах РБ; душевой в пансионате «Колос» на берегу оз. Байкал; приставки к электрокотельной профилактория Бурятэнерго.

На базе созданного демонстрационного полигона возобновляемой энергетики (ВЭ) и лаборатории по ВЭ осуществляется с 1997г. подготовка специалистов в области ВЭ на инженерном факультете БГСХА. Разработанные энергоэффективные технологии фермерского хозяйства, гибридной фермы-теплицы, жилого дома, теплицы с солнечными системами теплоснабжения позволили разработать перечень объектов ВИЭ с указанием их предварительных технических, экономических характеристик и плана их строительства на Байкальской природной территории (БПТ) в рамках подготовки Российской программы развития ВИЭ по Глобальному экологическому фонду.

Основные положения, выносимые на защиту:

- методология обоснования использования технического потенциала солнечной энергии для теплообеспечения жилого сектора, объектов сельского хозяйства, фермерских хозяйств, ЛПХ для устойчивого развития Байкальского региона;

- система математических моделей: эффективности функционирования биотехнической системы (БТС); передаточных функций по каналам распространения возмущающих воздействий воздушной среды молочной фермы;

- метод создания энергоэффективной солнечной теплицы, заключающийся в оптимально рассчитанной конструкции всех элементов теплицы, совмещенных с тепловыми аккумуляторами и ПСС;

- результаты экспериментального исследования и расчета: ТАН для обоснования оптимального режима аккумуляции тепла, определения температуры выходящего воздуха в режиме разрядки и температуры насадок «галька» и «цеолиты» в режиме зарядки; гидравлических и теплотехнических характеристик разработанных СК, ТА с теплоносителем воздух и вода;

- результаты расчета: теплопроизводительности ПСС теплицы и фермы в отопительный период; энергетических характеристик ССТ жилого дома;

- результаты расчета: коэффициента замещения активными и пассивными ССТ органического топлива, себестоимости выработки 1Гкал теплоты и предовращения выбросов С02 фермерскими хозяйствами, солнечными теплицами, гибридными фермами-теплицами для ЛПХ, экопоселениями; результаты технико-экономического расчета эффективности внедрения ССТ на существующих объектах сельского хозяйства, жилого сектора РБ и приоритетных 12 проектов для внедрения в Байкальском регионе. Апробация работы .

Основные материалы работы докладывались: на всероссийском энергетическом форуме «ТЭК России в XXI веке. Актуальные вопросы и стратегические ориентиры» (Москва, 2002 г.); международных научно-технических конференциях: Международного общества «Солнечная энергетика» (Никасия, Кипр, 1994г.); «Энергосбережение в сельском хозяйстве»(Москва, 1991-1998г.г.); «PROCEE-DINGS of international agricultural mexanization confe-renge» (Пекин, 1991г.); «Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона» (Улан -Удэ, 2001,2003гг.); «I Монгольская конференция по фотоэнергетике» (Улан-Батор, 2001г.); «Энергосбережаю-щие технологии и оборудование возобновляемой энергетики» (Удина, Италия, 2006г.); международных семинарах: «Возобновляемая энергетика» (Перт, Сидней,Канберра Австралия, 2002г); «Бизнес и инвестиции в области ВИЭ в России» (Москва, 1999г); глобальном конкурсе «Энергоэффективные технологии возобновляемой энергетики» конгресса Департамента промышленности ООН (Гонконг, 2005г.).

Выводы по главе V

I. По разработке энергоэффективого фермерского хозяйства

1.1. Для отопления в фермерском хозяйстве запроектированы солнечные системы отопления (ССО) со следующими коэффициентами замещения /:

• на молочной ферме ССО на базе СК с теплоносителем воздух площадью 50 м с /= 22% (40.4 ГДж) из 183.75ГДж потребной нагрузки отопления.

• в теплице оптимальная ориентация ограждающих конструкций, совмещенных с тепловыми аккумуляторами обеспечит 120.1 ГДж (/ = 46%).

• в жилом доме фермера ССО на базе СК «Сокол» (8= 25 м2 ) с теплоносителем вода / составит 31% {15.6 ГДж).

1.2. Для горячего водоснабжения системы с СК «Сокол» обеспечат 50.14 ГДж нагрузки ГВС из потребных 92.68 фермерского хозяйства. За счет использования активных ССТ и аккумуляции тепловым аккумулятором избыточного тепла можно заместить 294.27 ГДж (50%) из 587.16 потребной нагрузки отопления и ГВС фермы, теплицы и жилого дома.

•у

1.3. Теплопроизводителъностъ ПС С площадью 50м" составит за отопительный период 12251.7 кВт-ч. Из 213825.4 кВт-ч необходимого тепла на теплоснабжение фермерского хозяйства экономия за счет внедрения энергосберегающих технологий на базе ВИЭ составит 45%.

Всего по фермерскому хозяйству будет сьэкономлено 12.24 т у.т органического топлива и предовращен выброс 34 т. углекислого газа.

1.4. Определены динамические характеристики - численные значения коэффициентов передаточных функций помещения молочной фермы в диапазоне температур наружного воздуха от 0 до -36°С через 6 °С для разработки энергоэффективной системы вентиляции и отопления для поддержания оптимальных параметров микроклимата 0вн =14°С, (рвн=70 %;

1.5. Система из 10 комбинированных фото-ветродизелъных установок по 1.5 кВт ( из 12 фотомодулей и 2 ветроустановок УВЭ-500 ) обеспечит выработку за год 17900 кВт-ч электроэнергии (85%) из 21160 потребной.

II. Предложены 1 2 приоритетных проектов сооружения объектов ВИЭ: 2 экопоселений, 3 фермерских хозяйств, 4 ЛПХ и 3 туристических баз по БПТ в рамках подготовки Российской программы развития ВИЭ со следующими технико-экономическими показателями: технический потенциал ВИЭ по районам БПТ составил 73 млн.кВт-ч, реализация его 12% за счет введения 6474.45 кВт мощностей установок ВЭ позволит получить 561754 кВт-ч электрической и 8338318 -тепловой энергии. замещение солнечными системами органического топлива составит 7137 Гкал на сумму 17 млн.руб/г. при этом предовратится в год: сжигание 9.6 млн.т/ 02 , 1762.7 ту.тутяя и выброс 4865 т. С02.

- себестоимость выработки 1 Гкал тепловой энергии солнечными системами составит, руб/Гкал: ПСС - 2787; ССТ на базе СК с теплоносителем вода - воздух - 3559; ТА, совмещенные с ограждающими конструкциями - 2648; ТА с теплоносителем вода - 2800; открытая ПСС в виде оранжереи - буферной зоны - 2400. При этом срок окупаемости ССТ составит не более 5- 6 лет, без учета технологического и экологического эффекта.

-себестоимость выработки 1 кВт-ч электрической энергии составит ФЭУ-6.625; ВЭУ-1.59;

III. По энергоэффективности использования ССТ на базе солнечных коллекторов и стеклопакетов в жилом секторе

- технический потенциал солнечной энергии за счет использования солнечных систем на базе СК «Сокол» в инфраструктуре сельских поселений РБ по 21 району составит 2062.57 тыс.Гкал ( из них: ГВС -1286.9; отопление -775.67). Реализация этого потенциала позволит сьэкономить 235.3 тыс. т у.т органического топлива в год и предовратить выброс 649.5 тыс.т С02 результаты расчета экономической целесообразности внедрения новых окон на базе стеклопакетов с повышенным сопротивлением теплопередачи до 0.71 м2-°С7Вт показал достаточно их высокую эффективность -■ годовая экономия тепловой энергии в тепловом балансе дома составила I 1.57 % со сроком окупаемости от 2 до 12 лет. В районах с длительным отопительным периодом свыше 7000 градусо-дней и высокой стоимостью 1 Гкал до 3200 руб./Гкал соответственно и ниже срок окупаемости до 2 лет. При широком внедрении стеклопакетов экономия в жилом секторе РБ составит 40906 Гкал тепловой энергии на сумму 45 млн. рублей;

IV. По технико-экономической оценке эффективности создания экопоселений 9 Будет введено 5948.3 кВт мощности систем и установок ВЭ, из них: тепловой- 5693.3; электрической - 55; Экономия энергии по предлагаемому проекту экопоселения за год составит 9022009 кВт-ч из них: тепловой 8860758.85(144638.6 по фермерскому хозяйству и ЛПХ; 8716120.2 по садоводческому экопоселению), электрической - 161250.

9 Коэффициент замещения ССТ составит 66.5% (8860758.85) из 13318971 кВт-ч потребной тепловой энергии по экопоселению. Предовращение выбросов С02; составит 3404 т/год.

• Годовой экономический эффект составит по: экономии тепловой энергии 15млн.169 тыс.рублей; предовращению выбросов С02 - 3481.4 т.; экономии органического топлива -1256 т у.т; экономии сжигания кислорода- 6899.1т; сроку окупаемости 5-6 лет.

Перечень внедренных, награжденных разработок, изданных методических рекомендаций, монографий, учебных пособий, сборников трудов (по проведенным международным конференциям) приводится в таблице 5-26.

277

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа представляет законченное исследование, в котором дано научно-техническое и методологическое обоснование и решение важной научно-технической проблемы создания энергоэффективных экологически чистых техноло-гий, гелиотехнического оборудования для производства сельскохозяйственной продукции. Проведенные исследования позволили сформулировать основные вы-воды и рекомендации:

1.Разработанный метод моделирования биотехнической системы жизнеобеспе-чения молочных коров позволил обосновать минимум приведенных затрат на по-лучение максимальной продуктивности при температуре <9т=140С и влажности ^„„=70%. Выбор любого значения мощности ВОУ, отличного от установленных оптимальных значений параметров микроклимата 9епЪ(рт, вызывает увеличение затрат до 8-10%.

2.Технологии на базе ВИЭ отвечают требованиям надежного автономного энер-гообеспечения инфраструктуры сел, ЛПХ и объектов сельского хозяйства, а так-же экологическим требованиям по предовращению выбросов углекислого газа энергоустановками.

3. Динамические характеристики, полученные по моделям математического опи-сания передаточных функций по прямым и перекрёстным каналам распростра-нения возмущающих воздействий, позволили обосновать рациональные режимы работы ВОУ для поддержания оптимальных значений <?„=140С, ^=70%.

4. Разработан метод расчета оптимальной конструкции солнечной теплицы, совмещенной с тепловыми аккумуляторами, что позволяет обеспечить максима-льный приход солнечной радиации и экономию до 40 % материалов ограж-дающих конструкций, аккумулирования в них более 45 тысяч кВт-ч избыточного солнечного тепла.

5. Разработанная методика определения теплопроизводительности пассивных инженерные уравнения для расчета температуры внутри теплицы и фермы по сезонам года.

6. Разработан метод расчета энергоэффективности тепловых аккумуляторов с теплоаккумулирующими насадками (ТАН). Впервые получено уравнение, учитывающее влияние ряда переменных на количество аккумулируемого тепла расход в и скорость V воздуха, порозность е, диаметр 8ср, форма зерна у/, плотность и удельная теплоемкость ТАН. Уравнение позволяет определить оптимальный режим аккумуляции тепла и оптимальную геометрию слоя (высоту Н и поперечное сечение аккумулятора

7. Получены уточненные значения характеристик солнечных систем теплоснабжения дома: объема бака-аккумулятора, площади солнечного коллектора и теплообменника, расхода теплоносителя гелиоконтура, коэффициента замещения солнечной энергией оргтоплива и удельной экономии его.

8. Разработаны солнечные коллектора с теплоносителем вода (СК-1) и воздух (СК-2) и методики их испытаний, получены уравнения кривых КПД: V = г1о~ РцУ' Т''" = 0,64 - 4,85 • Т* (для СК-1); г| = 0,685 - 4,08Т* (для СК-2).

9. Получены на экспериментальных установках ЭУ-1 и ЭУ-2 гидравлические характеристики количественных зависимостей аэродинамического сопротивления £,:

- рабочей камеры солнечного коллектора СК-2 от критерия Ке £ = —— ;

11е

- теплоаккумулирующей насадки (ТАН) от критерия Яе ; £ = 10 Яе-0-2.

10. Разработаны методики определения гидравлических характеристик ТАН в солнечной воздухонагревательной установке (СВНУ-2). По данным эксперимента получены уравнения Твых выходящего воздуха из ТАН в режимах разрядки: Т шх = 3.63(0.3327^ -0.057ТНАР) — гальки

Твых = 2.21 (0А91ТНАС -0.057ГЯ^)-Цеолитов; и зарядки:ТНМ. =\Л9ТНМ.0 +0.197^.- гальки;ТНАС =1.13ТНАС0 + 0АЗТвх- цеолитов.

11. Разработаны энергоэффективные технологии с активными и пассивными солнечными системами теплоснабжения (ССТ и ПСС), позволяющие применительно к фермерскому хозяйству, сьэкономить за год 12.24 т у.т органического топлива и предовратить выброс 34 т. С02.

12. Разработана энергоэффективная солнечная теплица, в которой себестоимость выработки тепловой энергии составит 520 руб/м2, что в 2.2 раза ниже по сравнению с теплицей, традиционно отапливаемой котлом типа "Жарок" на угле.

13. Перспективное создание в Байкальском регионе экопоселения площадью 25га двух комплексов теплиц площадью по 1000 м2, 120 жилых эко-дома; гибридной фермы- теплицы для ЛПХ, одного фермерского хозяйства позволит выработать установками ВЭ 7584.8 Гкал тепловой энергии, достичь экономии органического топлива до 1256 т у.т , сжигания кислорода до 6899.1 т/год и предовратить выбросы С02 до 3360 т/год.

14. Технико-экономический расчет эффективности внедрения солнечных систем теплоснабжения показал, что использование 8.9% (2.07 106Гкал) технического потенциала солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления существующих обьектов сельского хозяйства, инфраструктуры села и реализация 12 проектов в Байкальской природной территории* позволит предовратить сжигание 81472.7 т у .т/г и выброс 225.1 тыс.т СОг, что внесет значительный вклад в развитие экономики агропромышленного комплекса и улучшения экологической обстановки региона. Автор за данную разработку «ТЭО эффективности внедрения проектов на базе ВЭ в Байкальской природной территории в рамках ГЭФ» награждена экспертным институтом «Глобальный мир экономики» дипломом GLOBAL WORLD ECONOMIC AWARD (За заслуги в экономике Глобального мира») и призом «ECONOMIC DEVELOPMENT ACHIEVEMENTS» 10 июля 2007 г» в г. Вена.

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

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

3. Стребков Д.С.,Тихомиров А.В.Проблемы энергосбережения в сельском хозяйстве. // Сб. тр. 2-ой Межд. Научно технической конференции ( 2000 г, М. - ВИЭСХ)/ Энергосбережение в сельском хозяйстве, часть I, М., 2000. - 41 с.

4. Делягин В.Н. Ресурсосберегающие системы энергообеспечения и технические средства управления тепловыми процессами в АПК Сибири. Автореф. диссертации на соискание уч.степени д.т.н, Красноярск. 2005. с.406.

5. Топливо и энергетика России (справочник специалиста топливно-энергетического комплекса) /Под ред.Мастепанова.-М.:И11РОЭнерго. 2000. 17 с.

6. ТайсаеваВ. Т. Возможности энергосбережения в Республике Бурятия. Тезисы докладов Международной научно- техн. конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» 5-7окт. 1998г., М:. ВИЭСХ. Часть I.

7. ТайсаееаВ.Т, Мазаев Л.Р. и др. Концепция развития нетрадиционной энергетики для теплоснабжения г. Улан -Удэ. Тезисы докладов Международной научно-техн. конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (5-7окт. 1998г., М.,-ВИЭСХ. Часть И, С. 183-185.

8. Taysaeva V.T., Kampet T.The Tasis Project Establishment of an ЕС Energy Center in the Buryat Republic (Проект ТАСИС. Повышение эффективности энергопотребления в Бурятии) Project Management InnoTec / Linden Kurfíír-stendanim 199, D- 10719 Berlín, 1998.

9. ТайсаееаВ.Т, Мазаев Л.Р., Хальхаев Г.В. Определение теплотехнических характеристик солнечной водонагревательной установки. Возобновляемая энергия для сельского хозяйства / Сб. трудов Международной научно-технической конференции М., 2003 г.

10. ТайсаееаВ.Т. Экспериментально-статистический метод получения математических моделей биотехнической системы микроклимата Восточной Сибири.Ж.Сибирский вестник сельскохозяйственной науки №2, издательство «Наука», Сиб.отд. Новосибирск, 1987. С.74-80.

11. TaysaevaV.T. Biotechnikal Energi-Saving Systems at dairy-farms of Sibiria. PROCEEDI-NGS of international agricultural mexanization conferenge, Bei-ging,-China, 16-20 October 1991.

12. ТайсаееаВ.Т. Солнечное теплоснабжение в условиях Сибири. Монография. Улан-Удэ: БГСХА, 2003. - 200 с.

13. Новая энергетическая политика России /Под ред.Шафранника, М.:Энергоатомиздат. 1995.85с.

14. Бекаев JI.C., Марченко О.В., Пинегин С.П. и др. Мировая энергетика и переход к устойчивому развитию. Новосибирск: Наука. 2000.

15. Фортов В.Е. Энергичный вызов энергетической науке/ Научно-информационный журнал « В мире науки» , 2007.с.52-58.

16. Матвеев В.А.Энергоэффективность ключевая задача российской экономики. Сб. докладов международного симпозиума « Энергоэффективная экономика - основа устойчивого развития России в XXI веке».-М.: 2001г.с.11-14.

17. ТайсаеваВ.Т. Перспективы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Байкальском регионе // Теплоэнергетика. 2001. №2.С.17-20.

18. Зубарев Н.М.Развитие территории в контексте формирования единого энергетического пространства Прибайкалья. Материалы И.Международной научно-практ.конф. «Энергосберегающие и природоохранные технологии» Изд-во ВСГТУ, Улан-Удэ.С. 1-3.

19. Рекомендации участников Международного круглого стола. «Политические меры по развитию возобновляемой энергетики. Опыт Европы что может использовать Россия?» /Информ. бюллетень "Возобновляемая энергия" июль 2004, с .4.

20. Расчет ресурсов ветровой энергетики./Виссарионов В.И., Кузнецова В.А., Малинин Н.К., Дерюгина Г.В., Шванн Д.Э.- М.: Изд- во МЭИ,1997г. -32 с.

21. Расчет ресурсов солнечной энергетики./Виссарионов В.И., Дерюгина Г.В., Кривенкова C.B. Кузнецова В.А., Малинин Н.К. Под ред. Виссарионова В.И. -М.: Изд- во МЭИ,1998г.-60 с.

22. ЪА.Тайсаева В.Т., Мазаев Л.Р. Нетрадиционные возобновляемые источники энергии. Расчет энергетических показателей.-Улан-Удэ: изд-во БГСХА, 2002 -106 с.

23. Усачев И.,Историк Б., Шполянский Ю., Лунаци М.Нетрадиционная энергетика России. Ж.Альтернативная энергетика №1, 2007г.с.4 — 9.

24. Родионов М.И. Топливно-энергетический комплекс России.М.,1999.

25. ТайсаеваВ. Т. Возможности энергосбережения в Республике Бурятия. Тезисы докладов Международной научно техн. конф. «Энергосбережение в сельском хозяйстве» 5-7окт. 1998г., М.: -ВИЭСХ. Часть I.

26. Использование солнечной энергии для горячего водоснабжения в сельском хозяйстве Новосибирской области: Метод, рекомендации подг. Тайсаееа В.Т / ВАСХНИЛ. Сиб.отд ние.СибИМЭ. - Новосибирск, 1990.-84с.

27. ТайсаеваВ. Т.,Мазаев Л.Р. и др. Концепция развития нетрадиционной энергетики для теплоснабжения г. Улан-Удэ. Тезисы докладов Международной научно техн. конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» 1998г., М.:-ВИЭСХ Часть II,С. 183-185.

28. ТайсаеваВ. Т. Технический потенциал возобновляемых источников энергии Байкальского региона./Инф. бюлл. Возобновляемая энергия //Издво «Интер-соларцентр»,М.: сентябрь, 2001.

29. Разработка программы энергосбережения Баргузинского района с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии I и II том. Отчет по НИР./ВостокСибВИЭСХ, РАСХН. Руководитель Тайсаееа В.Т Улан-Удэ, 1998г.

30. Материалы I Межд. научной конф. Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона Под ред.Та.йсаевой В.Т Улан-Удэ, 2001, 157с.

31. Бляшко Я.И. О значении использования малой гидроэнергетики в энергобалансе: Материалы II Межд. научной конф. Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона. Под ред. Тайсаевой В.Т. Улан-Удэ, 2004,с. 111-114.

32. Стребков Д.С. Новые экономически эффективные технологии солнечной энергетики // Труды Международного Конгресса, М. 31 мая — 4 июня 1999,ч.Ш. М.: НИЦ «Инженер», 1999, с Л 87-208.

33. БойлсД. Биоэнергия: технология, термодинамика, издержки. // Пер. с англ. М.: Агропромиздат, 1987. - 152 с .

34. Борисенко И.М., Заман Л.В. Минеральные воды Бурятской АССР. Бурят, кн. изд-во, Улан-Удэ, 1978.

35. ЧернышевЛ.Н.Экономика городского хозяйства.-М., 1999-328 с.

36. Стребков Д.С., Тихомиров A.B. Проблемы энергосбережения в сельском хозяйстве. // Сб. тр. 2- ой Межд. научно-техн. конференции (3 —5 окт. 2000 г, М.:ВИЭСХ)/ Энергосбережение в сельском хозяйстве, часть I, М., 2000 41 с.

37. Тихомиров A.B. Перспективные направления снижения энергоемкости производства продукции животноводства //Техника в сельском хозяйстве.-2000. №5.-С. 13 15.

38. Морозов Н.М. Приоритетные направления создания техники для механизации животноводства //Техника в сельском хозяйстве.- 1998.- №6.- С. 9 -12.

39. Леватин Д.Л. Краткая аналитическая информация о развитии скотоводства в мире //Молочное и мясное скотоводство, №3, 2000,с.20.

40. Расстригин В.Н. Основы электрификации тепловых процессов в сельскохозяйственном производетве-М.: Агропромиздат, 1988.-255 с.

41. Шмелев Г.И. Личное подсобное хозяйство. М.: Знание, 1985. - 62 с.

42. Шмелев Г.И. Аграрная политика и аграрные отношения в России в XX веке. М.: Наука, 2000. - 298 с.

43. Стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 года, РАСХН, Минпромнауки РФ.М.:, 2003.

44. Лачуга Ю.Ф. Точное земледелие и животноводство главное направление развития сельскохозяйственного производства в XXI веке //Машинные технологии производства продукции в системе точного земледелия и животноводства. - М.: ГНУ ВИМ, 2005 - С.8 -11.

45. Методические рекомендации по технико-экономической оценке автоматизированных технологических процессов. Метод, рек. разработал Мусин А.М.-М.:ВИЭСХ, 2003.-С.43.

46. Козлова Н.П. Исследование динамических характеристик элементов системы обеспечения микроклимата коровника //Науч. тр. / НИПТИМЭСХ — 1978-Вып. 26-С. 94-95.

47. Горяев К.Н.Влияние способа подачи воздуха в помещение на параметры микроклимата //Науч. тр./ЧИМЭСХ -1978 -Вып. 142 С. 45.

48. Рябчун И.П.Учет климатических особенностей зоны Сибири при разработке системы микроклимата //Науч.-техн. бюл./СибИМЭ. 1978. Вып. 2.С.9-16.

49. МихайловП.М. Влияние температуры и влажности на продуктивность животных //Творчество молодых пятилетке эффективности и качества -Тюмень. 1977-С. 119-121.

50. Делягин В.Н.Рациональные температурно влажностные режимы животноводческих помещений. Ж.Сибирский вестник сельскохозяйственной науки №2, изд-во «Наука», Новосибирск, 1987. С.141-145.

51. Меновщиков Ю.А. Обоснование рациональных режимов работы систем микроклимата. -Науч.-техн. бюлл. СибИМЭ, вып.2, 1978, с.7.

52. Меновщиков Ю.А. Определение статических характеристик биологического звена.- Науч.-техн.бюл.СибИМЭ, 1978, вып.8, с. 4.

53. Славин P.M. Научные основы автоматизации производства в животноводстве и птицеводстве. М.: Колос, 1974, с. 137.

54. Костикова 3. Пути создания оптимального микроклимата животноводческих помещений. С х. проектирование и строительство на Северном Кавказе. Рост.ун-т, 1980, с. 123 -128.

55. Али-заде М.А., МамедовА.Т., АлиеваР.А., Исаев Ф.З. Влияние микроклимата на здоровье и продуктивность коров. Тематический сб. трудов Азербайджанского научно-исслед.ветеринарн. ин-та, т. ХХУП, Баку, 1978, с. 127.

56. АнтоновП.П. Микроклимат на фермах и комплексах, Россельхоз-издат.М.: 1976.-76с.

57. ЧувашевВ.Н. Испытание комплектов тепловентиляционного оборудования серии «Климат». Механ. и электр.соц.сельского х-ва.№3, 1971, с.54 -56.

58. Чудин Е.И. Системы регулирования микроклимата за рубежом: Обзорная информация ЦНИИТЭИ всесоюзн. обьедин. Союзсельхозтехника.М.: 1974.С. 6-7.

59. Дудников Е.Г. Определение оптимальных настроек промышленных систем автоматического регулирования по исходным данным, полученным из опыта-М.: 1960.

60. Якубов Ю.Н. Аккумулирование энергии солнечного излучения. -Ташкент: Изд-во «Фан» УССР, 1981 с. 105.

61. Авезов P.P., Орлов А.Д. Солнечные системы отопления и горячего водоснабжения Ташкент: ФАН, 1988.

62. Авезов В.Р., Барский-Зорин М.А., Васильева И.М. и др. Системы солнечного тепло и хладоснабжения. - М.: Стройиздат, 1980 - 328 с.

63. Даффи Дж. Л., Бекман У.А. Тепловые процессы с использованием солнечной энергии. / пер. с англ. М.: Мир, 1977 - 429 с.

64. Харченко Н.В. Индивидуальные солнечные установки. М.: Энергоиздат, 1991 -208 с.

65. Карнаухов А.П. Адсорбция в микропорах. Новосибирск «Наука», 1999-472с.

66. Пармон В.Н.Каталитические технологии будущего для возобновляемой и нетрадиционной энергетики. Химия в интересах устойчивого развития. 8(2000) 555-565.

67. Рязанцев Л.А., Цыцыктуева Л.А., Дашибалова А.Т. Физико —химические свойства цеолитов Холинского месторождения. //Комплексное использование минерального сырья. Алма -Ата. 1989. №6. - с.44-46.

68. Коробов А. Д. Некоторые особенности формирования цеолитов Бурятии // Мецнииереба, 1985. с. 49-52.

69. Аюкаев Р.И., Мельцер В.З. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды: Справочное пособие -Л: Стройиздат, 1985 -120 с.

70. Инструкция по применению местных материалов в водоочистных фильтрах. М.: Стройиздат, 1987. - 27 с.

71. Рациональные электрифицированные вентиляционно-отопительные установки для систем микроклимата молочных ферм Восточной Сибири: Метод, рекомендации/ СибИМЭ; подг. Тайсаева В.Т., Струганов В.Н., Стремнин В. А.,Меновщиков Ю. А. Новосибирск, 1983. 60 с.

72. Амосова О.С. К анализу системы автоматического регулирования микроклимата птичников. Научные труды ЛСХИ. Л.: 1972, т. 183 с.29-37.

73. Жильцов В.И., Панин В.А. Статистическая оценка качества работы систем микроклимата. Мех. и электриф. сельского хозяйства, 1980, № 10, с. 17-18.

74. Статистические методы обработки эмпирических данных. М.: Издательство стандартов, 1978.

75. Грубов В.И. Математическое моделирование непрырывных технологических процессов. Издательство Киевского университета.Киев,1971,с.173.

76. СНиП II—3—79. Строительная теплотехника. Минстрой России. М.: ГПЦПП, 1995-29 с.70.

77. Вардиашвили А.Б., Ким В.Д., Мурадов М.У. Математическая модель галечного аккумулятора тепла и метод его теплотехнического расчета. // Гелиотехника. 1967. №2, с. 38-43.

78. Вардиашвили А.Б., Ким В.Д., Мурадов М.У. Теплотехнические и гидравлические расчеты и примеры низкопотенциальных тепловых солнечных установок. -Ташкент, Гос. пед. Ин-т им. Низами, 1987.

79. Справочник проектировщика. Вентиляция и кондиционирование воздуха. М.: Стройиздат, 1978. 508 с.

80. Теплотехнический справочник. Т.2. М.: Энергия, 1976. 895 с.

81. Вардиашвили А.Б., Ким В.Д. Гидравлический и теплотехнический расчет подпочвенной аккумулирующей системы гелиотеплиц. //Гелиотехника. 1980. №6.С.48-53.

82. Кирпичев М.В., Михеев М.А. Моделирование тепловых устройств. М.: Изд-во АН СССР, 1936. 320 с.

83. АнуфриевВ.М.Сравнительные исследования конвективных поверхностей на основе энергетических характеристик//Энергомашиностроение, 1964. №5. С.47-54.

84. Валов М.И., Казанджан Б.И. Использование солнечной энергии в системах теплоснабжения: Монография. М.: Изд-во МЭИ, 1991 - 140с.

85. O.Klein S .A Calculation of plat-plate collector utilizability // Solar energy/ 1978. Vol.21 №6-p. 393-402.

86. Ш.Бекман У.,Клейн С.,Даффи.Дж. Расчеты систем солнечного теплоснабжения. М.: Энергоиздат,1982.

87. Klein S.A. A method simulation of solar processes and its application/ // Solar energy. 1975. Vol. 17 № 1 p. 29-33.

88. Klein S.A., Bekman W.A. A général design method for closed loop-solar energy systems. // Solar energy. 1979. Vol.22 № 14 p. 269-282.

89. Расчет теплопроизводительности систем солнечного горячего водоснабжения для южных районов СССР // Л.В.-Авдеева, С.И. Смирнов, Б.В., Б.В. Тарнижевский, О.Ю. Чебунькова//Гелиотехника, 1983, № 3 с. 39-42.

90. Использование пластмасс в гелиоэнергетике. Le materie plastiche nelle technologie energetiche ."Mater plast ed Elast", 1984, №10, 5338-844 (ит.).

91. Солнечные коллекторы: методы испытания и руководящие указания по проектированию. Solar collectors: test methods and design guidelines. Gillet W.B, Moon J.E. Dordrecht e.a.: D. Reidel Publ. Co, 1985, 316 pp., ill. (англ.) Место хранения ГПНТБ СССР.

92. Современное состояние гелиотехнологии в Австрии. The present state of solar technologies in Austria and future aspects /Faninger Garhard/ Jut. J. Ambient Energy. 1988, 9, №4, c. 191-196, Англ. Место хранения ПНТБ СССР.

93. Смирнова А.Н, Усов Г. Л. Состояние и перспективы развития коллекторов солнечной энергии. Отчет IB.517 (заключит.), М, ВНИИГПЭ, 1989.

94. Солнечные коллекторы с поглотителем из пластмассы. Thermal performance of solar collectors with EPOM absorber plates /O'Keefe M.J, Francey J.L.A.// Austral J. Phys, 1988, 41 №4, c. 623 628, (англ.).

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

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

97. Пчёлкин Ю.Н. Автоматическое регулирование температурно-влажност-ного режима животноводческих помещений. Научные тр. ВИЭСХ, т. VIII, М.: 1.961, с.45.

98. Броифман Л.И.Оценка эффективности вентиляции помещений.- Механизация и электрификация сельского хозяйства,!978, №1, с.З -5.

99. К. Schmidt and. D. J. Patterson. Benefits Of Load Management Applied To An Optimal iy Di mensi oried.

100. Зб.ТайсаеваВ.Т. МазаевЛ.Р Экодом с автономными системами гелиотепло-снабжения и утилизации бытовых отходов в условиях Байкальского региона. Бизнес и инвестиции в области возобнови, источников энергии в России /

101. Труды Международ, конгресса / Под ред. А.Б.Яновского, П.П.Безруких. ч. III, Москва, 1999.