Комплексная оценка эффективности и создание экспериментальной солнечной водонагревательной установки
ART 85470
Авторы:
Р.
А. Ильин, Н.
Д. Шишкин
Р.
А. Ильин, Н.
Д. Шишкин Библиографическое описание статьи для цитирования:
Ильин
Р.
А.,
Шишкин
Н.
Д. Комплексная оценка эффективности и создание экспериментальной солнечной водонагревательной установки // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2015. – Т. 13. – С.
2346–2350. – URL:
http://e-koncept.ru/2015/85470.htm.
Аннотация. В работе проведен комплексный анализ эффективности солнечных установок по сроку их окупаемости в зависимости от типов солнечных коллекторов и от удельной стоимости их тепловоспринимающей поверхности. Показан опыт производства солнечных установок в России с удельной стоимостью их коллекторов, а также для сравнения проанализированы зарубежные аналоги по их стоимостным показателям. Помимо теоретического анализа, в статье приводится алгоритм создания экспериментальной солнечной водонагревательной установки. Все это демонстрируется достаточно четкими иллюстрациями и пояснениями. Цель создания – дальнейшие экспериментальные исследования эффективности работы данной конструкции солнечной водонагревательной установки.
Ключевые слова:
возобновляемые источники энергии, комплексная оценка эффективности, солнечная энергия, солнечные водонагревательные установки, создание экспериментальной солнечной установки, технико-экономическая оценка.
Текст статьи
Ильин Роман Альбертович,к.т.н., ведущий научный сотрудник, Лаборатория нетрадиционной энергетики Отдела энергетических проблем Саратовского научного центра РАН (при ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет»), г. Астраханьkaften.astu@mail.ru
Шишкин Николай Дмитриевич,д.т.н., Заведующий Лабораторией, Лаборатория нетрадиционной энергетики Отдела энергетических проблем Саратовского научного центра РАН (при ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет»), г. Астраханьkaften.astu@mail.ru
Комплексная оценка эффективности и созданиеэкспериментальной солнечной водонагревательной установки
Аннотация. В работе проведен комплексный анализ эффективности солнечных установок по сроку их окупаемости в зависимости от типов солнечных коллекторов и от удельной стоимости их тепловоспринимающей поверхности. Показан опыт производства солнечных установок в России с удельной стоимостью их коллекторов, а также, для сравнения проанализированы зарубежные аналоги по их стоимостным показателям. Помимо теоретического анализа, в статье приводится алгоритм создания экспериментальной солнечной водонагревательной установки. Все это демонстрируется достаточно четкими иллюстрациями и пояснениями. Цель создания –дальнейшие экспериментальные исследования эффективности работы данной конструкции солнечной водонагревательной установки.Ключевые слова:комплексная оценка эффективности, возобновляемые источники энергии, солнечная энергия, солнечные водонагревательные установки, создание экспериментальной солнечной установки, техникоэкономическая оценка
Анализ данных по тарифам на тепловую и электрическую энергию и ценам на ряд таких топливноэнергетических ресурсов (ТЭР), таких как газ, мазут, уголь и др. показывает на их неуклонный рост. Поэтому энергоустановки с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), в которых экономия ТЭР может составлять до 6070 % и более, станут достаточно привлекательными для значительной части потребителей, т. к. в ряде случаев позволят избежать зависимости от естественных монополий –производителей тепловой энергии и поставщиков ТЭР [15]. Разработанная авторамиметодика оценки экономической эффективности энергоустановок с ВИЭ заключается в определении таких основных техникоэкономических показателей, как капитальные вложения, себестоимость получаемой тепловой энергии и срок окупаемости энергоустановок: солнечных водонагревательных установок (СВУ), ветроэнергоустановок и биогазовых установок [6].Целямиработы являются:комплексная оценка эффективности энергоустановок, использующих солнечную энергиюдля конкретных условий, в частности для Астраханской области, на основе определения их техникоэкономических показателей; выработка рекомендаций по ихприменению и совершенствованию; описание алгоритма создания экспериментальной солнечной водонагревательной установки для последующих экспериментальных работ по определению ее эффективности с разработкой предложений по ее практическому использованию.Срок экономической окупаемостисолнечнойСВУ может быть определен по полученной авторами универсальной формуле
(1)где –коэффициент, учитывающий долю капитальных вложений в солнечные коллекторы в общие капитальные вложения в гелиоустановку; –удельные капитальные вложения, зависящие от типа гелиоколлектора, руб./м; –удельное годовое количество солнечной энергии, поступающей на гелиоколлектор, ГДж/м∙год; –энергетический КПД СВУ; –стоимость замещаемой тепловой энергии, руб./ГДж.Коэффициентзависит от типа гелиоколлектора, конструкции теплового аккумулятора, вида металлоконструкций и циркуляционных трубопроводов. Анализ литературных данных [7, 8] показывает, что коэффициент = 1,52,5 ≈ 2,0. Формула может быть использована для выбора оптимальной конструкции СВУ в зависимости от конструкции гелиоколлектора (солнечного коллектора), характеризующегося коэффициентами и , величиной удельного годового количества солнечной энергии, поступающей на гелиоколлектор , зависящей от географического расположения СВУ и стоимостью замещаемой энергии, зависящей от типаальтернативного энергоисточника и стоимости используемого ТЭР. Результаты расчетов по формуле для условий Астраханской области при значении коэффициента= 2,0 , удельном годовом количестве солнечной энергии, поступающей на гелиоколлектор в теплый период года (с апреля по октябрь) = 4,016 ГДж/м∙год, энергетическом КПД СВУ = 0,50 приведены нарис.1.
Рис.1. Зависимость срока окупаемости СВУ от удельной стоимостигелиоколлекторов и стоимости замещаемой энергии
Как видно из рис.1 срок окупаемости для южных регионов России увеличивается в пределах от 2 до 25 лет, приувеличении удельных капитальные вложений в гелиоколлекторы от 5 тыс.руб/мдо 25 тыс.руб/ми уменьшении стоимости замещаемой энергии от 2,5 тыс.руб/ГДж до 1,0 тыс.руб/ГДж. Приемлемые для практического применения стоимости гелиоколлекторов при сроке окупаемости не более 7 лет составят при увеличении стоимости замещаемой тепловой энергии от 1,0 до 2,5 тыс.руб/Гдж от 7,0 до 17,7 тыс.руб/м. Следует, однако, отметить, что в настоящее время (на 2015 год) тариф на тепловую энергию, например, в Астраханской области, составляет 338 руб/Гдж (1418 руб/Гкал) поэтому минимально допустимая стоимость гелиоколлекторов при сроке окупаемости 7,0 лет не должна превышать 2,3 тыс.руб/м(59 $/м). Это условие должно выполняться при проектировании и широком внедрении гелиоустановок. В России солнечные коллекторы серийно выпускаются Ковровским механическим заводом, предприятием «Конкурент»", НПО машиностроения и рядом других предприятий [3, 7, 8]. Ковровским заводом выпускаются коллекторы с оптимальным для российского рынка соотношением цена/качество. Площадь коллектора 0,81,07 м2, стоимость 70 долл/м2(2,8 тыс.руб/м2). На их основе изготавливается солнечная водонагревательная установка с двумя коллекторами и теплоизолированным бакомаккумулятором. Стоимость 280 $ (11,2 тыс.руб). Солнечные коллекторы фирмы «Конкурент»имеют технические характеристики на уровне лучших зарубежных образцов. Площадь коллектора 1 м2, стоимость –220 $ (8,8 тыс.руб). Солнечные коллекторы НПО машиностроения имеют площадь коллектора 0,91,2 м2, стоимость 230 $/м2(9,2 тыс.руб/м2). Из зарубежных конструкций оптимальное соотношение цена/качествоимеют израильские коллекторы трех видов: наиболее качественные стоимостью свыше 150 $/м2 ( 6 тыс.руб/м2), средние по качеству стоимость до 150 $/м2( 6,0 тыс.руб/м2), стандартного качества стоимостью до 100 $/м2( 4,0 тыс.руб/м2). Таким образом, удельная стоимость гелиоколлекторов составляет 5,318,7 тыс.руб/м2, а срок окупаемости достигает 816 лет что делает их в большинстве случаев недоступными для широкой масс потребителей со средними и низкими доходами. Расчеты показывают, что оригинальные СВУ гравитационного типа с многоступенчатыми гелиоколлекторами из разнородных элементов, в том числе из более дешевых без остекления и с одинарным остеклением имеют капитальные затраты в 1,41,6 ниже, чем традиционные СВУ циркуляционного типа, а срок окупаемости при использовании самых дешевых солнечных коллекторов для третьей ступени не превысит 5,05,7 лет. Поэтому их можно применить на многих объектах могут применяться для теплоснабжения не только в малоэтажных зданиях совместно с газовыми и электрическими нагревателями, но и в многоэтажных зданиях совместно с блочными и крышными котельными, что позволяет сократить годовой расход газа на 4060 % [6, 9, 10].Авторами создается экспериментальная солнечная водонагревательная установкадляпроведения дальнейших экспериментальных работ по определению ее техникоэкономических показателей с целью выработки рекомендаций по их дальнейшему производству и внедрению.Ниже приводится описание технологии процесса сборки солнечного коллектора.Обрамление остекленияСВУвыполнено из оконного профиля маки Wintech(рис.2).Представляет собой универсальную, стандартную профильную систему, наиболее широко используемую на российском рынке. Система широко применяется в жилищном строительстве, она так же имеет сертификат соответствия и решение санитарноэпидемиологической экспертизы. Остекление изготовлено из двух стекол толщиной 4мм марки М1, бутила, мастики, осушителя, соединительных уголков, дистанционной рамки, толщиной 16мм. Все компоненты собраны в стеклопакет (рис.3). Тепловоспринимающая поверхность изготавливается из алюминиевого профиля (рис.4). Он представляет собой полые трубки. Скрепляем их между собой с помощью жидкого пластика (рис.5). Далее крепится трубка, в которую будет поступать горячийтеплоноситель. Для этого используем металлопластиковую трубу d16.Предварительно вырезаем в ней отверстие под теплообменник из алюминиевого профиля (рис.6). Лицевую сторону отчищаем от заводской краски, а затем надеваем подготовленные трубки на заготовку из алюминиевых трубок. На данном этапе мы получаем следующую конструкцию (рис.7).
Рис.2. Оконный профиль для изготовления коллектора (в разрезе)Рис.3. Лицевая часть коллектора
Рис.4. Алюминиевый профиль
Рис.5. Внешний вид теплообменника из алюминиевого профиля
Рис.6. Заготовка из пластиковой трубы для коллектора теплообменникаРис.7. Внешний вид гелиоколлектора после сборки
После сборки необходимо тщательно герметизировать полученную заготовку. При сборке, полученную поверхность необходимо покрыть сажей и простелить москитной сеткой для улучшения оптических свойств поверхности, поглощающей солнечную радиацию. Заднюю стенку коллектора изготавливаем из пенополиуретановой панели толщиной 24 мм для уменьшения тепловых потерь с задней поверхности коллектора. В задней панели спомощью шлифовального диска создаем углубление 12 мм. Это углубление –посадочное место тепловоспринимающей поверхности. Полученное углубление простилаем листом теплоотражающего материала для теплого пола. Изоляционный материал состоит из воздушнопузырьковой пленки, ламинированной с одной стороны металлизированнойполипропиленовой пленкой(рис.8).Укладываем в полученную форму изготовленную тепловоспринимающую поверхность (рис.9). Заднюю стенку крепим к пластиковой рамке с остеклением. Для подключения данной установки необходимо установить штуцеры на каждом патрубке для подвода и отвода воды. Полученный солнечный коллекторпредставлен на рис.10.
Рис.8. Изоляционный слой задней стенкиРис.9. Задняя стенка коллектора в сборе
Рис.10. Внешний вид экспериментального коллектора
По работе можно сделать следующие выводы.1. Срок окупаемости СВУ для южных регионов России увеличивается в пределах от 2 до 25 лет, при увеличении удельных капитальные вложений в гелиоколлекторы от 5 тыс.руб/мдо 25 тыс.руб/ми уменьшении стоимости замещаемой энергии от 2,5 тыс.руб/ГДж до 1,0 тыс.руб/ГДж. При тарифе на тепловую энергию 338 руб/ГДж (1418 руб/Гкал) минимально допустимая стоимость гелиоколлекторов при сроке окупаемости 7,0 лет не должна превышать 2,3 тыс.руб/м(59 $/м). 2. Удельная стоимость гелиоколлекторов, выпускаемых в России и за рубежом составляет 5,318,7 тыс.руб/м2, а срок окупаемости достигает 816 лет. ПредлагаемаяавторамиСВУ гравитационного типа имеетне сложный технологический процесс сборки.Материалы, из которых предлагается изготавливать СВУ, в широком доступе. Капитальныезатраты, по предварительным оценкам [6,10],в 1,41,6 ниже, чемутрадиционныхСВУ циркуляционного типа, что повлечет снижение срока их окупаемости и не превысит 57 лет. Поэтому их можно применить для теплоснабжения не только малоэтажных зданий, но многоэтажных зданий совместно с блочными и блочными крышными котельными, что позволит сократить годовой расход газана выработку тепловой энергии.
Ссылки на источники1.Амерханов Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. –М.: Колос, 2003. –532 с.2.Марченко О.В., Соломин С.В. Системные исследования эффективности возобновляемых источников энергии // Теплоэнергетика. –2010. –№11. –С.1217.3.Оборудование нетрадиционной и малой энергетики: Справочниккаталог. Третье издание / Подред.П.П.Безруких. –М.: АО "Новые и возобновляемые источники энергии",2005. –170 с.4.Фортов В.Е., Попель О.С. Энергетика в современном мире. –Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011. –168 с.
5.Энергетическаястратегия России на период до 2030 года: утв. Распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715з // Собрание законодательства РФ. 2009. № 48. Статья 5836.6.Шишкин Н.Д., Манченко Е.А.Системный анализ и алгоритмы расчета комбинированных солнечноветровых установок // Вестник Астраханского гос. техн. унта. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. –2013. –№1. –С.100108.7.Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Гелиоустановки: основные факторы экономической окупаемости // Промышленная энергетика. –2013. –№5. –С.5557.8.Бутузов В.А. Перспективы производства солнечных коллекторов в России // Промышленная энергетика. –2009. –№5. –С.4749.9.Ильин Р.А., Шишкин Н.Д. Совместная работа газовой котельной и солнечной водонагревательной установки в Астраханской области / Время научного прогресса: Материалы Межд. научн. конф. 20 апреля 2014 г. –Волгоград: Издво Научное обозрение, 2014. –С.2126.10.Шишкин Н.Д., Ильин Р.А.Использование солнечной энергии в Астраханской области // Вестник Астраханского гос. техн. унта. –2013.–№2. –С.7479.
Шишкин Николай Дмитриевич,д.т.н., Заведующий Лабораторией, Лаборатория нетрадиционной энергетики Отдела энергетических проблем Саратовского научного центра РАН (при ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет»), г. Астраханьkaften.astu@mail.ru
Комплексная оценка эффективности и созданиеэкспериментальной солнечной водонагревательной установки
Аннотация. В работе проведен комплексный анализ эффективности солнечных установок по сроку их окупаемости в зависимости от типов солнечных коллекторов и от удельной стоимости их тепловоспринимающей поверхности. Показан опыт производства солнечных установок в России с удельной стоимостью их коллекторов, а также, для сравнения проанализированы зарубежные аналоги по их стоимостным показателям. Помимо теоретического анализа, в статье приводится алгоритм создания экспериментальной солнечной водонагревательной установки. Все это демонстрируется достаточно четкими иллюстрациями и пояснениями. Цель создания –дальнейшие экспериментальные исследования эффективности работы данной конструкции солнечной водонагревательной установки.Ключевые слова:комплексная оценка эффективности, возобновляемые источники энергии, солнечная энергия, солнечные водонагревательные установки, создание экспериментальной солнечной установки, техникоэкономическая оценка
Анализ данных по тарифам на тепловую и электрическую энергию и ценам на ряд таких топливноэнергетических ресурсов (ТЭР), таких как газ, мазут, уголь и др. показывает на их неуклонный рост. Поэтому энергоустановки с возобновляемыми источниками энергии (ВИЭ), в которых экономия ТЭР может составлять до 6070 % и более, станут достаточно привлекательными для значительной части потребителей, т. к. в ряде случаев позволят избежать зависимости от естественных монополий –производителей тепловой энергии и поставщиков ТЭР [15]. Разработанная авторамиметодика оценки экономической эффективности энергоустановок с ВИЭ заключается в определении таких основных техникоэкономических показателей, как капитальные вложения, себестоимость получаемой тепловой энергии и срок окупаемости энергоустановок: солнечных водонагревательных установок (СВУ), ветроэнергоустановок и биогазовых установок [6].Целямиработы являются:комплексная оценка эффективности энергоустановок, использующих солнечную энергиюдля конкретных условий, в частности для Астраханской области, на основе определения их техникоэкономических показателей; выработка рекомендаций по ихприменению и совершенствованию; описание алгоритма создания экспериментальной солнечной водонагревательной установки для последующих экспериментальных работ по определению ее эффективности с разработкой предложений по ее практическому использованию.Срок экономической окупаемостисолнечнойСВУ может быть определен по полученной авторами универсальной формуле
(1)где –коэффициент, учитывающий долю капитальных вложений в солнечные коллекторы в общие капитальные вложения в гелиоустановку; –удельные капитальные вложения, зависящие от типа гелиоколлектора, руб./м; –удельное годовое количество солнечной энергии, поступающей на гелиоколлектор, ГДж/м∙год; –энергетический КПД СВУ; –стоимость замещаемой тепловой энергии, руб./ГДж.Коэффициентзависит от типа гелиоколлектора, конструкции теплового аккумулятора, вида металлоконструкций и циркуляционных трубопроводов. Анализ литературных данных [7, 8] показывает, что коэффициент = 1,52,5 ≈ 2,0. Формула может быть использована для выбора оптимальной конструкции СВУ в зависимости от конструкции гелиоколлектора (солнечного коллектора), характеризующегося коэффициентами и , величиной удельного годового количества солнечной энергии, поступающей на гелиоколлектор , зависящей от географического расположения СВУ и стоимостью замещаемой энергии, зависящей от типаальтернативного энергоисточника и стоимости используемого ТЭР. Результаты расчетов по формуле для условий Астраханской области при значении коэффициента= 2,0 , удельном годовом количестве солнечной энергии, поступающей на гелиоколлектор в теплый период года (с апреля по октябрь) = 4,016 ГДж/м∙год, энергетическом КПД СВУ = 0,50 приведены нарис.1.
Рис.1. Зависимость срока окупаемости СВУ от удельной стоимостигелиоколлекторов и стоимости замещаемой энергии
Как видно из рис.1 срок окупаемости для южных регионов России увеличивается в пределах от 2 до 25 лет, приувеличении удельных капитальные вложений в гелиоколлекторы от 5 тыс.руб/мдо 25 тыс.руб/ми уменьшении стоимости замещаемой энергии от 2,5 тыс.руб/ГДж до 1,0 тыс.руб/ГДж. Приемлемые для практического применения стоимости гелиоколлекторов при сроке окупаемости не более 7 лет составят при увеличении стоимости замещаемой тепловой энергии от 1,0 до 2,5 тыс.руб/Гдж от 7,0 до 17,7 тыс.руб/м. Следует, однако, отметить, что в настоящее время (на 2015 год) тариф на тепловую энергию, например, в Астраханской области, составляет 338 руб/Гдж (1418 руб/Гкал) поэтому минимально допустимая стоимость гелиоколлекторов при сроке окупаемости 7,0 лет не должна превышать 2,3 тыс.руб/м(59 $/м). Это условие должно выполняться при проектировании и широком внедрении гелиоустановок. В России солнечные коллекторы серийно выпускаются Ковровским механическим заводом, предприятием «Конкурент»", НПО машиностроения и рядом других предприятий [3, 7, 8]. Ковровским заводом выпускаются коллекторы с оптимальным для российского рынка соотношением цена/качество. Площадь коллектора 0,81,07 м2, стоимость 70 долл/м2(2,8 тыс.руб/м2). На их основе изготавливается солнечная водонагревательная установка с двумя коллекторами и теплоизолированным бакомаккумулятором. Стоимость 280 $ (11,2 тыс.руб). Солнечные коллекторы фирмы «Конкурент»имеют технические характеристики на уровне лучших зарубежных образцов. Площадь коллектора 1 м2, стоимость –220 $ (8,8 тыс.руб). Солнечные коллекторы НПО машиностроения имеют площадь коллектора 0,91,2 м2, стоимость 230 $/м2(9,2 тыс.руб/м2). Из зарубежных конструкций оптимальное соотношение цена/качествоимеют израильские коллекторы трех видов: наиболее качественные стоимостью свыше 150 $/м2 ( 6 тыс.руб/м2), средние по качеству стоимость до 150 $/м2( 6,0 тыс.руб/м2), стандартного качества стоимостью до 100 $/м2( 4,0 тыс.руб/м2). Таким образом, удельная стоимость гелиоколлекторов составляет 5,318,7 тыс.руб/м2, а срок окупаемости достигает 816 лет что делает их в большинстве случаев недоступными для широкой масс потребителей со средними и низкими доходами. Расчеты показывают, что оригинальные СВУ гравитационного типа с многоступенчатыми гелиоколлекторами из разнородных элементов, в том числе из более дешевых без остекления и с одинарным остеклением имеют капитальные затраты в 1,41,6 ниже, чем традиционные СВУ циркуляционного типа, а срок окупаемости при использовании самых дешевых солнечных коллекторов для третьей ступени не превысит 5,05,7 лет. Поэтому их можно применить на многих объектах могут применяться для теплоснабжения не только в малоэтажных зданиях совместно с газовыми и электрическими нагревателями, но и в многоэтажных зданиях совместно с блочными и крышными котельными, что позволяет сократить годовой расход газа на 4060 % [6, 9, 10].Авторами создается экспериментальная солнечная водонагревательная установкадляпроведения дальнейших экспериментальных работ по определению ее техникоэкономических показателей с целью выработки рекомендаций по их дальнейшему производству и внедрению.Ниже приводится описание технологии процесса сборки солнечного коллектора.Обрамление остекленияСВУвыполнено из оконного профиля маки Wintech(рис.2).Представляет собой универсальную, стандартную профильную систему, наиболее широко используемую на российском рынке. Система широко применяется в жилищном строительстве, она так же имеет сертификат соответствия и решение санитарноэпидемиологической экспертизы. Остекление изготовлено из двух стекол толщиной 4мм марки М1, бутила, мастики, осушителя, соединительных уголков, дистанционной рамки, толщиной 16мм. Все компоненты собраны в стеклопакет (рис.3). Тепловоспринимающая поверхность изготавливается из алюминиевого профиля (рис.4). Он представляет собой полые трубки. Скрепляем их между собой с помощью жидкого пластика (рис.5). Далее крепится трубка, в которую будет поступать горячийтеплоноситель. Для этого используем металлопластиковую трубу d16.Предварительно вырезаем в ней отверстие под теплообменник из алюминиевого профиля (рис.6). Лицевую сторону отчищаем от заводской краски, а затем надеваем подготовленные трубки на заготовку из алюминиевых трубок. На данном этапе мы получаем следующую конструкцию (рис.7).
Рис.2. Оконный профиль для изготовления коллектора (в разрезе)Рис.3. Лицевая часть коллектора
Рис.4. Алюминиевый профиль
Рис.5. Внешний вид теплообменника из алюминиевого профиля
Рис.6. Заготовка из пластиковой трубы для коллектора теплообменникаРис.7. Внешний вид гелиоколлектора после сборки
После сборки необходимо тщательно герметизировать полученную заготовку. При сборке, полученную поверхность необходимо покрыть сажей и простелить москитной сеткой для улучшения оптических свойств поверхности, поглощающей солнечную радиацию. Заднюю стенку коллектора изготавливаем из пенополиуретановой панели толщиной 24 мм для уменьшения тепловых потерь с задней поверхности коллектора. В задней панели спомощью шлифовального диска создаем углубление 12 мм. Это углубление –посадочное место тепловоспринимающей поверхности. Полученное углубление простилаем листом теплоотражающего материала для теплого пола. Изоляционный материал состоит из воздушнопузырьковой пленки, ламинированной с одной стороны металлизированнойполипропиленовой пленкой(рис.8).Укладываем в полученную форму изготовленную тепловоспринимающую поверхность (рис.9). Заднюю стенку крепим к пластиковой рамке с остеклением. Для подключения данной установки необходимо установить штуцеры на каждом патрубке для подвода и отвода воды. Полученный солнечный коллекторпредставлен на рис.10.
Рис.8. Изоляционный слой задней стенкиРис.9. Задняя стенка коллектора в сборе
Рис.10. Внешний вид экспериментального коллектора
По работе можно сделать следующие выводы.1. Срок окупаемости СВУ для южных регионов России увеличивается в пределах от 2 до 25 лет, при увеличении удельных капитальные вложений в гелиоколлекторы от 5 тыс.руб/мдо 25 тыс.руб/ми уменьшении стоимости замещаемой энергии от 2,5 тыс.руб/ГДж до 1,0 тыс.руб/ГДж. При тарифе на тепловую энергию 338 руб/ГДж (1418 руб/Гкал) минимально допустимая стоимость гелиоколлекторов при сроке окупаемости 7,0 лет не должна превышать 2,3 тыс.руб/м(59 $/м). 2. Удельная стоимость гелиоколлекторов, выпускаемых в России и за рубежом составляет 5,318,7 тыс.руб/м2, а срок окупаемости достигает 816 лет. ПредлагаемаяавторамиСВУ гравитационного типа имеетне сложный технологический процесс сборки.Материалы, из которых предлагается изготавливать СВУ, в широком доступе. Капитальныезатраты, по предварительным оценкам [6,10],в 1,41,6 ниже, чемутрадиционныхСВУ циркуляционного типа, что повлечет снижение срока их окупаемости и не превысит 57 лет. Поэтому их можно применить для теплоснабжения не только малоэтажных зданий, но многоэтажных зданий совместно с блочными и блочными крышными котельными, что позволит сократить годовой расход газана выработку тепловой энергии.
Ссылки на источники1.Амерханов Р.А. Оптимизация сельскохозяйственных энергетических установок с использованием возобновляемых видов энергии. –М.: Колос, 2003. –532 с.2.Марченко О.В., Соломин С.В. Системные исследования эффективности возобновляемых источников энергии // Теплоэнергетика. –2010. –№11. –С.1217.3.Оборудование нетрадиционной и малой энергетики: Справочниккаталог. Третье издание / Подред.П.П.Безруких. –М.: АО "Новые и возобновляемые источники энергии",2005. –170 с.4.Фортов В.Е., Попель О.С. Энергетика в современном мире. –Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011. –168 с.
5.Энергетическаястратегия России на период до 2030 года: утв. Распоряжением Правительства РФ от 13 ноября 2009 г. № 1715з // Собрание законодательства РФ. 2009. № 48. Статья 5836.6.Шишкин Н.Д., Манченко Е.А.Системный анализ и алгоритмы расчета комбинированных солнечноветровых установок // Вестник Астраханского гос. техн. унта. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. –2013. –№1. –С.100108.7.Бутузов В.А., Брянцева Е.В., Бутузов В.В., Гнатюк И.С. Гелиоустановки: основные факторы экономической окупаемости // Промышленная энергетика. –2013. –№5. –С.5557.8.Бутузов В.А. Перспективы производства солнечных коллекторов в России // Промышленная энергетика. –2009. –№5. –С.4749.9.Ильин Р.А., Шишкин Н.Д. Совместная работа газовой котельной и солнечной водонагревательной установки в Астраханской области / Время научного прогресса: Материалы Межд. научн. конф. 20 апреля 2014 г. –Волгоград: Издво Научное обозрение, 2014. –С.2126.10.Шишкин Н.Д., Ильин Р.А.Использование солнечной энергии в Астраханской области // Вестник Астраханского гос. техн. унта. –2013.–№2. –С.7479.
