МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ НА БАЗІ СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ПРОГРАМУВАННЯ У ПРИКЛАДНОМУ СЕРЕДОВИЩІ MATHCAD
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2025.1.02Ключові слова:
одноконтурна сонячна система в теплоенергетичній установці, приватне домоволодіння, електроенергія, гаряче водопостачання, опалення, органічне паливо, теплова енергія, теплове навантаження, забруднення навколишнього середовища, система автоматизації, природний газ, витрати на обладнання, енергетична ефективність, сонячні колектори, геліоколекториАнотація
Зменшення запасів традиційних енергоносіїв – вугілля, газу, нафти, урану, які нераціонально використовувало людство, та забруднення навколишнього середовища спрямовує світові держави на пошук нових джерел енергії – таких як відновлювані джерела енергії. У цьому випадку велику перспективу має сонячна енергія, яку можна використовувати для отримання теплової та електричної енергії для гарячого водопо- стачання та опалення. Сонячна енергія вважається одним із найефективніших джерел енергії, яка може бути використана для нагрівання теплоносія, зокрема води. Це не ли- ше екологічно чистий спосіб одержання енергії, а й можливість значної економії на ко- мунальних послугах. Сучасні технології дозволяють використовувати сонячну енергію для нагрівання води у приватних домоволодіннях, готелях, басейнах, промислових під- приємствах та інших закладах. Одним з варіантів нагрівання води можуть служити со- нячні колектори (геліоколектори), за допомогою яких можна ефективно забезпечити потреби в гарячій воді та опаленні без застосування традиційних джерел енергії. Соня- чні колектори застосовують як для сезонної, так і для цілорічної роботи теплоенергети- чних установок.
У статті наведено порівняльний розрахунок енергетичної ефективності застосу- вання одноконтурних сонячних систем у теплоенергетичних установках для гарячого водопостачання та опалення приміщень різного призначення з розрахунками роботи котлоагрегатів, що працюють на природному газі. Розрахунок зменшення шкідливих викидів більш ніж на 300 кг шкідливих речовин у навколишнє середовище запобіг за- брудненню навколишнього середовища. Застосування одноконтурної сонячної системи в теплоенергетичній установці показав, що економія 100 м³ природного газу з усіх 210 м² колектора складає – 167160 грн за рік.
Застосування одноконтурної сонячної системи в теплоенергетичній установці дозволяє: - зменшити собівартість теплової енергії за рахунок зниження матеріаломіст- кості та витрат на обладнання, економити органічне паливо; виробляти теплову енер- гію; зменшити теплове навантаження та забруднення навколишнього середовища. Сис- тема автоматизації дозволяє керувати теплоенергетичною установкою без втручання людини.
Посилання
Enerhetychna stratehiia Ukrainy na period do 2030 r. Skhvaleno rozporiadzhenniam Kabinetu Ministriv Ukrainy vid 24.07.2013 № 1071. – 166 p.
Selykhov Yu.A., Bukhkalo S.Y., Vorobev V.M. Voprosы эnerho- y resursosbe- rezhenyia pry yspolzovanyy polymernыkh materyalov v helyosystemakh // Intehrovani tekhnolohii ta yenerhozberezhennia.– Kharkiv: NTU „KhPI”, 2002. – №2. – P. 7–21.
Daffy Dzh., Bekman U.A. Teplovыe protsessы s yspolzovanyem solnechnoi эnerhyy. – M.: Myr, 1977. – 420 p.
Selykhov Yu.A., Ved V.E., Bukhkalo S.Y., Kostyn V.M. Konstruktsyonnыe oso- bennosty uvelychenyia эffektyvnosty rabotы helyoustanovok // Эkotekhnolohyy y resursosberezhenye– Kyev: Typohrafyia NAN Ukraynы, 2004.– № 3. – P. 70–75.
Polimerna kompozytsiia. Patent Ukrainy № 72078 A, Biul.№ 1, 2005.
Dvokonturna heliovodonahrivna ustanovka, Patent Ukrainy, № 64198 A, Biul. № 2, 2004.
Selikhov Yu.A., 2006, Helios water heater. Patent of Ukraine #75178, Bulletin #3. (in Ukrainian).
Selikhov Yu.A., Horbunov K.O., Stasov V.A. Intehratsiia roboty ponovliuvanykh dzherel enerhii dlia hariachoho vodopostachannia ta opaliuvannia budivel / Yu.A. Selikhov,
K.O. Horbunov, V.A. Stasov // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. 2021. – №4.– P. 3–12.
Selykhov Yu.A., Selykhova L.Iu., Selykhova N.V. Dvokonturna heliovodonahrivna ustanovka, Patent Ukrainy, № 64198 A, Biul. № 2, 2004.
Yurii A. Selikhov, Victor A. Kotsarenko, Jiří J. Klemeš, Petro O. Kapustenko/ The Performance of Plastic Solar Collector as Part of Two Contours Solar Unit/ CHEMICAL ENGINEERING TRANSACTIONS VOL. 70, 2018, S. 2053-2058, Copyright © 2018, AIDIServizi S.r.l.
Selykhov Yu.A., Selykhova L.Iu. Polimerna kompozytsiia, Patent Ukrainy, № 72078 A, Biul. № 10, 2004.
Selykhov Yu.A., Kotsarenko V.O. Otsenka эffektyvnosty teploэnerhetycheskykh pokazatelei system solnechnoho horiacheho vodosnabzhenyia. Vestnyk NTU "KhPY" № 14, 2005, – P. 37–41.
Yurii A. Selikhov, Jiří Jaromír Klemeš, Petro Kapustenko, Olga Arsenyeva/ The study of flat plate solar collector with absorbing elements from a polymer material/ Energy Volume 256, 1 October 2022, 124677, pp. 2056–2071 © 2022 OOO «Эlzevyr».
Kotsarenko V.O., Selikhov Yu.A., Horbunov K.O. Rozrakhunky v seredovyshchi Excel: navch. posib. – Kharkiv: Vyd-vo «Pidruchnyk NTU «KhPI», 2011. – 272 p.
Selykhov Yu.A. Kotsarenko V.A. Horbunov K.A. Horbunova O.V. Optymyzatsyia rabotы solnechnoi ustanovky dlia horiacheho vodosnabzhenyia y otoplenyia zdanyi / Yu.A. Selikhov, V.O. Kotsarenko, K.O. Horbunov, O.V. Horbunova // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. 2015. - №4. – P. 15–20.
Selykhov Yu.A., Kotsarenko V.A. Yntehratsyia protsessa teploobmena solnechnoi ustanovky. Naukovi pratsi ONAPT, Tom 82, Vyp. 1, S.87-93, ONAKhT, Odessa, 2018.
SNyP 2.01.01-82. Stroytelnaia klymatolohyia y heofyzyka, Stroiyzdat, M., 1983.
SNyP 2.04.01-85. Vnutrennyi vodoprovod y kanalyzatsyia zdanyi, Stroiyz-dat, M., 1986.
