Aurinkolämmön syöttö. Aurinkolämmitysjärjestelmä. Vertaa perinteisiin lämmitysjärjestelmiin

Aktiivisten lämmönsyöttöjärjestelmien pääelementti on aurinkokeräin (SC). Absorboija, jonka läpi jäähdytysneste kiertää; rakenne on lämpöeristetty takaa ja lasitettu edestä.

Korkean lämpötilan lämmitysjärjestelmissä (yli 100 ° C) käytetään korkean lämpötilan aurinkokeräimiä. Tällä hetkellä tehokkaimpana niistä pidetään Luza -aurinkokeräintä, joka on parabolinen kouru, jonka keskellä on musta putki, johon auringon säteily on keskittynyt. Tällaiset keräimet ovat erittäin tehokkaita tapauksissa, joissa on tarpeen luoda yli 100 ° C lämpötilaolosuhteet teollisuudelle tai höyryntuotannolle sähköteollisuudessa. Niitä käytetään joissakin Kalifornian aurinkolämpölaitoksissa; Pohjois -Euroopassa ne eivät ole riittävän tehokkaita, koska ne eivät voi käyttää hajallaan olevaa auringon säteilyä.

Maailman kokemus... Australiassa muiden kuin nesteiden käyttäminen alle 100 ° C: n lämpötiloihin kuluttaa noin 20% kulutetusta energiasta. On todettu, että 80%: n maaseudun asuinrakennusten lämmintä vettä varten henkilöä kohden tarvitaan 2 ... 3 m2 aurinkokeräimen pintaa ja vesisäiliö, jonka tilavuus on 100 ... 150 litraa. Laitteistot, joiden pinta -ala on 25 m2 ja vedenlämmitin 1000 ... 1500 litraa, jotka tarjoavat lämmintä vettä 12 henkilölle, ovat erittäin kysyttyjä.

Isossa -Britanniassa maaseutualueiden asukkaat täyttävät 40 ... 50% lämpöenergian tarpeestaan ​​käyttämällä auringon säteilyä.

Saksassa Dusseldorfin lähellä sijaitsevalla tutkimusasemalla on testattu aktiivinen aurinkolämmityslaite (keräilijäpinta -ala 65 m2), joka mahdollistaa keskimäärin 60% tarvittavasta lämmöstä vuodessa ja 80 ... 90 % kesällä. Saksan olosuhteissa 4 hengen perhe voi täysin hankkia itselleen lämpöä energiakaton ollessa läsnä 6 ... 9 m2.

Aurinkoenergiaa käytetään eniten kasvihuoneiden lämmittämiseen ja keinotekoisen ilmaston luomiseen; Sveitsissä on testattu useita tapoja käyttää aurinkoenergiaa tähän suuntaan.

Saksassa (Hannoverissa) Tekniikan, puutarhatalouden ja maatalouden instituutti tutkii mahdollisuutta käyttää kasvihuoneen vieressä olevia tai sen rakenteeseen rakennettuja aurinkokeräimiä sekä itse kasvihuoneita aurinkokeräimenä käyttämällä värillistä nestettä kaksinkertaisen kasvihuonepeitteen ja lämmitetyn aurinkosäteilyn kautta Tutkimukset ovat osoittaneet, että Saksan ilmasto -olosuhteissa vain aurinkoenergiaa käyttävä lämmitys ympäri vuoden ei täysin vastaa lämmöntarvetta. Saksan nykyaikaiset aurinkokeräimet voivat vastata maatalouden tarpeisiin lämpimässä vedessä kesällä 90%, talvella 29 ... 30%ja siirtymäkaudella - 55 ... 60%.

Aktiiviset aurinkolämmitysjärjestelmät ovat yleisimpiä Israelissa, Espanjassa, Taiwanissa, Meksikossa ja Kanadassa. Pelkästään Australiassa yli 400 000 talossa on aurinkolämmittimet. Israelissa yli 70% kaikista omakotitaloista (noin 900 000) on varustettu aurinkokeräimellä varustetuilla aurinkolämmittimillä, joiden kokonaispinta-ala on 2,5 miljoonaa m2, mikä mahdollistaa vuotuisen polttoainesäästön noin 0,5 miljoonalla kärjellä .

Tasaisten IC: ien rakentava parantaminen tapahtuu kahteen suuntaan:

• uusien ei-metallisten rakenteellisten materiaalien etsiminen;
• absorboivan läpikuultavan elementin kriittisimmän yksikön optisten ja lämpöominaisuuksien parantaminen.

Nbsp; LASKEMINEN Aurinkolämpökeräimiä käyttävät lämmönjakelujärjestelmät Menetelmäohjeet laskenta- ja graafisen työn suorittamiseen kaikenlaisen koulutuksen opiskelijoille erikoisalalla Voimalaitokset, ei-perinteisiin ja uusiutuviin energialähteisiin perustuvat voimalaitokset LASKEMINEN Aurinkolämpökeräimiä käyttävät lämmönjakelujärjestelmät: ohjeet laskennallisten ja graafisten töiden suorittamisesta kaikenlaisen koulutuksen opiskelijoille erikoisalalla Voimalaitokset, ei-perinteisiin ja uusiutuviin energialähteisiin perustuvat voimalaitokset / A. V. SISÄLTÖ 1. TEOREETTISET MÄÄRÄYKSET 1.1. Litteän aurinkokeräimen rakenne ja pääominaisuudet 1.2. Aurinkolämmön syöttöjärjestelmien peruselementit ja kaaviot 2. SUUNNITTELUVAIHEET 3. LÄMMÖN LASKEMINEN LÄMMITYSRAKENNUKSIIN 3.1. Perussäännökset 3.2. Siirtolämpöhäviöiden määrittäminen 3.3. Ilman lämmityksen lämmönkulutuksen määrittäminen 3.4. Lämpimän käyttöveden lämmityskustannusten määrittäminen 4. AURINKOLÄMMÖN JÄRJESTELMÄN LASKEMINEN BIBLIOGRAFIA TEOREETTISET MÄÄRÄYKSET

Litteän aurinkokeräimen rakenne ja pääominaisuudet

Litteä aurinkokeräin (SC) on aurinkolämmitys- ja käyttövesijärjestelmien pääelementti. Sen toimintaperiaate on yksinkertainen. Suurin osa keräilijälle putoavasta auringon säteilystä imeytyy pintaan, joka on "musta" suhteessa auringon säteilyyn. Osa absorboidusta energiasta siirtyy kollektorin läpi kiertävään nesteeseen ja loput menetetään lämmönvaihdon seurauksena ympäristön kanssa. Nesteen kuljettama lämpö on hyödyllistä lämpöä, joka joko varastoidaan tai käytetään lämmityskuorman kattamiseen.

Keräimen pääelementit ovat seuraavat: absorboiva levy, joka on yleensä valmistettu metallista ja jossa on heijastamaton musta pinnoite, joka absorboi parhaiten auringon säteilyä; putket tai kanavat, joiden läpi neste tai ilma kiertää ja jotka ovat lämpökosketuksessa absorboivaan levyyn; levyn pohja- ja sivureunojen lämmöneristys; yksi tai useampi ilmarako, joka on erotettu läpinäkyvillä pinnoitteilla levyn eristämiseksi ylhäältä; ja lopuksi kotelo kestävyyttä ja säänkestävyyttä varten. Kuviossa 1 Kuvio 1 esittää veden- ja ilmalämmittimen poikkileikkauksia.

Riisi. 1. Kaavamainen esitys aurinkokeräimistä, joissa on vettä ja ilmaa: 1 - lämmöneristys; 2 - ilmakanava; 3 - läpinäkyvät pinnoitteet; 4 - absorboiva levy; 5 - levyyn liitetyt putket.

Läpinäkyvä kansi on yleensä lasia. Lasilla on erinomainen säänkestävyys ja hyvät mekaaniset ominaisuudet. Se on suhteellisen halpaa ja sillä on alhainen rautaoksidipitoisuus ja se voi olla erittäin läpinäkyvä. Lasin haitat ovat hauraus ja suuri paino. Lasin lisäksi voidaan käyttää myös muovimateriaaleja. Muovit ovat yleensä vähemmän alttiita rikkoutumiselle, kevyitä ja edullisia soisilla levyillä. Se ei kuitenkaan yleensä ole niin säänkestävä kuin lasi. Muovilevyn pinta naarmuuntuu helposti ja monet muovit hajoavat ja muuttuvat keltaisiksi ajan myötä, mikä vähentää auringon siirtymistä ja mekaanista lujuutta. Toinen lasin etu muoviin nähden on, että lasi absorboi tai heijastaa kaiken pitkäaaltoisen (lämpösäteilyn), joka laskee sitä absorboivasta levystä. Säteilyn aiheuttamat lämpöhäviöt ympäristöön vähenevät tehokkaammin kuin muovipinnoitteen tapauksessa, joka lähettää osan pitkän aallon säteilystä.

Litteä keräin absorboi sekä suoraa että hajaantunutta säteilyä. Suora säteily saa auringonvalossa olevan kohteen heittämään varjon. Pilvet ja pöly heijastavat ja hajottavat diffuusia säteilyä ennen kuin saavuttavat maan pinnan; toisin kuin suora säteily, se ei tuota varjoja. Litteä keräin asennetaan yleensä pysyvästi rakennukseen. Sen suunta riippuu sijainnista ja vuodenajasta, jolloin aurinkovoimalaa aiotaan käyttää. Litteä keräin tuottaa huonolaatuista lämpöä, jota tarvitaan veden lämmittämiseen ja huoneen lämmitykseen.

Keskittäviä (keskittäviä) aurinkokeräimiä, myös niitä, joissa on parabolinen tai Fresnel -rikastin, voidaan käyttää aurinkolämmitysjärjestelmissä. Useimmat tarkennuskeräimet käyttävät vain suoraa auringon säteilyä. Keskityskollektorin etuna litteään kollektoriin verrattuna on se, että sen pinta -ala on pienempi, josta lämpöä menetetään ympäristöön, ja siksi työneste voidaan lämmittää siinä korkeampiin lämpötiloihin kuin litteissä keräimissä. Kuitenkin lämmityksen ja käyttöveden tarjonnan kannalta korkeammalla lämpötilalla ei ole (tai ei ollenkaan) merkitystä. Useimmissa keskitysjärjestelmissä keräimen on seurattava auringon asentoa. Järjestelmät, jotka eivät näytä aurinkoa, on yleensä säädettävä useita kertoja vuodessa.

Olisi tehtävä ero säiliön hetkellisten ominaisuuksien (eli ominaispiirteet tiettynä ajankohtana riippuen senhetkisistä sää- ja käyttöolosuhteista) ja sen pitkän aikavälin ominaisuuksien välillä. Käytännössä aurinkokeräin toimii monenlaisissa olosuhteissa ympäri vuoden. Joissakin tapauksissa käyttötavalle on ominaista korkea lämpötila ja alhainen keräimen hyötysuhde, toisissa tapauksissa päinvastoin alhainen lämpötila ja korkea hyötysuhde.

Keräimen toiminnan huomioon ottamiseksi vaihtelevissa olosuhteissa on tarpeen määrittää sen hetkellisten ominaisuuksien riippuvuus sää- ja käyttötekijöistä. Keräimen ominaisuuksien kuvaamiseksi tarvitaan kaksi parametria, joista toinen määrittää absorboidun energian määrän ja toinen määrittää lämpöhäviön ympäristöön. Nämä parametrit määritetään parhaiten testeillä, jotka mittaavat säiliön hetkellistä tehokkuutta sopivissa olosuhteissa.

Keräimestä tiettynä ajankohtana poistettu hyödyllinen energia on keräyslevyn absorboiman aurinkoenergian määrän ja ympäristölle menetetyn energian erotus. Lähes kaikkien olemassa olevien litteiden keräysrakenteiden laskennassa käytettävä yhtälö on:

missä on keräimestä poistettu hyödyllinen energia ajan yksikköä kohti, W; - keräilijäalue, m 2; - lämmönpoistokerroin keräimestä; - koko auringon säteilyn vuontiheys keräimen tasossa W / m 2; - läpinäkyvien pinnoitteiden siirtokapasiteetti suhteessa auringon säteilyyn; - keräilylevyn imukyky suhteessa auringon säteilyyn; - keräimen kokonaislämpöhäviökerroin, W / (m 2 ° С); - nesteen lämpötila keräimen tuloaukossa, ° С; - ympäristön lämpötila, ° С.

Kollektoriin milloin tahansa putoava aurinkosäteily koostuu kolmesta osasta: suora säteily, hajasäteily ja maasta tai ympäröivistä esineistä heijastunut säteily, jonka määrä riippuu keräimen kallistuskulmasta horisonttiin ja niiden luonteesta esineitä. Kun keräin testataan, säteilyn vuon tiheys Minä mitataan pyranometrillä, joka on asennettu samaan kallistuskulmaan horisonttiin kuin keräin. Käytetään laskelmissa f-menetelmä edellyttää tietoa aurinkosäteilyn keskimääräisestä kuukausittaisesta saapumisesta keräimen pinnalle. Useimmiten viitekirjat sisältävät tietoja keskimääräisestä kuukausittaisesta säteilyn saapumisesta vaakasuoralle pinnalle.

Keräilevyn absorboiman auringon säteilyn vuontiheys jossain vaiheessa on yhtä suuri kuin tulevan säteilyn vuon tiheyden tulo Minä, läpinäkyvän päällystysjärjestelmän siirtokapasiteetti t ja keräyslevyn imukyky a... Molemmat jälkimmäiset suuret riippuvat materiaalista ja auringon säteilyn tulokulmasta (eli normaalin pinnan ja auringon säteiden suunnan välisestä kulmasta). Auringon säteilyn suorat, hajaantuneet ja heijastuneet komponentit tulevat keräimen pintaan eri kulmista. Siksi optiset ominaisuudet t ja a olisi laskettava ottaen huomioon kunkin komponentin osuus.

Keräin menettää lämpöä monin eri tavoin. Lämpöhäviöt levystä läpinäkyviin pinnoitteisiin ja pintamaalista ulkoilmaan tapahtuvat säteilyn ja konvektion avulla, mutta näiden häviöiden suhde ensimmäisessä ja toisessa tapauksessa ei ole sama. Lämpöhäviö keräimen eristettyjen pohja- ja sivuseinien läpi johtuu lämmönjohtavuudesta. Keräimet on suunniteltava siten, että kaikki lämpöhäviöt ovat mahdollisimman pienet.

Kokonaishäviökertoimen tuote U L ja yhtälön (1) lämpötilaero edustaa absorptiolevyn lämpöhäviötä edellyttäen, että sen lämpötila on kaikkialla sama kuin nesteen lämpötila sisääntulossa. Kun nestettä kuumennetaan, keräyslevyn lämpötila on korkeampi kuin nesteen lämpötila sisääntulossa. Tämä on välttämätön edellytys lämmön siirtymiselle levyltä nesteeseen. Siksi todellinen lämpöhäviö keräimestä on suurempi kuin tuotteen arvo. Häviöero otetaan huomioon lämpöä hylkivän kerroimen avulla F R.

Kokonaistappio U L on yhtä suuri kuin häviökertoimien summa läpinäkyvän eristyksen, keräimen pohjan ja sivuseinien kautta. Hyvin suunnitellulla keräimellä kahden viimeisen tekijän summa on yleensä noin 0,5 - 0,75 W / (m 2 ° C). Läpinäkyvän eristyksen aiheuttama häviökerroin riippuu absorboivan levyn lämpötilasta, läpinäkyvien pinnoitteiden lukumäärästä ja materiaalista, levyn tummuusasteesta spektrin infrapunaosassa, ympäristön lämpötilasta ja tuulen nopeudesta.

Yhtälö (1) on kätevä laskea aurinkoenergiajärjestelmiä, koska keräimen hyötyenergia määräytyy sisääntulon nesteen lämpötilan mukaan. Lämpöhäviö ympäristölle riippuu kuitenkin absorptiolevyn keskilämpötilasta, joka on aina korkeampi kuin sisääntulolämpötila, jos neste kuumennetaan jakoputken läpi. Lämmönpoistokerroin F R on yhtä suuri kuin todellisen hyödyllisen energian suhde, kun säiliön nesteen lämpötila nousee virtaussuunnassa, hyötyenergiaan, kun koko absorbointilevyn lämpötila on sama kuin nesteen lämpötila sisääntulo.

Kerroin F R riippuu nesteen virtausnopeudesta keräimen läpi ja absorboivan levyn rakenteesta (paksuus, materiaalin ominaisuudet, putkien välinen etäisyys jne.) ja on lähes riippumaton auringon säteilyn voimakkuudesta ja absorboivan levyn lämpötiloista ja ympäristöstä.

Aurinkolämmitysjärjestelmien peruselementit ja kaaviot

Aurinkolämmitysjärjestelmät (tai aurinkovoimalat) voidaan jakaa passiivisiin ja aktiivisiin. Yksinkertaisimmat ja halvimmat ovat passiiviset järjestelmät eli "aurinkotalot", jotka käyttävät rakennuksen arkkitehtonisia ja rakenteellisia elementtejä aurinkoenergian keräämiseen ja jakamiseen eivätkä vaadi lisälaitteita. Useimmiten tällaiset järjestelmät sisältävät mustan rakennuksen seinän, joka on etelään päin, jonkin matkan päässä läpinäkyvästä peitteestä. Seinän ylä- ja alaosassa on aukkoja, jotka yhdistävät seinän ja läpinäkyvän päällysteen välisen tilan rakennuksen sisäosaan. Auringon säteily lämmittää seinää: seinän yli pesevä ilma lämpenee siitä ja virtaa yläaukon läpi rakennuksen tiloihin. Ilmankierto tapahtuu joko luonnollisella konvektiolla tai tuulettimella. Huolimatta joistakin passiivisten järjestelmien eduista käytetään pääasiassa aktiivisia järjestelmiä, joissa on erityisesti asennettuja laitteita auringon säteilyn keräämiseksi, varastoimiseksi ja jakamiseksi, koska nämä järjestelmät parantavat rakennuksen arkkitehtuuria, lisäävät aurinkoenergian käytön tehokkuutta ja tarjoavat myös enemmän mahdollisuuksia lämpökuorman säätämiseen ja käyttöalueen laajentamiseen. Aktiivisen aurinkolämpöjärjestelmän elementtien valinta, koostumus ja sijoittelu kussakin yksittäistapauksessa määräytyvät ilmastotekijöiden, kohteen tyypin, lämmönkulutustilan ja taloudellisten indikaattoreiden mukaan. Näiden järjestelmien erityisosa on aurinkokeräin; käytettyjä elementtejä, kuten lämmönvaihtimia, akkuja, varalämmönlähteitä, saniteettiliittimiä, käytetään laajalti teollisuudessa. Aurinkokeräin muuntaa auringon säteilyn lämmöksi, joka siirretään keräimessä kiertävään lämmitettyyn jäähdytysnesteeseen.

Edellä kuvattujen peruselementtien lisäksi aurinkolämmön syöttöjärjestelmät voivat sisältää pumppuja, putkistoja, instrumentointi- ja automaatioelementtejä jne. Näiden elementtien erilainen yhdistelmä johtaa monenlaisiin aurinkolämpöjärjestelmiin ominaisuuksiensa ja kustannustensa suhteen. Aurinkovoimalaitosten käytön perusteella voidaan ratkaista asuin-, toimisto-, teollisuus- ja maatalouslaitosten lämmitys-, jäähdytys- ja käyttövesihuolto -ongelmat.

Aurinkovoimalaitoksilla on seuraava luokitus:

1) tarkoituksen mukaan:

Kuuman veden syöttöjärjestelmät;

Lämmitysjärjestelmät;

Yhdistelmät lämmitys- ja jäähdytystarkoituksiin;

2) käytetyn jäähdytysnesteen tyypin mukaan:

Neste;

Ilma;

3) työn keston mukaan:

Ympäri vuoden;

Kausiluonteinen;

4) järjestelmän teknisen ratkaisun mukaan:

Yhden piirin;

Kaksoispiiri;

Monipiiri.

Aurinkolämmitysjärjestelmissä yleisimmin käytetyt lämmönsiirtimet ovat nesteet (vesi, etyleeniglykoliliuos, orgaaninen aine) ja ilma. Jokaisella niistä on tiettyjä etuja ja haittoja. Ilma ei jääty, ei aiheuta suuria ongelmia, jotka liittyvät laitteen vuotoihin ja korroosioon. Ilman alhaisen tiheyden ja lämpökapasiteetin, ilmalaitteistojen mittojen vuoksi jäähdytysnesteen pumppaamiseen tarvittava virrankulutus on kuitenkin suurempi kuin nestejärjestelmien. Siksi useimmissa aurinkolämmitysjärjestelmissä etusija annetaan nesteille. Asuntojen ja yhteisöjen tarpeisiin tärkein lämmönsiirto on vesi.

Kun aurinkokeräimet toimivat negatiivisten ulkolämpötilojen aikana, on joko käytettävä pakkasnestettä jäähdytysnesteenä tai jollakin tavalla vältettävä jäähdytysnesteen jäätyminen (esimerkiksi tyhjentämällä vesi ajoissa, lämmittämällä se ja eristämällä aurinkokeräin) ).

Pienikokoisia kuluttajia tarjoavat pienitehoiset aurinkolämmön syöttöjärjestelmät toimivat usein lämmönsiirtimen luonnollisen kierron periaatteella. Vesisäiliö sijaitsee aurinkokeräimen yläpuolella. Tämä vesi syötetään SC: n alaosaan, joka sijaitsee tietyssä kulmassa, missä se alkaa kuumentua, muuttaa sen tiheyttä ja nousta painovoiman avulla ylös keräyskanavien kautta. Sitten se tulee säiliön yläosaan, ja kylmä vesi ottaa sen paikan keräimessä sen pohjasta. Luonnonkierto on asetettu. Tehokkaammissa ja tehokkaammissa järjestelmissä vesi kiertää aurinkopiirissä pumpun avulla.

Kaavamaiset kaaviot aurinkolämmön syöttöjärjestelmistä on esitetty kuvassa. 2, 3, voidaan jakaa kahteen pääryhmään: asennukset, jotka toimivat avoimessa tai suoravirtaisessa piirissä (kuva 2); suljetussa piirissä toimivat laitteet (kuva 3). Ensimmäisen ryhmän laitteissa jäähdytysneste syötetään aurinkokeräimiin (kuva 2a, b) tai aurinkopiirin lämmönvaihtimeen (kuva 2c), jossa se lämpenee ja tulee joko suoraan kuluttajalle tai varastosäiliö. Jos lämmönsiirtimen lämpötila aurinkovoimalan jälkeen osoittautuu asetetun tason alapuolelle, lämmönsiirto lämmitetään tarpeettomassa lämmönlähteessä. Tarkasteltavia järjestelmiä käytetään pääasiassa teollisuuslaitoksissa, järjestelmissä, joissa on pitkäaikainen lämmön varastointi. Jotta jäähdytysnesteen lämpötila pysyisi tasaisena kollektorin ulostulossa, on tarpeen muuttaa jäähdytysnesteen virtausnopeutta auringon säteilyn voimakkuuden muutosten lain mukaisesti päivän aikana, mikä edellyttää automaattisten laitteiden ja monimutkaistaa järjestelmää. Toisen ryhmän kaavioissa lämmönsiirto aurinkokeräimistä suoritetaan joko varastosäiliön tai jäähdytysnesteiden suoran sekoittamisen kautta (kuva 3 a) tai lämmönvaihtimen kautta, joka voi sijaita sekä säiliö (kuva 1.4 b) ja sen ulkopuolella (kuva 3 c). Lämmitetty jäähdytysneste tulee kuluttajaan säiliön kautta ja tarvittaessa lämmitetään tarpeettomassa lämmönlähteessä. Laitteet, jotka toimivat kuvassa esitettyjen kaavioiden mukaisesti Kuvio 3 voi olla yksipiirinen (kuva 3a), kaksipiirinen (kuva 3b) tai monipiirinen (kuva 3c, d).

Riisi. 2. Kaaviot suoravirtausjärjestelmistä: 1-aurinkokeräin; 2- akku; 3-lämmönvaihdin

Riisi. 3. Kaavio auringon lämmitysjärjestelmistä

Tämän tai sen järjestelmän muunnelman soveltaminen riippuu kuorman luonteesta, kuluttajan tyypistä, ilmastosta, taloudellisista tekijöistä ja muista olosuhteista. Tarkastellaan kuviossa. Kolme järjestelmää ovat löytäneet suurimman sovelluksen tällä hetkellä, koska ne erottuvat toisistaan ​​suhteellisen yksinkertaisella ja luotettavalla toiminnalla.

TYÖSUORITUKSEN VAIHEET

Selvitys- ja graafinen työ koostuu seuraavista päävaiheista:

1) Piirustuksen "Rakennussuunnitelma" toteuttaminen.

2) Lämmitysjärjestelmän lämmitysjärjestelmän valinta aurinkokeräimillä

3) Piirustuksen "Lämmitys- ja käyttövesijärjestelmä aurinkokeräimillä" toteuttaminen

4) Lämmityskuorman laskeminen (lämmitys ja käyttövesi).

5) Aurinkolämmitysjärjestelmän laskeminen ja aurinkoenergian tuottaman lämpökuorman osuus f- menetelmä.

6) Selittävä huomautus.

MINISTERI ENERGIA JA SÄHKÖ Neuvostoliitto

TIETEELLINEN JA TEKNINEN LAITOS
ENERGIA JA SÄHKÖ

OHJEET
LASKEMINEN JA SUUNNITTELU
AURINKOLÄMMÖN JÄRJESTELMÄT

RD 34.20.115-89

SOYUZTEKHENERGO PARAS KOKEMUSPALVELU

Moskova 1990

KEHITETTY Valtion työvoimatutkimuslaitoksen punaisen lipun tilaus. G.M. Krzhizhanovsky

Urakoitsijat M.N. EGAY, O. M. A. S. Korshunov LEONOVICH, V.V. NUSTAIKIN, V.K. RYBALKO, B.V. TARNIZHEVSKY, V.G. BULYCHEV

HYVÄKSYMÄ Energian ja sähköistyksen tieteellinen ja tekninen pääosasto 07.12.89

Päällikkö V.I. GORI

Voimassaoloaika on asetettu

01.01.90 alkaen

01/01/92 asti

Nämä ohjeet vahvistavat laskentamenettelyn ja sisältävät suosituksia asuin-, julkisten ja teollisuusrakennusten ja -rakennusten aurinkolämpöjärjestelmien suunnittelusta.

Ohjeet on tarkoitettu suunnittelijoille ja insinööreille, jotka osallistuvat aurinkolämmön syöttö- ja käyttövesijärjestelmien kehittämiseen.

... YLEISET MÄÄRÄYKSET

missä f - osuus aurinkoenergian tuottamasta keskimääräisestä vuotuisesta lämpökuormasta;

missä F. - SC: n pinta -ala, m 2.

jossa H on keskimääräinen vuotuinen aurinkosäteily vaakasuoralla pinnalla, kWh / m 2 ; sijaitsee sovelluksesta;

a, b - parametrit, jotka määritetään yhtälöistä () ja ()

missä r - rakennuksen verhouksen lämmöneristysominaisuuksille ominaista kiinteän käyttövesikuorman arvon ollessa päivittäisen lämmityskuorman suhde ulkoilman lämpötilassa 0 ° C päivittäiseen käyttövesikuormitukseen. Sitä enemmän r , sitä suurempi on lämmityskuorman osuus verrattuna käyttöveden kuormitusosuuteen ja sitä epätäydellisempi rakennusrakenne on lämpöhäviöiden suhteen; r = 0 oletetaan laskettaessa vain käyttövesijärjestelmää. Ominaisuus määritetään kaavalla

jossa λ on rakennuksen ominaislämpöhäviö, W / (m 3 ° С);

m - tuntimäärä päivässä;

k - ilmanvaihdon ilmanvaihto, 1 / vrk;

ρ tuumaa - ilman tiheys 0 ° С, kg / m 3;

f - korvausaste, suunnilleen 0,2 - 0,4.

Arvot λ, k, V, t in, s on määritelty FTS: n suunnittelussa.

Kerroin α arvot aurinkokeräimille II ja III tyypit

Solar arvot aurinkokeräimille II ja III tyypit

Kerrointen a ja b arvotovat pöydästä. ...

Kertoimien a ja b riippuen aurinkokeräimen tyypistä

missä q i - SGWS: n vuotuinen lämmitysteho arvoilla f muu kuin 0,5;

Δq - käyttöveden vuotuisen ominaislämmitystehon muutos,%.

Muutos vuosittaisen lämmitystehon arvossaΔq aurinkosäteilyn vuotuisesta panoksesta vaakasuoralle pinnalle H ja kerroin f

Liite 2

Aurinkokeräimien lämpöominaisuudet

Liite 3

Aurinkokeräimien tekniset ominaisuudet

Liite 4

TT-tyyppisten läpivirtauslämmönvaihtimien tekniset ominaisuudet

Liite 5

Auringon kokonaissäteilyn vuotuinen saapuminen vaakasuoralle pinnalle (N), kWh / m2

Huomautuksia e. Kaliumkarbonaattiin perustuvilla lämmönsiirtonesteillä on seuraavat koostumukset (massaosuus):

Resepti 1 Resepti 2

Kaliumkarbonaatti, 1,5-vesi 51,6 42,9

Natriumfosfaatti, 12-vesipitoinen 4,3 3,57

Natriumsilikaatti, 9-vesipitoinen 2,6 2,16

Natriumtetraboraatti, 10-vesipitoinen 2,0 1,66

Fluoreskoiini 0,01 0,01

Vesi Jopa 100 Jopa 100

Aurinkovoimalaitosten käytön perusteella voidaan ratkaista asuin-, toimisto-, teollisuus- ja maatalouslaitosten lämmitys-, jäähdytys- ja käyttövesihuolto -ongelmat. Aurinkovoimalaitoksilla on seuraava luokitus:

• käyttötarkoituksen mukaan: kuumavesijärjestelmät; lämmitysjärjestelmät; yhdistetyt asennukset lämmön ja kylmän toimittamiseen;
• käytetyn lämmönsiirtotyypin mukaan: neste; ilma;
• työn keston mukaan: ympäri vuoden; kausiluonteinen;
• järjestelmän teknisen ratkaisun mukaan: yksipiiri; kaksipiirinen; monipiiri.

Aurinkolämmitysjärjestelmissä yleisimmin käytetyt lämmönsiirtimet ovat nesteet (vesi, etyleeniglykoliliuos, orgaaninen aine) ja ilma. Jokaisella niistä on tiettyjä etuja ja haittoja. Ilma ei jääty, ei aiheuta suuria ongelmia, jotka liittyvät laitteen vuotoihin ja korroosioon. Ilman alhaisen tiheyden ja lämpökapasiteetin, ilmalaitteistojen mittojen vuoksi jäähdytysnesteen pumppaamiseen tarvittava virrankulutus on kuitenkin suurempi kuin nestejärjestelmien. Siksi useimmissa aurinkolämmitysjärjestelmissä etusija annetaan nesteille. Asuntojen ja yhteisöjen tarpeisiin tärkein lämmönsiirto on vesi.

Kun aurinkokeräimet toimivat negatiivisten ulkolämpötilojen aikana, on joko käytettävä pakkasnestettä jäähdytysnesteenä tai jollakin tavalla vältettävä jäähdytysnesteen jäätyminen (esimerkiksi tyhjentämällä vesi ajoissa, lämmittämällä se ja eristämällä aurinkokeräin) ).

Ympärivuotisen käyttöveden aurinkosähkölaitteet, joissa on varalämmönlähde, voidaan varustaa maaseututaloilla, monikerroksisilla ja kerrostaloilla, terveyskeskuksilla, sairaaloilla ja muilla kohteilla. Kausittaiset asennukset, kuten esimerkiksi pioneerileirien suihkulaitteistot, täysihoitolat, geologien, rakentajien, paimenten liikkuvat asennukset, toimivat yleensä kesällä ja vuoden siirtymäkuukausina, jolloin ulkolämpötila on positiivinen. Niillä voi olla päällekkäinen lämmönlähde tai pärjätä ilman sitä laitoksen tyypistä ja käyttöolosuhteista riippuen.

Aurinkolämmön käyttöveden syöttöyksiköiden kustannukset voivat olla 5–15% kohteen kustannuksista ja riippuvat ilmasto -olosuhteista, laitteiden kustannuksista ja niiden kehitysasteesta.

Lämmitysjärjestelmiin tarkoitetuissa aurinkopaneeleissa lämmönsiirtiminä käytetään sekä nesteitä että ilmaa. Monipiirisissä aurinkovoimaloissa eri piireissä voidaan käyttää erilaisia ​​jäähdytysaineita (esimerkiksi aurinkopiirissä - vesi, jakelupiirissä - ilma). Maassamme veden aurinkosähkölaitteistot lämmönsyöttöön ovat yleisiä.

Lämmitysjärjestelmiin tarvittava aurinkokeräinten pinta-ala on yleensä 3-5 kertaa kuuman veden järjestelmien keräilijöiden pinta-ala, joten näiden järjestelmien käyttöaste on alhaisempi erityisesti kesäkaudella. Lämmitysjärjestelmän asennuskustannukset voivat olla 15-35% kohteen kustannuksista.

Yhdistettyihin järjestelmiin voi kuulua ympärivuotisia lämmitys- ja käyttövesihuoltolaitteita sekä lämpöpumpun ja lämpöputken lämmön- ja kylmäsyötön tilassa toimivia laitteistoja. Näitä järjestelmiä ei vielä käytetä laajalti teollisuudessa.

Keräimen pintaan saapuvan auringonsäteilyn vuon tiheys määrää suurelta osin aurinkolämpöjärjestelmien lämpötekniikan sekä tekniset ja taloudelliset indikaattorit.

Auringon säteilyn vuon tiheys vaihtelee päivän aikana ja ympäri vuoden. Tämä on yksi aurinkoenergiaa käyttävien järjestelmien ominaispiirteistä, ja kun suoritetaan erityisiä suunnittelulaskelmia aurinkovoimaloille, E: n lasketun arvon valinta on ratkaiseva.

Auringonlämmön syöttöjärjestelmän suunnittelukaaviona harkitaan kuvassa 3.3 esitettyä kaaviota, jonka avulla voidaan ottaa huomioon eri järjestelmien toiminnan erityispiirteet. Aurinkokeräin 1 muuntaa auringonsäteilyn energian lämmöksi, joka siirretään varastosäiliöön 2 lämmönvaihtimen 3 kautta. Lämmönvaihdin voidaan sijoittaa itse säiliöön. Jäähdytysnesteen kierto tapahtuu pumpun avulla. Lämmitetty jäähdytysneste tulee käyttövesi- ja lämmitysjärjestelmiin. Jos aurinkosäteilyä ei ole tai se puuttuu, käyttöveden tai lämmityksen 5 varalämmönlähde kytketään päälle.

Kuva 3.3. Aurinkolämpöjärjestelmän kaavio: 1 - aurinkokeräimet; 2 - kuumavesisäiliö; 3 - lämmönvaihdin; 4 - rakennus, jossa on lattialämmitys; 5 - varmuuskopiointi (lisäenergian lähde); 6 - passiivinen aurinkokunta; 7 - pikkukivi akku; 8 - pellit; 9 - tuuletin; 10 - lämpimän ilman virtaus rakennukseen; 11- kierrätetyn ilman syöttö rakennuksesta

Aurinkolämmitysjärjestelmässä käytetään uuden sukupolven aurinkokeräimiä "Raduga", jonka ydinvoimala "kilpailija" parantaa. optiset ominaisuudet.

Järjestelmä käyttää lämmönsiirtimenä: vettä positiivisissa lämpötiloissa tai pakkasnestettä lämmitysjakson aikana (aurinkopiiri), vettä (toinen lattialämmityspiiri) ja ilmaa (kolmas aurinkoilman lämmityspiiri).

Varalähteenä käytettiin sähkökattilaa.

Aurinkosähköjärjestelmien tehokkuuden lisääminen voidaan saavuttaa käyttämällä erilaisia ​​lämpöenergian keräämismenetelmiä, järkevää aurinkokuntajärjestelmien ja lämpökattiloiden ja lämpöpumppulaitteistojen yhdistelmää, aktiivisten ja passiivisten järjestelmien yhdistelmää tehokkaiden välineiden ja menetelmien kehittämiseksi automaattisesta ohjauksesta.

Neuvostoliitossa oli useita aurinkolämmön tieteellisiä ja teknisiä kouluja: Moskova (ENIN, IVTAN, MEI jne.), Kiova (KievZNIIEPIO, Kiovan rakennustekniikan instituutti, Teknisen lämpöfysiikan instituutti jne.), Taškent (Fysiikka ja Uzbekistanin TSR: n tiedeakatemian teknologiainstituutti, TashZNIIEP), Ašgabat (TSSR: n tiedeakatemian aurinkoenergiainstituutti), Tbilisi ("Spetshelioteplomontazh"). 1990 -luvulla Krasnodarin, puolustuskompleksin (Reutovin kaupunki Moskovan alueella ja Kovrov), Marine Technologies -instituutin (Vladivostok) ja Rostovteploelektroproektin asiantuntijat liittyivät tähän työhön. Alkuperäinen aurinkovoimalakoulu luotiin Ulan-Udassa G.P. Kasatkin.

Aurinkolämpö on yksi maailman kehittyneimmistä aurinkoenergian muuntamistekniikoista lämmitykseen, käyttöveden ja jäähdytyksen tuottamiseen. Vuonna 2016 aurinkolämmitysjärjestelmien kokonaiskapasiteetti maailmassa oli 435,9 GW (622,7 miljoonaa m²). Venäjällä aurinkolämpö ei ole vielä saanut laajaa käytännön käyttöä, mikä liittyy pääasiassa suhteellisen alhaisiin lämmön ja sähkön hintoihin. Samana vuonna maassamme oli asiantuntijatietojen mukaan käytössä vain noin 25 tuhatta neliömetriä aurinkovoimaloita. Kuviossa 1 Kuvassa 1 on valokuva Venäjän suurimmasta aurinkovoimalasta Narimanovin kaupungissa Astrahanin alueella, jonka pinta -ala on 4400 m².

Kun otetaan huomioon maailmanlaajuiset suuntaukset uusiutuvan energian kehittämisessä, aurinkolämmön kehittäminen Venäjällä edellyttää kotimaisen kokemuksen ymmärtämistä. On mielenkiintoista huomata, että aurinkoenergian käytännön käyttöä koskevista kysymyksistä Neuvostoliitossa valtion tasolla keskusteltiin vuonna 1949 ensimmäisessä aurinkotekniikan kokouksessa Moskovassa. Erityistä huomiota kiinnitettiin rakennusten aktiivisiin ja passiivisiin aurinkolämmitysjärjestelmiin.

Fyysikko V.A. Mikhelson kehitti ja toteutti aktiivisen järjestelmän projektin vuonna 1920. 1930 -luvulla passiivisia aurinkolämmitysjärjestelmiä kehitti yksi aurinkotekniikan aloittajista - insinööri -arkkitehti Boris Konstantinovich Bodashko (Leningradin kaupunki). Samoina vuosina tekniikan tohtori, professori Boris Petrovich Veinberg (Leningrad) tutki Neuvostoliiton aurinkoenergiavaroja ja kehitti teoreettisen perustan aurinkovoimaloiden rakentamiselle.

Vuosina 1930-1932 KG Trofimov (Taškentin kaupunki) kehitti ja testasi aurinkolämmittimen, jonka lämmityslämpötila oli jopa 225 ° C. Yksi johtavista aurinkokeräimien ja aurinkoenergian käyttövesijärjestelmien (DHW) kehittämisessä oli tohtori. Boris Valentinovich Petukhov. Hänen vuonna 1949 julkaisemassaan kirjassa "Putkimaiset aurinkolämmittimet" hän perusti tasaisten aurinkokeräimien (SC) kehittämisen toteutettavuuden ja tärkeimmät suunnitteluratkaisut. Kymmenen vuoden kokemuksen (1938-1949) pohjalta aurinkovoimaloiden rakentamisesta kuumavesijärjestelmiin hän kehitti menetelmän niiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Näin ollen jo viime vuosisadan ensimmäisellä puoliskolla maassamme tutkittiin kaikenlaisia ​​aurinkolämmön syöttöjärjestelmiä, mukaan lukien aurinkosäteilyn laskentamahdollisuudet ja -menetelmät, neste- ja ilma -aurinkokeräimet, aurinkosähkölaitteet kuumavesihuoltoon aktiiviset ja passiiviset aurinkolämmitysjärjestelmät ....

Useimmilla alueilla Neuvostoliiton tutkimus ja kehitys aurinkolämmön alalla oli johtavassa asemassa maailmassa. Samaan aikaan se ei saanut laajaa käytännön sovellusta Neuvostoliitossa ja kehitettiin aloitteellisesti. Joten, tohtori B. V. Petukhov suunnitteli ja rakensi Neuvostoliiton raja -asemille kymmeniä oman suunnitelmansa mukaisia ​​aurinkovoimaloita.

1980-luvulla niin sanotun "maailmanlaajuisen energiakriisin" käynnistämän ulkomaisen kehityksen jälkeen kotimainen kehitys aurinkoenergian alalla aktivoitui paljon. Uuden kehityksen aloittaja oli Energiainstituutti G. M. Krzhizhanovsky Moskovassa (ENIN), jolla on kokemusta tällä alalla vuodesta 1949 lähtien.

Akateemikko VAKirillin, valtion tiede- ja teknologiakomitean puheenjohtaja, vieraili useissa eurooppalaisissa tieteellisissä keskuksissa, jotka aloittivat laajan tutkimus- ja kehitystyön uusiutuvan energian alalla, ja vuonna 1975 hänen ohjeidensa mukaisesti korkean lämpötilan instituutti Neuvostoliitto Moskovassa (nyt Joint Institute for High Temperatures, JIHT RAS) osallistui tähän suuntaan.

1980-luvulla Moskovan sähkötekniikan instituutti (MEI), Moskovan maanrakennusinstituutti (MISS) ja All-Union-kevytmetallien instituutti (VILS, Moskova) alkoivat 1980-luvulla tutkia aurinkolämmön saantia .

Suuritehoisten aurinkovoimalaitosten kokeellisten hankkeiden kehittämisen toteutti Kokeellisen suunnittelun tutkimus- ja suunnittelukeskus (TsNII EPIO, Moskova).

Toiseksi tärkein tieteellinen ja tekninen keskus aurinkolämmön kehittämiselle oli Kiova (Ukraina). Neuvostoliiton asunto- ja yhteisöpalvelujen aurinkovoimaloiden suunnittelun pääorganisaatio, Neuvostoliiton osavaltio Grazhdanstroy, oli Kiovan vyöhykkeellinen tutkimus- ja suunnitteluinstituutti (KievZNIIEP). Tämän suuntaista tutkimusta suorittivat Kiovan tekninen rakennusinstituutti, Ukrainan tiedeakatemian teknisen termofysiikan instituutti, Ukrainan SSR: n tiedeakatemian materiaalitieteiden ongelmien instituutti ja Kiovan elektrodynamiikan instituutti.

Neuvostoliiton kolmas keskus oli Taškentin kaupunki, jossa Uzbekistanin Neuvostoliiton tiedeakatemian fysikaalis-tekninen instituutti ja Karshin osavaltion pedagoginen instituutti harjoittivat tutkimusta. Aurinkovoimalaitosten hankkeiden kehittämisen suoritti Taškentin alueellinen tutkimus- ja suunnitteluinstituutti TashZNIIEP. Neuvostoliiton aikoina aurinkolämmöstä huolehti Turkmenistanin Neuvostoliiton tiedeakatemian aurinkoenergiainstituutti Ašgabatin kaupungissa. Georgiassa aurinkokeräimiä ja aurinkovoimaloita tutkivat Spetshelioteplomontazh -yhdistys (Tbilisi) ja Georgian energia- ja hydraulirakenteiden tutkimuslaitos.

1990 -luvulla Venäjän federaatiossa Krasnodarin kaupungin, puolustuskompleksin (JSC VPK NPO Mashinostroeniya, Kovrovin mekaaninen tehdas), Marine Technologies -instituutin (Vladivostokin kaupunki), Rostovteploelektroproektin asiantuntijat liittyivät aurinkoenergian tutkimukseen ja suunnitteluun. kasveja sekä Sotšin balneologian instituutti. Työssä esitetään lyhyt katsaus tieteellisiin käsitteisiin ja tekniikan kehitykseen.

Neuvostoliitossa aurinkolämmön toimittamisen tieteellinen organisaatio oli Energy Institute (ENIN *, Moskova) ( n. kirjoittaja: ENIN: n toimintaa aurinkolämmön saralla kuvailee täydellisesti teknillisten tohtorien professori Boris Vladimirovich Tarnizhevsky (1930-2008) artikkelissa "Solar Circle" kokoelmasta "ENIN". Muistoja vanhimmista työntekijöistä ”(2000).), jonka järjesti vuonna 1930 ja jota johti 1950 -luvulle asti Neuvostoliiton sähköteollisuuden johtaja, V.I.Leninin henkilökohtainen ystävä - Gleb Maksimilianovich Krzhizhanovsky (1872-1959).

ENINissä GMKrzhizhanovskyn aloitteesta 1940 -luvulla perustettiin aurinkotekniikan laboratorio, jota johti aluksi teknillinen tohtori, professori FFMolero, ja sitten monien vuosien ajan (vuoteen 1964) asti Tekniset tieteet, professori Valentin Alekseevich Baum (1904-1985), yhdistäen laboratoriopäällikön tehtävät ENINin apulaisjohtajan työhön.

VA Baum ymmärsi heti asian ytimen ja antoi jatko -opiskelijoille tärkeitä neuvoja työn jatkamisesta tai valmistumisesta. Hänen oppilaansa muistelivat laboratorioseminaareja kiitollisina. Ne olivat erittäin mielenkiintoisia ja todella hyvällä tasolla. VA Baum oli erittäin laajalti erikoistunut tiedemies, korkean kulttuurin mies, erittäin herkkä ja tahdikas. Hän säilytti kaikki nämä ominaisuudet kypsään vanhuuteen käyttämällä oppilaidensa rakkautta ja kunnioitusta. Korkea ammattitaito, tieteellinen lähestymistapa ja säädyllisyys erottivat tämän poikkeuksellisen henkilön. Hänen ohjauksessaan valmistettiin yli 100 ehdokas- ja väitöskirjaa.

Vuodesta 1956 lähtien B.V. Tarnizhevsky (1930-2008) on V.A. Baumin jatko-opiskelija ja hänen ideoidensa arvokas seuraaja. Korkea ammattitaito, tieteellinen lähestymistapa ja säädyllisyys erottivat tämän poikkeuksellisen henkilön. Tämän artikkelin kirjoittaja on kymmenien oppilaidensa joukossa. ENIN B.V. Tarnizhevsky työskenteli elämänsä viimeisiin päiviin asti 39 vuotta. Vuonna 1962 hän meni työskentelemään Moskovassa sijaitsevassa All-Venäläisessä virtalähteiden tutkimuslaitoksessa ja palasi sitten 13 vuotta myöhemmin ENINiin.

Vuonna 1964, kun VA Baum valittiin Turkmenistanin SSR: n tiedeakatemian varsinaiseksi jäseneksi, hän lähti Ashgabatiin, missä hän johti fysioteknistä instituuttia. Juri Nikolajevitš Malevskista (1932-1980) tuli hänen seuraajansa aurinkotekniikan laboratorion johtajana. 1970-luvulla hän esitti ajatuksen luoda Neuvostoliittoon kokeellinen aurinkovoimala, jonka kapasiteetti on 5 MW ja joka on tornityyppinen ja jossa on termodynaaminen muuntosykli (SES-5, joka sijaitsee Krimillä). laajamittainen 15 organisaation tiimi sen kehittämiseen ja rakentamiseen.

Toinen Yu.N.Malevskyn idea oli luoda monimutkainen kokeellinen perusta aurinkolämmölle ja -kylmälle Krimin etelärannikolle, joka olisi samanaikaisesti melko suuri esittelykohde ja tutkimuskeskus tällä alueella. Tämän ongelman ratkaisemiseksi B.V. Tarnizhevsky palasi ENINiin vuonna 1976. Tällä hetkellä aurinkolaboratoriossa oli 70 ihmistä. Vuonna 1980 Yu.N.Malevskyn kuoleman jälkeen aurinkotekniikan laboratorio jaettiin aurinkovoimalaitosten laboratorioon (johtajana V.A. B.V. Tarnizhevsky, joka osallistui Krimin lämmön- ja kylmähuoltopohjan luomiseen. Ennen liittymistä ENINiin I.V. Baum vastasi laboratoriosta Turkmenistanin SSR: n tiedeakatemian tiede- ja tuotantoyhdistyksessä "Sun" (1973-1983) Ašgabatissa.

ENIN: ssä IV Baum vastasi SES -laboratoriosta. Vuosina 1983–1987 hän teki paljon luodakseen ensimmäisen termodynaamisen aurinkovoimalan Neuvostoliitossa. 1980 -luvulla työ uusiutuvien energialähteiden ja ennen kaikkea aurinkoenergian käytön parissa saavutti instituutin suurimman käänteen. Vuonna 1987 Krimin kokeilukannan rakentaminen Alushtan alueelle saatiin päätökseen. Sen toimintaa varten luotiin paikan päällä erityinen laboratorio.

1980 -luvulla aurinkolämmön laboratorio osallistui aurinkokeräinten käyttöönottoon teollisessa massatuotannossa, aurinko- ja käyttövesilaitosten luomiseen, mukaan lukien suuret, joiden pinta -ala on yli 1000 m2, ja muita suuria projekteja.

Kuten BV Tarnizhevsky muistutti, aurinkolämmön toimittamisen alalla 1980-luvulla Sergei Iosifovich Smirnovin toiminta oli välttämätöntä, sillä hän osallistui maan ensimmäisen aurinkopolttoainekattiloiden rakentamiseen yhdelle Simferopolin hotelleista muut aurinkopaneelit, suunnittelutekniikoiden kehittämisessä aurinkolämmityslaitteistojen suunnittelua varten. SI Smirnov oli instituutissa hyvin havaittava ja suosittu persoonallisuus.

Voimakas äly ja ystävällisyys ja luonteen impulsiivisuus loivat tämän henkilön ainutlaatuisen viehätyksen. Yu. L.Myshko, BM Levinsky ja muut yhteistyökumppanit työskentelivät hänen kanssaan ryhmässään. Galina Aleksandrovna Gukhmanin johtama selektiivisten pinnoitteiden kehitysryhmä kehitti tekniikan valikoivien absorboivien pinnoitteiden kemialliseen kerrostamiseen aurinkokeräimien absorboijille sekä tekniikan lämmönkestävän valikoivan pinnoitteen levittämiseksi tiivistetyn aurinkosäteilyn putkivastaanottimiin.

1990 -luvun alussa Solar Heating Laboratory tarjosi tieteellistä ja organisatorista johtajuutta uuden sukupolven aurinkokeräinprojektille, joka oli osa kestävän energian ohjelmaa. Vuoteen 1993-1994 mennessä tehdyn tutkimus- ja kehitystyön tuloksena oli mahdollista suunnitella ja järjestää aurinkokeräimiä, jotka eivät ole huonompia kuin ulkomaiset vastaavat lämpö- ja käyttöominaisuuksiltaan.

B. V. Tarnizhevskin johdolla toteutettiin projekti GOST 28310-89 “Aurinkokeräimet. Yleiset tekniset ehdot ". Tasaisten aurinkokeräimien (PSK) suunnittelun optimoimiseksi Boris Vladimirovich ehdotti yleistettyä kriteeriä: osamäärä keräimen kustannusten jakamisesta sen arvioidun käyttöiän aikana tuottaman lämpöenergian määrällä.

Neuvostoliiton viimeisinä vuosina tekniikan tohtorin, professori B.V. -polymeerimateriaalien johdolla, kaksi mallia ilmakeräimiä. Kehitettiin tekniikoita alumiinilevyjen kasvattamiseksi sulatteesta, tekniikkaa karkaistun lasin valmistamiseksi ja valikoivan pinnoitteen levittämiseksi.

ENINin kehittämän aurinkokeräimen suunnittelun valmisti Bratskin lämmityslaitelaitos. Vaimennin on leimattu hitsattu teräslevy, jossa on valikoiva galvaaninen pinnoite "musta kromi". Taottu runko (kouru) - teräs, lasi - ikkuna, lasitiiviste - erikoisuus (guerlain). Vuosittain (vuoden 1989 tietojen mukaan) tehdas tuotti 42,3 tuhatta m² keräilijöitä.

BV Tarnizhevsky kehitti menetelmiä rakennusten aktiivisen ja passiivisen lämmönjakelujärjestelmän laskemiseksi. Vuosina 1990–2000 ENIN -osastolla testattiin 26 erilaista aurinkokeräintä, mukaan lukien kaikki Neuvostoliitossa ja Venäjällä valmistetut.

Vuonna 1975 tiedeakatemian korkeiden lämpötilojen instituutti (IVTAN) Venäjän tiedeakatemian vastaavan jäsenen, teknillisten tieteiden tohtorin, professori Evald Emilievich Shpilrainin (1926-2009) johdolla liittyi työhön uusiutuva energia. IVTANin työtä uusiutuvista energialähteistä kuvaa yksityiskohtaisesti tohtori. O.S. Popel artikkelissa “JIHT RAS. Tulokset ja näkymät ”instituutin juhlavuoden artikkelikokoelmasta vuonna 2010. Lyhyessä ajassa yhdessä suunnittelujärjestöjen kanssa kehitettiin ja perustellaan maan eteläosassa sijaitsevien "aurinkokennojen" käsitteellisiä hankkeita, kehitetään aurinkolämmön syöttöjärjestelmien matemaattisen mallintamisen menetelmiä, ensimmäisen venäläisen tieteellisen testipaikan suunnittelu " Solntse "Kaspianmeren rannikolla lähellä Makhachkalan kaupunkia alkoi.

ICT RAS: ssa luotiin ensin tieteellinen ryhmä ja sitten Oleg Sergeevich Popelin johdolla laboratorio, jossa yhdessä ICT RAS: n erikoissuunnittelutoimiston työntekijöiden kanssa varmistettiin koordinointi, laskenta ja teoreettinen Perustelut kehitettäville hankkeille aloitettiin tutkimus aurinkokeräinten sähkökemiallisten optisten selektiivipinnoitteiden luomisen, ns. "aurinkolämmön" kehittämisen, aurinkolämmitysjärjestelmien ja lämpöpumppujen yhdistelmän, aurinkokuivauslaitosten parissa. ulos muihin suuntiin.

Yksi ICT RAS -ryhmän ensimmäisistä käytännön tuloksista oli "aurinkotalon" rakentaminen Merdzavanin kylään, Echmiadzinin alueelle Armeniaan. Tästä talosta tuli Neuvostoliiton ensimmäinen kokeellinen energiatehokas "aurinkotalo", joka oli varustettu tarvittavilla kokeellisilla diagnostiikkalaitteilla, joihin projektin pääsuunnittelija M. S. Kalashyan Armgiproselkhoz-instituutista toimitti talosta 100% lämmintä vesi ja lämmitystehon kattavuus yli 50%.

Toinen tärkeä käytännön tulos oli Bratskin tehtaalla ICT RAS: n kehittämien lämmityslaitteiden käyttöönotto tehtaalla.

1980-luvun puolivälissä Dagestanissa otettiin käyttöön ICT RAS: n "Solntse" -testipaikka. Kaatopaikalle, joka sijaitsee noin 12 hehtaarin alueella, kuului laboratoriorakennusten lisäksi joukko erityyppisiä "aurinkotaloja", jotka on varustettu aurinkokeräimillä ja lämpöpumpuilla. Yksi maailman suurimmista aurinkosäteilyn simulaattoreista (tuolloin) lanseerattiin testipaikalle. Säteilyn lähde oli voimakas ksenonlamppu, jonka teho oli 70 kW ja joka oli varustettu erityisillä optisilla suodattimilla, jotka mahdollistivat säteilyn spektrin säätämisen ilmatilan (AM0) ja maanpäällisen (AM1.5) välillä. Simulaattorin luominen mahdollisti nopeutettujen testien suorittamisen eri materiaalien ja maalien kestävyydestä auringon säteilyn vaikutuksille sekä suurten aurinkokeräimien ja aurinkosähkömoduulien testit.

Valitettavasti 1990 -luvulla tutkimus- ja kehitystyöhön myönnetyn budjettirahoituksen supistumisen vuoksi suurin osa Venäjän federaation ICT RAS: n aloittamista hankkeista jouduttiin jäädyttämään. Uusiutuvan energian alan työn suunnan ylläpitämiseksi laboratorion tutkimus ja kehittäminen suunnattiin uudelleen tieteelliseen yhteistyöhön johtavien ulkomaisten keskusten kanssa. Hankkeita toteutettiin INTAS- ja TASIS -ohjelmien, energiansäästöä, lämpöpumppuja ja aurinkosäteilyn jäähdytyslaitteita koskevan eurooppalaisen puiteohjelman puitteissa, mikä toisaalta mahdollisti tieteellisen osaamisen kehittämisen liittyvillä tieteenaloilla ja tekniikkaa, hallita ja käyttää nykyaikaisia ​​voimalaitosten dynaamisen mallintamisen menetelmiä (Ph.D. S.E. Frid).

O.S. Popelin aloitteesta ja johdolla yhdessä Moskovan valtionyliopiston kanssa (Ph.D. S.V. "(Gisre.ru)). Yhdessä Rostovteploelektroproekt -instituutin (Ph.DAA Chernyavsky) kanssa kehitettiin, rakennettiin ja testattiin aurinkosähkölaitteita, joissa on Kovrovin mekaanisen laitoksen aurinkokeräimet, Venäjän tiedeakatemian erityisessä astrofyysisessä observatoriossa Karachajissa. -Cherkessia. JIHT RAS on luonut ainoan venäläisen erikoistuneen lämpöhydraulisen telineen aurinkokeräimien ja aurinkovoimaloiden täysimittaiseen lämpökokeeseen Venäjän ja ulkomaisten standardien mukaisesti, kehittänyt suosituksia aurinkovoimaloiden käytöstä Venäjän federaation eri alueilla. Lisätietoja joistakin Venäjän tiedeakatemian yhteisen korkean lämpötilan tutkimuslaitoksen tutkimus- ja kehitystuloksista uusiutuvan energian alalla löytyy OS Popelin ja VE Fortovin kirjasta "Renewable Energy in the Modern World". .

Moskovan sähkötekniikan instituutissa (MPEI) aurinkolämmön toimittamisesta vastasi D.Sc. V. I. Vissarionov, tekniikan tohtori B. I. Kazandzhan ja toht. M. I. Valov.

V. I. Vissarionov (1939–2014) johti osastoa ”Ei-perinteiset uusiutuvat energialähteet (vuosina 1988–2004). Hänen johdollaan tehtiin aurinkoenergiavarojen laskemista, aurinkolämmön toimittamisen kehittämistä. MI Valov julkaisi yhdessä MPEI: n henkilökunnan kanssa vuosina 1983-1987 useita artikkeleita aurinkovoimalaitosten tutkimuksesta. Yksi informatiivisimmista kirjoista on MI Valovin ja BI Kazandzhanin työ "Aurinkolämpöjärjestelmät", jossa tutkittiin matalan potentiaalin aurinkosähköasennusten kysymyksiä (kaavamaiset kaaviot, ilmastotiedot, SC: n ominaisuudet, litteän SC: n mallit), laskenta energiaominaisuuksista, aurinkolämmön syöttöjärjestelmien käytön taloudellinen tehokkuus. Teknillisten tieteiden tohtori BI Kazandzhan kehitti litteän aurinkokeräimen "Altan" suunnittelun ja hallitsi tuotannon. Tämän keräimen ominaisuus on, että absorboija on valmistettu alumiinirippaprofiilista, jonka sisään on painettu kupariputki, ja hunajakennopolykarbonaattia käytetään läpinäkyvänä eristeenä.

Moskovan maarakennusinstituutin (MISS) työntekijä, tohtori. S. G. Bulkin kehitti lämpöneutraalit aurinkokeräimet (absorboijat ilman läpinäkyvää eristettä ja rungon lämmöneristystä). Työn piirre oli jäähdytysnesteen syöttäminen heille 3-5 ° C ympäristön lämpötilan alapuolella ja mahdollisuus käyttää piilevää kosteuden tiivistymistä ja ilmakehän pakkasen muodostumista (aurinkopaneelit). Näissä paneeleissa lämmitetty lämmönsiirto lämmitettiin lämpöpumpulla ("ilma-vesi"). MISS: lle rakennettiin koestus, jossa oli lämpöneutraaleja aurinkokeräimiä ja useita Moldovan aurinkovoimalaitoksia.

All-Union Institute of Light Alloys (VILS) on kehittänyt ja valmistanut SC: n, jossa on leimattu hitsattu alumiinivaimennin, rungon hyytelöity polyuretaanivaahto. Vuodesta 1991 lähtien SC: n tuotanto on siirretty Bakun tehtaalle ei-rautametalliseosten jalostusta varten. Vuonna 1981 VILS kehitti ohjeet energiatehokkaiden rakennusten suunnitteluun. Niissä absorboija integroitiin ensimmäistä kertaa Neuvostoliitossa rakennuksen rakenteeseen, mikä paransi aurinkoenergian käytön taloudellisuutta. Tämän suunnan johtajat olivat toht. N.P.Selivanov ja tohtori V. N. Smirnov.

Moskovan teknisten laitteiden tieteellinen tutkimuslaitos (TSNII EPIO) on kehittänyt hankkeen, jonka mukaan Ashgabatiin on rakennettu 3,7 MW: n aurinkopolttoainekattila, ja on kehitetty projekti aurinkolämpöpumpulle Privetlivy Bereg -hotellin asennus Gelendzhikin kaupunkiin, jonka pinta -ala on 690 m². Lämpöpumpuina käytettiin kolmea jäähdytyskonetta MKT 220-2-0, jotka toimivat lämpöpumppujen tilassa käyttäen meriveden lämpöä.

Neuvostoliiton johtava aurinkovoimaloiden suunnittelujärjestö oli KievZNIIEP-instituutti, jossa kehitettiin 20 vakio- ja uudelleenkäytettävää hanketta: itsenäinen aurinkolämpövesilaite, jolla on luonnollinen kierto yksittäiselle asuinrakennukselle; aurinkolämmön yhtenäinen asennus julkisille rakennuksille, joiden kapasiteetti on 5, 7, 15, 25, 30, 70 m³ / päivä; joukkorakentamisen asuin- ja julkisten rakennusten yksiköt, osat ja laitteet; kausiluonteisen aurinkolämmön vesilaitokset, joiden tuottavuus on 2,5; kymmenen; kolmekymmentä; 40; 50 m³ / päivä; tekniset ratkaisut ja metodologiset suositukset lämmityskattiloiden muuttamiseksi heliopolttoainelaitteistoiksi.

Tämä instituutti on kehittänyt kymmeniä kokeellisia hankkeita, mukaan lukien uima -altaiden kuuman veden syöttöjärjestelmät, aurinkolämpöpumpun asennus kuumavesihuoltoon. KievZNIIEP -hankkeen mukaan rakennettiin Krimin Kastropolin täysihoitolaitoksen (Beregovoen kylä, etelärannikko) suurin Neuvostoliiton aurinkovoimala, jonka pinta -ala on 1600 m². KievZNIIEP-instituutin pilottitehtaalla valmistettiin aurinkokeräimiä, joiden absorboijat on valmistettu omasta tuotannostamme.

Ukrainan aurinkotekniikan teoreetikot olivat dipl. Mikhail Davidovich Rabinovich (s. 1948), tohtori Alexey Ruvimovich Firth, tohtori Victor Fedorovich Gershkovich (1934-2013). He olivat Solar Hot Water -suunnittelustandardien ja suunnitteluohjeiden tärkeimmät kehittäjät. MD Rabinovich tutki aurinkosäteilyä, SC: n hydraulisia ominaisuuksia, aurinkolämpölaitteita, joilla on luonnollinen kierto, aurinkolämmön syöttöjärjestelmiä, aurinkopolttoainekattiloita, suuritehoisia aurinkosähköjärjestelmiä, aurinkokuntia. A. R. Firth kehitti simulaattoritelineen suunnittelun ja suoritti SC -testit, tutki hydraulisten aurinkovoimalaitosten säätelyä ja lisäsi aurinkovoimalaitosten tehokkuutta. Kiovan rakennustekniikan instituutissa, Ph.D. Nikolai Vasilievich Kharchenko. Hän muotoili järjestelmällisen lähestymistavan aurinkolämmön syöttöjärjestelmien kehittämiseen, ehdotti kriteerejä niiden energiatehokkuuden arvioimiseksi, tutki aurinkolämmön syöttöjärjestelmän optimointia ja vertasi erilaisia ​​aurinkokuntien laskentamenetelmiä. Yksi hänen täydellisimmistä kirjoistaan ​​pienistä (yksittäisistä) aurinkopaneeleista on saatavilla ja informatiivinen. Kiovan elektrodynamiikkainstituutissa, Ph.D. A. N. Stronsky ja tohtori A. V. Suprun. Teknillisten tieteiden kandidaatti työskenteli myös Kiovan aurinkovoimalaitosten matemaattisen mallinnuksen parissa. V.A. Nikiforov.

Uzbekistanin (Taškent) tieteellisen insinöörikoulun johtaja on tekniikan tohtori, professori Rabbanakul Rakhmanovich Avezov (syntynyt 1942). Vuosina 1966-1967 hän työskenteli Turkmenistanin Ashgabatin fysikaalis-teknillisessä instituutissa teknillisen tohtorin professori V. A. Baumin johdolla. RR Avezov kehittää opettajan ideoita Uzbekistanin fysikaalis-teknisessä instituutissa, josta on tullut kansainvälinen tutkimuskeskus.

Tieteelliset tutkimussuunnat RR Avezov muotoili väitöskirjassaan (1990, ENIN, Moskova) ja sen tulokset on esitetty yhteenvedossa "Aurinkolämmitys- ja käyttövesijärjestelmät". Hän kehittää muun muassa litteiden aurinkokeräinten exergia -analyysimenetelmiä, aktiivisten ja passiivisten aurinkolämmitysjärjestelmien luomista. Teknillisten tieteiden tohtori RR Avezov on antanut suuren auktoriteetin ja kansainvälisen tunnustuksen Neuvostoliiton ja IVY -maiden ainoalle erikoislehdelle Applied Solar Energy ("Geliotekhnika"), joka julkaistaan ​​englanniksi. Hänen tyttärensä Nilufar Rabbakumovna Avezova (s. 1972) - tekniikan tohtori, Uzbekistanin tiedeakatemian tiede- ja tuotantoyhdistyksen "Physics -Sun" pääjohtaja.

Aurinkovoimalaitosten hankkeiden kehittämisen Tashkent Zonal Research Institute of Experimental Design of Residential and Public Building (TashZNIIEP) -hankkeessa suoritti tohtori. Yusuf Karimovich Rashidov (syntynyt 1954). TashZNIIEP-instituutti kehitti kymmenen vakiohanketta asuinrakennuksista, aurinkokäyttöisiä kattiloita, aurinkopolttoaineella toimivan kattilarakennuksen, mukaan lukien aurinkopaneelit, joiden kapasiteetti on 500 ja 100 l / vrk, aurinkokäyttöiset kaksi ja neljä hyttiä. Vuosina 1984-1986 toteutettiin 1200 vakio -aurinkovoimalahanketta.

Taškentin alueelle (Iljitševskin siirtokunta) rakennettiin kahden asunnon aurinkotalo, jossa on lämmitys ja käyttövesi, ja aurinkovoimala, jonka pinta-ala on 56 m². Karshin osavaltion pedagogisessa instituutissa A.T. Teymurkhanov, A.B. Vardiyashvili ja muut tutkivat litteitä aurinkokeräimiä.

Turkmenistanin tieteellinen aurinkolämmön koulu luotiin Ph.D. V. A. Baum, joka valittiin vuonna 1964 tasavallan akateemikoksi. Ashgabatin fysiikan ja tekniikan instituutissa hän järjesti aurinkoenergiaosaston ja johti koko instituuttia vuoteen 1980 asti. Vuonna 1979 perustettiin aurinkoenergiaosaston perusteella Turkmenistanin aurinkoenergiainstituutti, jota johti V. A. Baumin opiskelija, teknillisten tieteiden tohtori. Recep Bayramovich Bayramov (1933-2017). Ashgabatin esikaupunkialueelle (Bikrovan siirtokunta) rakennettiin instituutin tieteellinen testausalue, joka koostui laboratorioista, testipenkkeistä, suunnittelutoimistosta, työpajoista, joissa työskenteli 70 henkilöä. VA Baum työskenteli tässä instituutissa elämänsä loppuun asti (1985). RB Bayramov yhdessä tekniikan tohtorin kanssa Ushakova Alda Danilovna tutki litteitä aurinkokeräimiä, aurinkolämmitysjärjestelmiä ja suolanpoistolaitoksia. On huomionarvoista, että vuonna 2014 Ashgabatissa luotiin Turkmenistanin aurinkoenergiainstituutti - NPO "GUN".

Suunnittelu- ja tuotantoyhdistyksessä "Spetsgelioteplomontazh" (Tbilisi) ja Georgian energia- ja hydraulirakenteiden tutkimuslaitoksessa Dr. Sc. Nugzar Varlamovich Meladze (syntynyt 1937) suunnitteli ja kehitti aurinkokeräinten, yksittäisten aurinkokäyttövesijärjestelmien, aurinkopaneelilaitteiden ja aurinkolämpöpumppujärjestelmien sarjatuotannon. Olosuhteet aurinkovoimalaitosten rakentamisen takaisinmaksulle Georgian eri alueilla määritettiin, erilaiset aurinkokeräinten mallit testattiin koepenkillä täysimittaisissa olosuhteissa.

Aurinkokeräimillä "Spetsgelioteplomontazh" oli aikansa kannalta optimaalinen muotoilu: leimattu hitsattu teräsvaimennin, jossa on maali- ja lakkapinnoite, runko alumiiniprofiileista ja galvanoidusta teräksestä, ikkunalasi, lämpöeristys vaahtomuovista ja kalvoperoidi .

N.V.Meladzen mukaan aurinkokeräimiä asennettiin vuoteen 1990 mennessä vain Kaukasuksen alueelle 46,9 tuhatta neliömetriä, mukaan lukien 42,7% sanatorioissa ja hotelleissa, 39,2% teollisissa aurinkopaneeleissa ja maatalouslaitoksissa - 13,8%, urheilutilat - 3,6%, yksittäiset asennukset - 0,7%.

Kirjoittajan mukaan Krasnodarin alueelle vuosina 1988-1992 asennettiin 4620 m² Spetsgeliomontazh-aurinkokeräimiä. SGTM: n työ tehtiin yhteistyössä Georgian energia- ja hydraulirakenteiden tutkimuslaitoksen (GruNIIEGS) tutkijoiden kanssa.

Instituutti "TbilZNIIEP" kehitti viisi vakiorakennetta aurinkopaneeleista (SU) sekä projektin aurinkolämpöpumppuasennuksesta. SGTM: ään kuului laboratorio, jossa tutkittiin aurinkokeräimiä ja lämpöpumppuja. Kehitettiin terästä, alumiinia, muovisia nesteenvaimentimia, ilma -SC: itä lasilla ja ilman sitä, SC: itä konsentraattoreilla, erilaisia ​​malleja yksittäisiä termosyfonihuoneita. Tammikuun 1. päivänä 1989 "Spetsgeliomontazh" rakensi 261 hevosvoimaa, joiden kokonaispinta -ala oli 46 tuhatta neliömetriä, ja 85 yksittäistä aurinkopaneelia 339 neliömetrin käyttövesijärjestelmille.

Kuviossa 1 Kuvassa 2 on aurinkovoimala Rashpilevskaya -kadulla Krasnodarissa, joka on toiminut menestyksekkäästi 15 vuoden ajan Spetsgelioteplomontazh -keräilijöiden (320 kpl. Kokonaispinta -ala 260 m²) kanssa.

Aurinkolämmön kehittämisen Neuvostoliitossa ja Venäjällä viranomaisten puolelta toteutti Dr. Pavel Pavlovich Bezrukikh (syntynyt 1936). Vuosina 1986-1992 Neuvostoliiton ministerineuvoston polttoaine- ja energiakompleksin puhemiehistön pääasiantuntijana hän valvoi aurinkokeräinten sarjatuotantoa veljeslämmityslaitoksessa Tbilisissä Spetshelioteplomontazh -yhdistyksessä Bakun värimetalliseosten käsittelylaitoksessa. Hänen aloitteestaan ​​ja hänen suoralla osallistumisellaan kehitettiin Neuvostoliiton ensimmäinen uusiutuvan energian kehittämisohjelma vuosille 1987-1990.

PP Bezrukikh on vuodesta 1990 osallistunut aktiivisesti valtion tieteellisen ja teknisen ohjelman "Ympäristöturvallinen energia" osion "Ei-perinteinen energia" kehittämiseen ja toteuttamiseen. Hän panee merkille ohjelman tieteellisen ohjaajan, tohtorin, pääroolin. E. E. Shpilrain Neuvostoliiton johtavien tutkijoiden ja asiantuntijoiden houkuttelemisesta uusiutuvista energialähteistä. Vuosina 1992–2004 PP Bezrukikh, joka työskenteli Venäjän poltto- ja energiaministeriössä ja johti osastoa, ja sitten tieteen ja tekniikan kehityksen osasto, johti aurinkokeräinten tuotannon järjestämistä Kovrovin mekaanisessa laitoksessa, NPO Mashinostroenie (Reutovin kaupunki, Moskovan alue), aurinkolämmön tieteellisen ja teknisen kehityksen kompleksi, pienten ja ei-perinteisten energialähteiden mahdollisuuksien kehittämistä ja käyttöä koskevan konseptin toteuttaminen Venäjällä. Osallistui ensimmäisen venäläisen standardin GOST R 51595-2000 “Aurinkokeräimet” kehittämiseen. Yleiset tekniset ehdot "ja luonnoksen tekijän erimielisyyksien ratkaiseminen GOST R Tekniikan tohtori. B. V. Tarnizhevsky ja keräilijöiden valmistajan (Kovrovin mekaaninen tehdas) pääsuunnittelija A. A. Lychagin.

Vuosina 2004-2013 Energiastrategian instituutissa (Moskova) ja sitten ENINin energiansäästö- ja uusiutuvien energialähteiden osaston johtajana P.P. Bezrukikh jatkaa kehitystä, mukaan lukien aurinkolämpö.

Krasnodarin alueella aurinkovoimalaitosten suunnittelun ja rakentamisen aloitti lämpö- ja sähköinsinööri V. A. Butuzov (syntynyt 1949), joka johti lupaavaa lämmöntoimituksen kehittämistä Kubanteplokommunenergon tuotantoyhdistyksessä. Vuosina 1980–1986 kehitettiin hankkeita ja rakennettiin kuusi aurinkopolttoainekattiloita, joiden kokonaispinta-ala oli 1532 m². Vuosien varrella on muodostettu rakentavia suhteita IC: n valmistajiin: Bratskin tehdas, "Spetsgelioteplomontazh", KievZNIIEP. Koska aurinkosäteilyä koskevia tietoja ei ollut Neuvostoliiton ilmasto -oppaissa vuonna 1986, luotettavia tuloksia saatiin Krasnodarin ja Gelendžikin sääasemilta vuosina 1977–1986 aurinkovoimalaitosten suunnittelua varten.

Väitöskirjansa puolustamisen jälkeen vuonna 1990 aurinkoteknologian kehittämistyötä jatkoi V. A. Butuzovin järjestämä Krasnodarin energiansäästö- ja epätavallisten energialähteiden laboratorio (Moskova). Useita litteitä SC-malleja kehitettiin ja parannettiin sekä teline niiden täysimittaisia ​​testejä varten. Aurinkovoimaloiden suunnittelusta ja rakentamisesta saadun kokemuksen yleistymisen tuloksena kehitettiin "Yleiset vaatimukset aurinkovoimaloiden ja keskuslämmitysasemien suunnittelulle julkisissa palveluissa".

Auringon kokonaissäteilyn arvojen käsittelyn tulosten analyysin perusteella Krasnodarin olosuhteissa 14 vuoden ajan ja Gelendzhikin 15 vuoden ajan, vuonna 2004 ehdotettiin uutta menetelmää aurinkosäteilyn kuukausittaisten arvojen antamiseksi määrittämällä niiden enimmäis- ja vähimmäisarvot, niiden havaitsemisen todennäköisyys. Krasnodarin alueen 54 kaupungin ja hallinnollisen keskuksen lasketut kuukausittaiset ja vuotuiset kokonais-, suora- ja hajautetut arvot on määritetty. On todettu, että eri valmistajien SC: n objektiiviseen vertailuun niiden kustannusten ja energiaominaisuuksien vertailun lisäksi, jotka on saatu standardimenetelmällä sertifioiduilla testipenkkeillä, on otettava huomioon energiankulutus niiden valmistuksessa ja käytössä. SC -rakenteen optimaaliset kustannukset määräytyvät yleensä tuotetun lämpöenergian kustannusten ja valmistus-, käyttökustannusten suhteen suhteessa arvioituun käyttöikään. Yhdessä Kovrovin mekaanisen laitoksen kanssa SC: n suunnittelu kehitettiin ja tuotettiin massatuotantona, ja sen kustannus- ja energiakustannussuhde oli optimaalinen Venäjän markkinoille. Hankkeita on kehitetty ja vakiomuotoisia aurinkolämpövesilaitteita, joiden päivittäinen kapasiteetti on 200–10 m³, on rakennettu. Vuodesta 1994 lähtien aurinkovoimaloita on jatkettu South Russian Energy Company JSC: ssä. Vuosina 1987–2003 kehitettiin ja rakennettiin 42 aurinkovoimalaa ja valmistui 20 aurinkovoimalaa. Työn tulokset V.A. Butuzovista tehtiin yhteenveto väitöskirjassa ENINissä (Moskova).

Vuodesta 2006 vuoteen 2010 OOO Teploproektstroy on kehittänyt ja rakentanut aurinkovoimaloita pienitehoisiin kattilarakennuksiin, ja asennettaessa niihin, joissa SC kesällä, käyttöhenkilöstö vähenee, mikä lyhentää aurinkovoimaloiden takaisinmaksuaikaa. Näiden vuosien aikana kehitettiin ja rakennettiin itse tyhjeneviä aurinkovoimaloita, kun pumput pysäytettiin, jolloin vesi tyhjennettiin SC: stä säiliöihin estäen jäähdytysnesteen ylikuumenemisen. Vuonna 2011 luotiin malli, tehtiin prototyyppejä litteistä SC -laitteista, kehitettiin testipenkki SC -tuotannon järjestämiseksi Uljanovskissa. Vuosina 2009-2013 Yuzhgeoteplo JSC (Krasnodar) kehitti hankkeen ja rakensi Krasnodarin alueen suurimman aurinkovoimalan, jonka pinta-ala oli 600 m², Ust-Labinskin kaupunkiin (kuva 3). Samaan aikaan tehtiin tutkimuksia SC: n asettelun optimoimiseksi ottaen huomioon varjostus, työautomaatio ja piiriratkaisut. Kehitetty ja rakennettu geoterminen aurinkolämmön syöttöjärjestelmä, jonka pinta -ala on 144 m², Rozovoyn kylässä, Krasnodarin alueella. Vuonna 2014 kehitettiin menetelmä aurinkovoimalaitosten taloudellisen takaisinmaksun arvioimiseksi riippuen auringon säteilyn voimakkuudesta, aurinkovoimalaitoksen hyötysuhteesta ja korvatun lämpöenergian yksikkökustannuksista.

Pitkäaikainen luova yhteistyö V.A. Hänen johdollaan on koulutettu kymmeniä teknisten tieteiden ehdokkaita, mukaan lukien aurinkolämmön toimittajat. Useissa R. A. Amerhanovin monografioissa pohditaan maatalouskäyttöön tarkoitettujen aurinkovoimaloiden suunnittelukysymyksiä.

Kokenein asiantuntija aurinkovoimaloiden suunnittelussa on Rostovteploelektroproekt -instituutin projektipäällikkö Ph.D. Adolf Alexandrovich Chernyavsky (syntynyt 1936). Hän on toiminut tällä alalla omasta aloitteestaan ​​yli 30 vuotta. Hän on kehittänyt kymmeniä hankkeita, joista monet on toteutettu Venäjällä ja muissa maissa. Ainutlaatuiset aurinkolämmitys- ja kuumavesijärjestelmät on kuvattu JIHT RAS -instituutin osiossa. A. A. Tšernjavskin hankkeet erottuvat kaikkien osien laadinnasta, mukaan lukien yksityiskohtainen taloudellinen toteutettavuustutkimus. Kovrovin mekaanisen laitoksen aurinkokeräinten perusteella kehitettiin "Suosituksia aurinkolämpölaitosten suunnittelulle".

A.A: n johdolla Ainutlaatuisia projekteja termodynaamisista aurinkovoimaloista, joiden asennettu sähköteho on 30 MW Uzbekistanissa ja 5 MW Rostovin alueella; on toteutettu Mustanmeren rannikolla sijaitsevien täysihoitolaitosjärjestelmien projekteja, joiden pinta-ala on 40-50 m2, aurinkolämmitystä ja kuuman veden syöttöjärjestelmiä varten Karachay-Cherkessiassa sijaitsevan erityisen astrofysiikan observatorion kohteista. Rostovteploelektroproekt -instituutille on ominaista kehitysasteikko - aurinkolämpöasemat asuinalueille ja kaupungeille. Tärkeimmät tulokset tämän instituutin kehittämisestä yhdessä JIHT RAS: n kanssa julkaistaan ​​kirjassa "Autonomous power supply systems".

Aurinkovoimalaitosten kehittämistä Sotšin osavaltion yliopistossa (lomakeskusliiketoiminnan ja matkailun instituutti) valvoi tekniikan tohtori, professori Pavel Vasilyevich Sadilov, ympäristötekniikan laitoksen johtaja. Uusiutuvan energian aloittaja, hän suunnitteli ja rakensi useita aurinkovoimaloita, mukaan lukien vuonna 1997 Lazarevskoje (Sotšin kaupunki), jonka pinta -ala on 400 m², Balneologian instituutin aurinkovoimala, useita lämpöä pumppuasennukset.

Venäjän tiedeakatemian Kaukoidän haaratoimiston meriteknologian instituutissa (Vladivostok), epätavallisen energian laboratorion johtaja, tohtori. Alexander Vasilyevich Volkov, joka kuoli traagisesti vuonna 2014, suunnitteli ja rakensi kymmeniä aurinkovoimaloita, joiden kokonaispinta-ala oli 2000 m², teline aurinkokeräinten täyden mittakaavan vertailutesteille, uudet mallit tasaisille SC: ille ja testasi alipaine SC: t kiinalaisilta valmistajilta.

Erinomainen suunnittelija ja mies Adolf Aleksandrovich Lychagin (1933-2012) on kirjoittanut useita erityyppisiä ainutlaatuisia ilmatorjuntaohjuksia, mukaan lukien Strela-10M. 1980 -luvulla pääsuunnittelijana (aloitteellisesti) armeijan Kovrovin mekaanisessa laitoksessa (KMZ) hän kehitti aurinkokeräimiä, joilla oli korkea luotettavuus, optimaalinen hinta ja energiatehokkuus. Hän pystyi vakuuttamaan laitoksen johdon hallitsemaan aurinkokeräinten sarjatuotannon ja luomaan tehtaan laboratorion SC: n testaamiseksi. Vuodesta 1991 vuoteen 2011 KMZ tuotti noin 3000 kappaletta. aurinkokeräimet, joista jokainen kolmesta muunnelmasta erottui uusilla suorituskykyominaisuuksilla. A. A. Lychagin loi keräilijän "sähkön hinnan", jolla eri SC -mallien kustannuksia verrataan samaan auringonsäteilyyn, johdolla keräimen, jossa on absorboija, joka on valmistettu messinkiputkesta, jossa on terästä absorboivat kylkiluut. Aurinkokeräimet on suunniteltu ja valmistettu. Korkein insinööritaito ja intuitio yhdistettiin Adolf Aleksandrovitšissa isänmaallisuuteen, haluun kehittää ympäristöystävällisiä tekniikoita, periaatteiden noudattamiseen ja korkeaan taiteelliseen makuun. Saatuaan kaksi sydänkohtausta hän pystyi tulemaan Madridiin erityisesti tuhannen kilometrin päähän tutkimaan Prado -museon upeita kankaita kahden päivän ajan.

JSC "MIC" NPO Mashinostroeniya (Reutov, Moskovan alue) on tuottanut aurinkokeräimiä vuodesta 1993. Yrityksen mallien kehittäminen keräimille ja aurinkolämmön lämmityslaitteille suorittaa koneenrakennuksen suunnittelutoimiston suunnitteluosasto. Projektipäällikkö - Ph.D. Nikolai Vladimirovitš Dudarev. Varhaisissa aurinkokeräinten malleissa kotelot ja suulakehitsatut absorboijat valmistettiin ruostumattomasta teräksestä. Yhtiö on 1,2 m²: n keräimen perusteella kehittänyt ja valmistanut aurinkosähkölämmitysyksiköitä, joiden säiliöt ovat 80 ja 120 litraa. Vuonna 1994 kehitettiin ja otettiin tuotantoon tekniikka valikoivan absorboivan pinnoitteen saamiseksi tyhjiökaariruiskutuksella, jota täydennettiin vuonna 1999 magnetronimenetelmällä. Tämän tekniikan perusteella aloitettiin Sokol-tyyppisten aurinkokeräinten tuotanto. Vaimennin ja keräimen runko oli valmistettu alumiiniprofiileista. Nyt NPO valmistaa Sokol-Effect-aurinkokeräimiä, joissa on kuparilevy- ja alumiinivaipat. Ainoa venäläinen aurinkokeräin on sertifioitu eurooppalaisten standardien mukaan Sveitsin Rapperswillin SPF -instituutilta (Institut für Solartechnik Hochschule für Technik Rappelswill).

Tutkimus- ja tuotantoyritys "Kilpailija" (vuodesta 2000 - "Raduga -Ts", Žukovskin kaupunki, Moskovan alue) vuodesta 1992 lähtien tuottanut aurinkokeräimiä "Raduga". Pääsuunnittelija - Vjatšeslav Aleksejevitš Shershnev.

Suulakehitsattu vaimennin on valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Vaimennin on päällystetty selektiivisellä PVD- tai mattamustalla lämmönkestävällä maalilla. Ydinvoimalaitoksen vuotuinen ohjelma jopa 4000 kpl. Säiliön energiaominaisuudet saatiin ENIN -testin aikana. Lisäksi valmistettiin termosifoninen aurinkovoimala "Raduga-2M", joka koostuu kahdesta 1 m²: n SC: stä ja 200 litran säiliöstä. Säiliössä oli litteä lämmityspaneeli, joka sai jäähdytysnesteen SC: ltä, sekä vara -sähkölämmitin, jonka teho oli 1,6 kW.

LLC "New Polyus" (Moskova) on toinen venäläinen valmistaja, joka on kehittänyt omia mallejaan ja valmistaa tällä hetkellä litteitä nesteitä, tasaista ilmaa, litteitä ilma-nesteitä, putkimaisia ​​tyhjiö-aurinkokeräimiä, toteuttaa projekteja ja asentaa aurinkovoimaloita. Pääjohtaja - Aleksei Viktorovitš Skorobatyuk.

YSolar -litteitä nestekeräimiä on neljä mallia. Kaikki tämän valmistajan nesteenvaimentimet on valmistettu valikoivasta Tinox -pinnoitetusta kuparilevystä ja kupariputkesta. Putkien liitos levyyn juotetaan ja hitsataan. LLC "New Polyus" tarjoaa myös kolmen tyyppisiä tyhjiöputkia SC omaa tuotantoaan kuparinvaimentimilla, joissa on U-muotoiset putket.

Erinomainen asiantuntija, energinen ja erittäin älykäs henkilö Gennadi Pavlovich Kasatkin (syntynyt 1941), kaivosinsinööri ja suunnittelija, jolla on monen vuoden kokemus, alkoi harjoittaa aurinkotekniikkaa vuonna 1999 Ulan-Uden kaupungissa (Burjaatia). Hänen järjestämässään energiatehokkaiden teknologioiden keskuksessa (CEFT) kehitettiin useita neste- ja ilmakeräimiä, noin 100 erityyppistä aurinkovoimalaa, joiden kokonaispinta -ala oli 4200 m². Hänen laskelmiensa perusteella tehtiin prototyyppejä, jotka täyden mittakaavan olosuhteissa tehtyjen testien jälkeen toistettiin Burjatian tasavallan aurinkovoimalaitoksilla.

Insinööri GP Kasatkin kehitti useita uusia tekniikoita: muovisten absorboijien hitsausta, keräilykappaleiden valmistusta.

Ainoa Venäjällä hän suunnitteli ja rakensi useita aurinkopaneeleita oman suunnittelemiensa keräilijöiden kanssa. Kronologisesti aurinkokeräinten kehittäminen alkoi vuonna 1990 hitsatuilla teräslevyvaimentimilla. Sitten tulivat vaihtoehdot kuparista ja muovista valmistetuille jakoputkille, joissa on hitsatut ja puristetut kytkimet, ja lopuksi modernit mallit, joissa on eurooppalaisia ​​kuparilevyjä ja -putkia. G.P.Kasatkin kehitti energia-aktiivisten rakennusten konseptia ja rakensi aurinkovoimalan, jonka keräimet on integroitu rakennuksen kattoon. Viime vuosina insinööri on siirtänyt CEFT: n johtotehtävät pojalleen I. G. Kasatkinille, joka jatkaa menestyksekkäästi CEFT LLC: n perinteitä.

Kuviossa 1 4 esittää Ulan-Uden kaupungin "Baikal" -hotellin aurinkovoimalaa, jonka pinta-ala on 150 m².

johtopäätökset

1. Auringonsäteilyn lasketut tiedot Neuvostoliiton aurinkovoimalaitosten suunnittelua varten perustuivat erilaisiin menetelmiin meteorologisten asemien mittausjärjestelmien käsittelemiseksi. Venäjän federaatiossa näitä menetelmiä täydentävät materiaalit kansainvälisistä satelliittitietokannoista.

2. Neuvostoliiton johtava aurinkovoimaloiden suunnittelukoulu oli KievZNIIEP -instituutti, joka kehitti ohjeita ja kymmeniä hankkeita. Tällä hetkellä Venäjällä ei ole voimassa olevia normeja ja suosituksia. Nykyaikaisen tason aurinkosähköprojektit toteutetaan venäläisessä instituutissa "Rostovteploelektroproekt" (Ph.D. AA Chernyavsky) ja EnergotekhnologiiServis LLC: ssä (Ph.D.VV Butuzov, Krasnodar).

3. ENIN (Moskova), KievZNIIEP, TsNIIEPIO (Moskova) suorittivat Neuvostoliiton aurinkovoimalaitosten teknisen ja taloudellisen tutkimuksen. Näitä töitä tehdään tällä hetkellä Rostovteploelektroproekt-instituutissa ja Energotekhnologii-Service LLC: ssä.

4. Neuvostoliiton johtava aurinkokeräimiä tutkiva tieteellinen organisaatio oli GM Krzhizhanovskyn (Moskova) nimetty energiainstituutti. "Spetsgeliotepomontazh" (Tbilisi) tuotti aikansa parhaan keräilysuunnittelun. Venäläisistä valmistajista Kovrovin mekaaninen tehdas valmisti aurinkokeräimiä, joiden hinta ja energiatehokkuus ovat optimaaliset. Nykyaikaiset venäläiset valmistajat kokoavat keräilijöitä ulkomaisista komponenteista.

5. Neuvostoliitossa aurinkokeräinten suunnittelun, valmistuksen, asennuksen ja säädön suoritti Spetshelioteplomontazh -yritys. Vuoteen 2010 asti CEFT LLC (Ulan-Ude) toimi tämän järjestelmän mukaisesti.

6. Kotimaisten ja ulkomaisten kokemusten analyysi aurinkolämmön toimittamisesta on osoittanut epäilemättä sen kehitysnäkymät Venäjällä sekä valtion tuen tarpeen. Tärkeimpien toimenpiteiden joukossa: venäläisen analogin luominen aurinkosäteilyn tietokannasta; uusien aurinkokeräinten suunnittelun kehittäminen optimaalisen hinnan ja energiatehokkuuden suhteen kanssa, uudet energiatehokkaat suunnitteluratkaisut, jotka mukautuvat Venäjän olosuhteisiin.

1. Istunnot, kongressit, konferenssit, ensimmäinen aurinkotekniikkaa käsittelevä koko unionin kokous. [Sähkö teksti]. Käyttötila: fs.nashaucheba.ru. Muutoksenhaun päivämäärä 15.5.2018.
2. V.V. Petukhov Putkimaiset aurinkoenergialämmittimet. - M.-L.: Gosenergoizdat, 1949.78 Sivumäärä
3. Butuzov V.A. Lämmönjakelujärjestelmien tehokkuuden parantaminen uusiutuvien energialähteiden käytön perusteella: Diss. doct. tekniikka. tieteet spec. 05.14.08. - Krasnodar: ENIN, 2004.297 Sivumäärä
4. B.V. Tarnizhevsky Aurinkokunta. Sähkötekniikan instituutti. G.M. Krzhizhanovsky: Vanhimpien työntekijöiden muistelmia / Aladiev I.T. ja muut // RAO "UES of Russia". - M: ENIN ne. G.M. Krzhizhanovsky, 2000.205 Sivumäärä
5. Tarnizhevsky B.V., Myshko Yu.L., Moiseenko V.V. Yleinen optimointikriteeri tasaisten aurinkokeräimien suunnittelussa // Geliotekhnika, 1992. №4. S. 7-12.
6. Popel O.S. Ei -perinteiset uusiutuvat energialähteet - uusi nykyaikaisen energian ala ja työn tulokset: JIHT RAS. Tulokset ja näkymät. La omistettuja artikkeleita. JIHT RASin 50 -vuotispäivänä. - M.: JIHT RANin kustantamo, 2010. s. 416–443.
7. Popel O.S., Fortov V.E. Uusiutuva energia nykymaailmassa. - Moskova: MPEI Publishing House, 2015.450 Sivumäärä
8. Valov M.I., Kazandzhan B.I. Aurinkolämmitysjärjestelmät. - M .: Publishing house of MEI, 1991.140 Sivumäärä
9. Käytäntö aurinkolämpö- ja jäähdytysjärjestelmien suunnittelussa ja käytössä. - L.: Energoatomizdat, 1987.243 Sivumäärä
10. VSN 52-86. Solar -käyttöveden asennukset. - M.: Gosgrazhdanstroy Neuvostoliitto, 1987.17 Sivumäärä
11. Suositukset asuin- ja julkisten rakennusten aurinkoenergian käyttövesilaitteistojen suunnitteluun. - Kiev: KievZNIIEP, 1987.118 Sivumäärä
12. Rabinovich M.D. Tieteellinen ja tekninen perusta aurinkoenergian käytölle lämmönjakelujärjestelmissä: Diss. doct. tekniikka. tieteet spec. 05.14.01. - Kiev, 2001.287 Sivumäärä
13. Kharchenko N.V. Yksittäiset aurinkopaneelit. - M.: Energoatomizdat, 1991.208 Sivumäärä
14. Avezov R.R., Orlov A.Yu. Aurinkolämmitys ja lämminvesijärjestelmät. - Tashkent: FAN, 1988.284 Sivumäärä
15. Bayramov R.B., Ushakova A.D. Aurinkolämpöjärjestelmät maan eteläisten alueiden energiataseessa. - Ashgabat: Ylym, 1987.315 Sivumäärä
16. Aurinko- ja kylmäjärjestelmä / toim. E.V. Sarnatsky ja S.A. Puhdas. - M.: Stroyizdat, 1990.308 Sivumäärä
17. Butuzov V.A., Butuzov V.V. Aurinkoenergian käyttö lämpöenergian tuottamiseen. - M.: Teploenergetik, 2015.304 Sivumäärä
18. Amerkhanov R.A., Butuzov V.A., Garkavy K.A. Teoriakysymyksiä ja innovatiivisia ratkaisuja aurinkoenergiajärjestelmiä käytettäessä. - M.: Energoatomizdat, 2009.502 Sivumäärä
19. Zaichenko V.M., Chernyavsky A.A. Autonomiset virransyöttöjärjestelmät. - M.: Nedra, 2015.285 Sivumäärä
20. Sadilov P.V., Petrenko V.N., Loginov S.A., Ilyin I.K. Kokemus uusiutuvien energialähteiden käytöstä Sotšin alueella // Teollisuusenergia, 2009. №5. S. 50–53.
21. Kovalev O.P., Volkov A.V., Loschenkov V.V. Aurinkovesilämmityslaitteet Primorskin alueella // Journal of SOK, 2006. nro 10. S. 88–90.
22. Lychagin A.A. Aurinkolämmön syöttö Siperian ja Primoryen alueilla // Teollisuusenergia, 2009. №1. S. 17-19.