Скачати повний текст

Досліджено розвиток наукових та інженерних основ створення багатофункціональних сонячних систем з використанням методів випарного охолодження середовищ. Встановлено, що найбільш перспективне включення випарних охолоджувачів у склад осушувально-випарних систем на основі відкритого абсорбційного циклу з прямою регенерацією абсорбенту, що дозволяє знизити енерговитрати, оскільки традиційний десорбер і сонячна система нагрівання теплоносія тут замінюється сонячним регенератором абсорбенту. Розроблено схемні рішення сонячних систем кондиціювання повітря (ССКП) на основі сонячних колекторів-регенераторів (СК/Р). Зазначено, що газо-рідинні СК/Р забезпечують відновлення концентрації абсорбенту та підтримку безперервності циклу на основі сонячної енергії, що забезпечує як необхідне підведення тепла для регенерації, так і рух повітряного потоку над поверхнею абсорбенту. Виконано теоретичне й експериментальне дослідження особливостей плівкових течій з похилих поверхонь, включаючи питання сталості течій. Розроблено випарні охолоджувачі (ВО) (повітроохолоджувач і градирня) на основі апаратів плівкового типу з багатоканальною багатошаровою структурою полімерної насадки та роздільним рухом потоків газу та рідини. Виконано моделювання процесів тепломасопереносу в ВО.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію геометричного моделювання відбивних поверхонь, розроблено метод просторового моделювання відбитого потоку на базі плоскої задачі апарата відбиття й алгоритмів геометричного моделювання параметрів форми та положення елементів-коцентраторів, для плоских колекторів. З використанням програмного забезпечення MathCAD розроблено алгоритми та програми для одержання комп'ютерних моделей кривих апарата відбиття для заданої відбивної кривої за довільного нахилу сонячних променів. Це є подальшим розвитком моделі апарата відбиття для розв'язання плоскої задачі. Розроблено алгоритм одержання комп'ютерної моделі супутніх кривих для заданої ортотоміки. Це дозволяє моделювати відбивні поверхні у рухомих геліоустановках, коли твірна приймача є лінією ортотоміки. Створено теоретичну базу запропонованого методу просторового моделювання відбитого потоку на основі плоскої задачі. Даний метод застосовується для поверхонь, у яких рухома площина, що вводиться, є площиною інциденції нормалей перетину відбивної поверхні. За цього дотримується рівність проекцій кутів падіння та відбиття на площину інциденції, отже, розв'язання просторової задачі зводиться до розв'язання плоскої. Розроблено алгоритм одержання комп'ютерної моделі визначення карстової ділянки у відбитому потоці для певних видів ротативних поверхонь і поверхонь обертання за умов змінного нахилу сонячних променів. За результатами проведених досліджень розвинуто побудову комп'ютерних моделей з метою вивчення властивостей відбитого сонячного потоку.

  Скачати повний текст

Вперше в прикладній геометрії запропоновано алгоритм оцінювання інтенсивності відбитої сонячної енергії. Розроблено програму комп'ютерного моделювання розподілу інтенсивності відбитого потоку у вигляді точкового каркаса поверхні на приймачі для різних концентрувальних систем. Встановлено карти ізоліній концентрації для оцінювання параметрів форми, положення та розмірів приймача. Вдосконалено аналітичний опис квазіфокальних ліній для змінного кута падіння сонячних променів, який визначає параметри форми та положення приймача в установках з нерухомим концентратором. Надано нову методику проектування концентрувальної системи на підставі способу оцінювання розподілу інтенсивності відбитої енергії на приймачі та теорії квазіфокальних ліній.

  Скачати повний текст

Теоретично та практично обгрунтовано технічну можливість створення комбінованої системи теплопостачання (КСТ) для об'єктів промислового теплопостачання на базі сонячних приставок для котельних установок. Запропоновано конструктивну схему КСТ, а також розроблено математичні моделі процесів теплообміну в елементах КСТ з урахуванням геліотехнічних можливостей регіону експлуатації. Наведено математичні моделі кліматичних умов Сирії, визначено енергетичні характеристики сонячної приставки до котельної установки з урахуванням гідравлічних схем багатомодульної структури сонячних колекторів у процесі довготривалої експлуатації системи. Визначено техніко-економічні характеристики системи та доцільність її використання в складі КСТ. Розроблено методику, алгоритми та програми числового моделювання теплових процесів у ній.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано доцільність застосування комбінованої геліосистеми гарячого водопостачання з джерелом теплової енергії, яке використовує електричну енергію за позапіковим тарифом. Запропоновано методику врахування впливу навколишнього середовища на геліосистеу для більш точного розрахунку її параметрів, а саме: площі сонячного колектора. Розроблено методику визначення оптимальних параметрів електричного теплоакумулювального перетворювача з метою найбільшого акумулювання теплової енергії в його об'ємі. Запропоновано нову модель геліосистеми гарячого водопостачання, складовими якої є базова модель геліосистеми, генератор хмарності та температур, модель електричного теплоакумулювального перетворювача та блок визначення його оптимальних параметрів. Розроблено алгоритм визначення оптимальних площин сонячного колектора, потужності електричного теплоакумулювального перетворювачата бака-акумулятора за економічним критерієм. На підставі результатів проведених експериментальних досліджень за умов експлуатації існуючої геліосистеми гарячого водопостачання в Кримській тепловій компанії (Севастополь) підтверджено вірогідність теоретичних розрахунків і показано доцільність застосування запропонованого додаткового джерела теплової енергії з урахуванням стохастичного погодинного впливу хмарності та температур у затінку та на сонці для підвищення ефективності геліосистем гарячого водопостачання.

  Скачати повний текст

Запропоновано систему автоматичного регулювання частоти обертів вітроколеса вітроелектроустановки, яка дозволяє підвищити коефіцієнт використання енергії вітру. На основі дрібно-лінійної апроксимації створено кусково-лінійну апроксимацію вольт-амперної характеристики фотобатареї. Розроблено математичну модель процесу заряду електрохімічного акумулятора від фотобатареї та показано необхідність використання пристрою узгодження в системі електрохімічний акумулятор - фотобатарея. Розглянуто методику розрахунку пристою узгодження, який забезпечує роботу системи фотобатарея - електрохімічний акумулятор у точці максимальної потужності. Наведено пристрій для моделювання вольт-амперної характеристики фотобатареї. Проведено статистичний аналіз параметрів вітрового потоку та установлено, що періоди відсутності вітру мають експоненційний розподіл. На основі закону розподілу періодів відсутності вітру розроблено методику визначення ємності системи акумулювання для автономних енергосистем з вітроустановками.

  Скачати повний текст

Проведено зонування території країни для розрахунків систем сонячного теплопостачання (ССТ) і для кожної з 3 зон визначено пункт-представник і складено інформаційний базис у вигляді "типового року". Отримано математичні вирази для розрахунків коефіцієнту незатінення сонячного колектору (СК) і розраховано його значення для будь-якого розташування СК. Розраховано режим зміни орієнтації СК, що забезпечує підвищення їх теплопродуктивності на 30 - 40 %. Розроблено математичні моделі для дослідження впливу схемних рішень, режимів роботи і параметрів устаткування на теплопродуктивність ССТ. Для кожного з визначеного класу систем знайдено рівняння для розрахунків коефіцієнта корисної дії (ККД) використання сонячної енергії для всієї території України. Наведено дані натурних досліджень експериментальних ССТ, які показали задовільний збіг фактичних значень ККд з розрахунком для кожної моделі. Розроблено основні положення методики техніко-економічної оцінки ССТ.

  Скачати повний текст

Вперше для Аравійського півострова розроблено й апробовано непряму методику розрахунку місячних величин сумарної радіації та тривалості сонячного сяйва. На підставі статистичної оцінки одержаних показників і наявних фактичних даних доведено доцільність використання нового методу розрахунку сумарної радіації за умов Аравійського півострова. Встановлено закони розподілу її добових величин на півострові та розраховано характеристики ймовірності, а також продуктивність і потужність геліоустановок. Під час розрахунку тривалості сонячного сяйва використано статистичний зв'язок її характеристик з хмарністю. На підставі одержаних кількісних показників радіаційного режиму надано рекомендації щодо вибору систем геліоустановок для найефективнішого використання геліоресурсів Аравійського півострова.

  Скачати повний текст

Теоретично та практично обгрунтовано технічну можливість утворення комбінованої системи теплопостачання (КСТ) для об'єктів промислового теплопостачання на базі сонячних приставок типу "Дельта-система" та пласких сонячних колекторів (СК) до теплогенеруючих установок. Виконано порівняльний аналіз сучасних способів оцінки миттєвої ефективності сонячних приставок і пласких СК. Досліджено методики довгострокових характеристик дельта-систем і сонячних колекторів щодо визначення їх ефективності в процесі впровадження в комбінованих системах гарячого водопостачання промислових та індивідуальних споживачів. Проведено погодинне математичне моделювання енергетичної ефективності сонячних приставок КСТ і коефіцієнта заміщення традиційної енергії для теплих місяців року на базі використання об'єктно-орієнтованої мови програмування Visual Basic. Розроблено рекомендації щодо раціонального проектування сонячних колекторів типу "Дельта-система" у складі КСТ. Розроблено методику, алгоритми та програми числового моделювання теплових процесів КСТ з сонячними приставками типу "Дельта-система" та пласкими сонячними колекторами до теплогенеруючих установок.

  Скачати повний текст

Розроблено й експериментально перевірено нову конструкцію сонячного колектора з концентраторами. Встановлено, що ефективність використання сонячної енергії у колекторі з концентраторами на 10 - 20 % вище, ніж у плоских колекторів, що виготовляються у промисловості та на 5 - 10 % перевищує ефективність циліндричних вакуумованих колекторів без концентраторів. Визначено аналітичні залежності, що описують розподілення температури по циліндричній поверхні колектора залежно від часу, що дозволяє розрахувати температуру теплоносія на виході з колектора. Наведено розрахункові формули для визначення температури теплоносія на виході з колектора. Виконано експериментальні дослідження колектора з концентраторами сонячної енергії. Одержано рівняння регресії, за допомогою якого можна встановити температуру теплоносія на виході з колектора й оцінити вплив визначальних факторів.

  Скачати повний текст

Визначено шляхи підвищення ефективності перетворення сонячної енергії за одночасного зниження вартості одержуваної електроенергії. Запропоновано з використанням принципу декомпозиції у новому аспекті врахувати характерні риси енергогенерування сонячних елементів (СЕ), що випускаються промисловістю. Запропоновано нові методи розрахунку функціональних параметрів СЕ, що враховують особливості їх структури й енергогенерувальну спроможність за різних умов експлуатації. Обгрунтовано структуру сонячних фотоелектричних установок, розроблено алгоритм розрахунку, що дозволяє обгрунтовано підійти до вибору заходів, які забезпечують підвищення ефективності енергогенерування за зниження вартості одержуваної електричної енергії. На етапі конструкторсько-проектних робіт остаточне рішення про структуру сонячних фотоелектричних установок запропоновано приймати після розгляду структури СЕ, які використовуються, й особливостей їх функціонування.

  Скачати повний текст

Досліджено проблеми технічного розрахунку та створення геліоколектора з підвищеною оптичною ефективністю, низькими тепловими втратами, технологічного у процесі виготовлення та надійного в експлуатації. Запропоновано оригінальну конструкцію колектора на базі концентрувальної системи двогранний плоский фоклін - вакуумований трубчастий теплоприймач (Д-Фоклін-ВТТ). За результатами експериментів визначено теплофізичні характеристики ВТТ і експлуатаційні параметри геліоколекторів на їх базі. Визначено реальні теплофізичні та ресурсні характеристики нового вибіркового поглинального мідно-вольфрамового покриття.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням проектування систем теплопостачання з плоскими сонячними колекторами. Розроблено нові методики розрахунку надходження тепла від системи теплопостачання при вимушеній та природній циркуляції теплоносія. Запропонована уточнена математична модель теплообміну у плоскому сонячному колекторі, яка враховує теплоємність та теплову провідність його елементів. Проведено обчислювальний експеримент. Показано, що теплоємність істотно впливає на швидкість прогрівання та значення температури теплоносія. Експериментально досліджено нестаціонарні теплові процеси, що протікають у плоскому сонячному колекторі та у системі теплопостачання з тепловим акумулятором і вільною конвекцією теплоносія. Запропоновано рекомендації по вибору раціональних параметрів систем попереднього нагрівання у парових та водогрійних котлах, установках нагрівання ванн з електролітом, охолодження та теплопостачання промислових об'єктів, що розташовані у різних регіонах України.

  Скачати повний текст

Розроблено, теоретично й експериментально досліджено систему опалення за умов використання традиційних і відновлюваних джерел енергії з різними температурними рівнями, які використовуються для підігріву повітря у просторі буферної зони, що утворюється між стіною житлової зони і прозорою огорожею пасивної системи сонячного опалення (ПС) або іншими конструкціями. Одержано математичні залежності для визначення температур і ефективності запропонованої системи ПХВ. У порівняльному аспекті теоретично досліджено роботу системи ПХВ з тепловим насосом. Досліджено контактні теплообмінники, що нагрівають повітря водою. Тоеретично і експериментально досліджено пасивні системи опалення та плоский сонячний колектор для генерації пари, що використовується у технологічних процесах життєдіяльності. Для різних зон України визначено числові характеристики сонячного випромінювання з урахуванням хмарності й орієнтації колекторів.

  Скачати повний текст

Проведено комплексне експериментально-розрахункове дослідження процесів теплопереносу у ресиверах - випарниках натрієвих високотемпературних теплових труб для автономних енергоустановок з двигуном Стірлінга. Експериментально досліджено закономірності пароутворення та початку закипання натрію у високотемпературній тепловій трубі для широкого діапазону змін температур насичення пари натрію. Розроблено інженерну методику визначення граничної товщини пористого гноту та коефіцієнтів тепловіддачі у процесі випаровування. Сформовано математичну модель теплопереносу у натрієвих ресиверах - випарниках для пускового, перехідного та номінального режимів роботи, на основі якої виконано параметричний аналіз даного фізичного процесу та визначено граничні значення пікових теплових потоків.

  Скачати повний текст

Виконано математичне моделювання сонячних систем на основі полімерних сонячних колекторів (СК), що враховує найбільш суттєві фактори теплових і гідродинамічних процесів, які відбуваються у кожному з елементів систем під час їх взаємодії (характер течії теплоносіїв у полімерному абсорбенті зі стільниковою структурою каналів, роль полімерного прозорого покриття СК як прозорової ізоляції). Розроблено рекомендації стосовно конструювання СК з ПМ (за умов варіантів металево-полімерного та полімерного) з урахуванням важливіших для сонячної енергетики якостей ПМ. З використанням сучасних методів екологічної оцінки та прогнозування (повного життєвого циклу - Life Cycle Assessment, методології Eco-Indicator 95 та пакета програм "Sima Pro-5") показано екологічні переваги полімерних СК у порівнянні з традиційним типом металевих (алюмінієвих) СК. Розроблено нові схемні та конструктивно-компоновочні рішення стосовно сонячних систем, які дозволяють їх інтегрувати у діючих системах теплопостачання.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст