alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2016.23-24.012-020alternative-910Research ArticleВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ЭНЕРГЕТИКА. СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКАТЕПЛОВАЯ МОДЕЛЬ ПЛОСКОГО СОЛНЕЧНОГО ВОДОНАГРЕВАТЕЛЬНОГО КОЛЛЕКТОРАTHE THERMAL MODEL OF A FLAT-PLATE SOLAR WATER-HEATING COLLECTORАвезовР. Р.AvezovR. R.

д-р тех. наук, проф. глав. науч. сотрудник лаборатории солнечных тепловых и энергетических установок, Физико- технический институт НПО «Физика-Солнце» АН РУз; глав. науч. сотрудник отдела «Солнечное теплоснабжение», Международный институт солнечной энергии

D.Sc. (engineering), Chief Researcher of Solar Thermal and Power Installation Laboratory, Physical-Technical Institute of the SPA “Physics-Sun”, Uzbek Academy of Sciences; Chief Researcher of Department of “Solar Heat Supply”, International Solar Energy Institute.

avezov@uzsci.netАвезоваН. Р.AvezovaN. R.

канд. тех. наук, вед. науч. сотрудник, начальник отдела «Солнечное теплоснабжение», Международный институт солнечной энергии; заведующий лабораторией солнечных тепловых и энергетических установок, Физико-технический институт НПО «Физика-Солнце» АН РУз

Ph.D. (engineering), Leading Researcher, Head of Department of “Solar Heat Supply”, International Solar Energy Institute; Head of Solar Thermal and Power Installation Laboratory, Physical-Technical Institute of the SPA “Physics-Sun”, Uzbek Academy of Sciences.

avezov@uzsci.netРахимовЭ. Ю.RakhimovE. Yu.

млад. науч. сотрудник лаборатории солнечных тепловых и энергетических установок, Физико-технический институт НПО «Физика-Солнце» АН РУз.

Junior Researcher of Solar Thermal and Power Installation Laboratory, PhysicalTechnical Institute of the SPA “PhysicsSun”, Uzbek Academy of Sciences

avezov@uzsci.netМеждународный институт солнечной энергии корп. 2, д. 2б, ул. Бодомзор йули, Ташкент, 100084, Республика Узбекистан Физико-технический институт НПО «Физика-Солнце» АН РУз д. 2б, ул. Бодомзор йули, Ташкент, 100084, Республика УзбекистанУзбекистанInternational Solar Energy Institute bild. 2, 2b Bodomzor Yuli str., Tashkent, 100084, the Republic Uzbekistan Physical-Technical Institute, SPA “Physics-Sun”, Uzbek Academy of Sciences 2b Bodomzor Yuli str., Tashkent, 100084, the Republic UzbekistanUzbekistanФизико-технический институт НПО «Физика-Солнце» АН РУз д. 2б, ул. Бодомзор йули, Ташкент, 100084, Республика УзбекистанУзбекистанPhysical-Technical Institute, SPA “Physics-Sun”, Uzbek Academy of Sciences 2b Bodomzor Yuli str., Tashkent, 100084, the Republic UzbekistanUzbekistan201623122016023-241220Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/910 

 

Предложена тепловая модель плоского солнечного водонагревательного коллектора (ПСВК) для определения его удельной теплопроизводительности в зависимости от заранее заданного значения температуры получаемой горячей воды. В отличие от существующих в мировой практике тепловых моделей ПСВК, в предлагаемой модели впервые использованы полученные авторами результаты исследований по определению среднемассовой температуры теплоносителя (воды), коэффициента тепловой эффективности и средней рабочей температуры поверхности лучепоглощающих теплообменных панелей (ЛПТП) бесконтактным методом в зависимости от эффективного коэффициента тепловых потерь. В определении коэффициента тепловых потерь учтено влияние частичного поглощения и преобразования в тепло проходящего через светопрозрачное покрытие корпуса коллектора суммарного солнечного излучения, а также значение средней рабочей температуры поверхности ЛПТП и температуры окружающей среды. Приведен практический пример реализации предложенной модели и доказана ее достоверность.

 

 

 

 

The paper offers a thermal model to determine the specific heat productivity of flat-plate solar water-heating collector (FSWHC) depending of the pre-assigned temperature values of obtaining hot water. Unlike existing thermal models of FSWHC, for the first time in the proposed model the research results obtained by the authors are used to determine the average mass temperature of the heat-transfer (water) collectors, heat efficiency coefficient and the surface average working temperature of the light-absorbing heat-exchange panels (LAHP) by non-contact method, depending of the effective coefficient of LAHP heat losses. In order to determine the coefficient we have to take into account the partial absorption influence and conversion into heat of the total solar radiation passing through translucent cover of collector case and also the value of the LAHP surface average working and ambient temperature. It is provided a practical example of realization and proved authenticity of the model.

солнечное излучениеплоский солнечный водонагревательный коллекторлучепоглощающая теплообменная панельтеплоотводящий каналсветопрозрачное покрытиетепловая модельsolar radiationflat-plate solar water-heating collectorlight-absorbing heat-exchange panelheat-removing channeltranslucent coverthermal modelReferencesAvezov, R.R. History and State of Solar Engineering in Uzbekistan / R.R. Avezov, N.R. Avezova et al. // Applied Solar Energy. – 2012. – Vol. 48. – No. 1. – P. 14–19.Avezov R.R., Avezova N.R. et al. History and State of Solar Engineering in Uzbekistan. Applied Solar Energy. 2012;(48/1):14–19 (in Eng.).Вейнберг, В.Б. Оптика в установках для использования солнечной энергии / В.Б. Вейнберг. – М.: Оборонгиз, 1959. – C. 224.Veinberg V.B. Optika v ustanovkah dlâ ispol’zovaniâ solnečnoj ènergii. Moscow: Oborongiz Publ., 1959, p. 224 (in Russ.).Петухов, Б.В. Расчет солнечных водонагревателей. В сб. № 1 «Использование солнечной энергии» / Б.В. Петухов. – М.: Изд. АН СССР, 1957. – C. 177–201.Petuhov B.V. Rasčet solnečnyh vodonagrevatelej. V no. 1: “Ispol’zovanie solnečnoj ènergii”. Moscow: Izd. AN USSR Publ., 1957, pp. 177– 201 (in Russ.).Hottel, H.S. The Performance of Flat-Plate Solar Heat-Collectors / H.S. Hottel, B.B. Woerts // Trans. ASME. – 1942. – Vol. 64. – P. 91–104.Hottel H.S., Woerts B.B. The Performance of Flat-Plate Solar Heat-Collectors. Trans. ASME, 1942;(64):91–104 (in Eng.).Bliss R.W. The Derivation of Several “Plate Efficiency Factor Useful in the Design of Flat-Plate Solar Heat Collectors” / R.W. Bliss // Solar energy. – 1959. – Vol. 3. – No. 4. – P. 55–60.Bliss R.W. The Derivation of Several “Plate Efficiency Factor Useful in the Design of Flat-Plate Solar Heat Collectors”. Solar energy. 1959;(3/4):55–60 (in Eng.).Hottel, H.S. Evolution of the Flat-Plate Collector Performance / H.S. Hottel, A. Whillier // Transaction of the Conference on the Use of Solar Energy. – University of Arizona Press, 1958. – Vol. 2. – No. – 1. P. 74–78.Hottel H.S., Whillier A. Evolution of the Flat-Plate Collector Performance. Transaction of the Conference on the Use of Solar Energy, University of Arizona Press. 1958;(2/1):74–78 (in Eng.).Даффи, Дж. Основы солнечной теплоэнергетики / Дж. Даффи, У. Бекман. – Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2013. – C. 888.Daffi J., Bekman U. Osnovy solnečnoj teploènergetiki. Dolgoprudny: Izdatel’skij dom “Intellekt” Publ., 2013, pp. 888 (in Russ.).Фрид, С.Е. Методы тепловых испытаний солнечных коллекторов / С.Е. Фрид // Препринт ИВТАН, 1988. – № 3(248). – С. 57.Frid S.E. Metody teplovyh ispytanij solnečnyh kollektorov. Preprint IVTAN. 1988;(3/248):57 (in Russ.).Avezova, N.R. No-contact Method of Determining Average Working-Surface Temperature of Flat-Type Radiation Absorbing Thermal Exchange Panels of Flat Solar Collectors for Heating Heat Carrying Liquid / N.R. Avezova, R.R. Avezov // Applied Solar Energy. – 2015. – Vol. 51. – No. 2. – P. 85–87.Avezova N.R., Avezov R.R. No-contact Method of Determining Average Working-Surface Temperature of Flat-Type Radiation Absorbing Thermal Exchange Panels of Flat Solar Collectors for Heating Heat Carrying Liquid. Applied Solar Energy. 2015;(51/2): 85– 87 (in Eng.).Авезова, Н.Р. Влияние частичного поглощения солнечного излучения в светопрозрачных покрытиях корпуса плоских солнечных коллекторов на тепловые потери их лучепоглощающих теплообменных панелей в окружающую среду / Н.Р. Авезова [и др.] // Гелиотехника. – 2016. – № 3. – С. 16–21.Avezova N.R., Vohidov A.U., Abduhamidov D.U., Rahimov È.Yu. Vliânie častičnogo pogloŝeniâ sol-nečnogo izlučeniâ v svetoprozračnyh pokrytiâh korpusa ploskih solnečnyh kollektorov na teplovye poteri ih lučepogloŝaûŝih teploobmennyh panelej v okružaûŝuû sredu. Geliotehnika. 2016;(3):16–21 (in Russ.).Авезова, Н.Р. Влияние частичного поглощения солнечного излучения в светопрозрачных покрытиях корпуса плоских солнечных коллекторов для нагрева жидкого теплоносителя на температуру их лучепоглощающих теплообменных панелей / Н.Р. Авезова [и др.] // Проблемы энерго- и ресурсосбережения. Ташкент: Изд. Ташкентского Государственного Технического Университета. – 2016. – № 1–2. – С. 186–190.Avezova N.R., Avezov R.R., Usmanov A.Yu., Vohidov A.U., Rahimov È.Yu. Vliânie častičnogo pogloŝeniâ solnečnogo izlučeniâ v svetoprozračnyh pokrytiâh korpusa ploskih solnečnyh kollektorov dlâ nagreva židkogo teplonositelâ na temperaturu ih lučepogloŝaûŝih teploobmennyh panelej. Problemy ènorgo- i resursosbereženiâ. 2016;(1–2):186–190 (in Russ.).Avezova, N.R. Procedure for Determining the Average Heat Transfer Temperature in Heat Removal Channels of Flat Solar Collectors and Other Thermal Engineering Parameters and Complexes According to Thermal Testing Results / N.R. Avezova // Applied Solar Energy. – 2015. – Vol. 51. – No. 3. – P. 172–176.Avezova N.R. Procedurefor Determining the Average Heat Transfer Temperature in Heat Removal Chan-nels of Flat Solar Collectors and Other Thermal Engineering Parameters and Complexes According to Thermal Test-ing Results. Applied Solar Energy. 2015;(51/3):172–176 (in Eng.).Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № DGU03822. Математическая модель для определения теплопроизводительности плоских солнечных водонагревательных коллекторов при наперед заданной температуре, получаемой из них горячей воды // Авезов Р.Р., Авезова Н.Р. // Агентство по интеллектуальной собственности РУз, 27.05.2016.Avezov R.R., Avezova N.R. Svidetel’stvo ob oficial’noj registracii programmy dlâ ÈVM # DGU03822. Matematičeskaâ model’ dlâ opredeleniâ teploproizvoditel’nosti ploskih solnečnyh vodonagrevatel’nyh kollektorov pri napered zadannoj temperature, polučaemoj iz nih gorâčej vody // Agentstvo po intellektual’noj sobstvennosti RUz, 27.05.2016 (in Russ.).Avezova, N.R. Resource Indexes of Flat Solar Water-heating Collectors in Hot-Water Supply systems: 4: Specific Collector Thermal Yield and Efficiency / N.R. Avezova [et al.] // Applied Solar Energy. – 2013. Vol. 49. – No. 4. – P. 202–210.Avezova N.R., Avezov R.R., Rustamov N.T. et al. Resource Indexes of Flat Solar Water-heating Collectors in Hot-Water Supply systems: 4: Specific Collector Thermal Yield and Efficiency. Applied Solar Energy. 2013;(49/4): 202–210 (in Eng.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.