28 Апр

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАДУВНОГО ВОЗДУШНОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА




Номер части:
Оглавление
Содержание
Журнал
Выходные данные


Науки и перечень статей вошедших в журнал:

Разработка и реализация эффективного способа геотермального отопления помещений различного типа в период межсезонья является актуальной задачей. В рассматриваемом контексте предлагается исследовать эксплуатационные характеристики разработанной надувной воздушной гелиосистемы, состоящей из двух герметично соединенных полимерных материалов: верхнего светопрозначного и нижнего светопоглощающего. Для подачи и отведения теплоносителя гелиосистема дополнена обратным клапаном (рисунок 1, в).

Совместно со специалистами ФБУ «Ростовский ЦСМ» была разработана программа и методики испытаний, основываясь на данных различной нормативно-технической документации в области солнечной энергетики [1-4].

Условия проведения экспериментов в лаборатории в полной мере обеспечивали нормальные нормальные климатические условия испытаний [5]:

— температура окружающего воздуха — (25±10) °С;

— относительная влажность воздуха- (45-80) %;

— атмосферное давление  — (84,0-106,7) кПа.

Первым проводилось испытание на пылезащищенность конструкции коллектора в камере пыли КП-1.0, чтобы проверить образец на герметичность (рисунок 1).

Рисунок 1 – Испытание на пылезащищенность:

а – фотография камеры пыли КП – 1.0; б – фотография образца в процессе испытания; в —  фотография чистого образца после испытания

Согласно методике проведения данного эксперимента образец был помещен в камеру для постепенной обработки пылью. При этом применяемое количество тальковой пыли на 1 м3 испытательной камеры составило 2 кг, время проведения эксперимента – 8 часов. После чего образец был извлечен из камеры пыли и подвергнут визуальному осмотру на предмет проникновения тальковой пыли внутрь испытуемого образца. Скопления пыли не были обнаружены в спаечных швах. Испытание прошло успешно.

Для определения влагонепроницаемости коллектора использовалась установка для испытаний наклонным дождем, с привлечением средств измерений: термометра лабораторного для замера температуры воды, угломера для определения угла разбрызгивания воды и секундомера механического для фиксирования продолжительности эксперимента. В ходе испытания были соблюдены все требования методики испытания: орошение образца водой происходило под углом 30°, расход воды предусмотрен в пределах 0,04 кгс/м2, температура воды для разбрызгивания составила 20°С, продолжительность испытания составила 1 час (рисунок 2). Перед проведением испытания на влагонепроницаемость образец был взвешен на весах лабораторных. После часового обрызгивания образца, он был насухо вытерт и вновь взвешен. Показания на весах изменились, и разность показаний составила 0,06 г, что является допустимым отклонением от стандартной погрешности, приведенной в методике.

Рисунок 2 – Испытание на влагонепроницаемость

 

Следует отметить, что по прошествии суток вес образца вернулся к первоначальным данным. Испытание прошло успешно.

Испытание на ударопрочность проходило с использованием стальных шаров массой 150 г (Рисунок 3,а). Согласно методике, стальной шар должен падать на коллектор 10 раз с каждой испытательной высоты в диапазоне 0,4…2м (с шагом 0,2 м). После эксперимента повреждений на коллекторе не обнаружено.

Рисунок 3 – Механические испытания:

а – испытание на ударопрочность; б – испытание механической нагрузкой

Испытание механической нагрузкой предназначено для оценки устойчивости прозрачного покрытия к давлению, возникающему вследствие воздействия ветра и снега. Для проведения эксперимента образец поместили в рамку, соответствующую габаритным размерам испытуемого образца, сверху на образец насыпали гравий размером от 5 до 10 мм в количестве 8 кг. Далее дополнительно нагрузили образец. Максимальный вес составил 78 кг. В результате эксперимента дефектов коллектора не было обнаружено, испытание прошло успешно.

Таким образом, испытания эксплуатационных характеристик конструкции и способа соединения деталей коллектора показали положительные результаты. Т.е. разработанный прототип гелиосистемы обладает достаточными для эксплуатации показателями надежности, герметичности и механической прочности.

Список литературы:

  1. ГОСТ Р 51596-2000 Нетрадиционная энергетика. Солнечная энергетика. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. Ведён 2001-01-01 – М.: — ИПК Издательство стандартов, 2000. — 20 с.
  2. ГОСТ Р 55617.2-2013 Возобновляемая энергетика. Установки солнечные термические и их компоненты. Солнечные коллекторы. Часть 2. Методы испытаний. Введён 01-07-2015–М.: ФГУП Стандартинформ, 2014.– 94с.
  3. ГОСТ 28205-89 Основные методы испытаний на воздействие внешних факторов. Часть 2. Испытания. Руководство по испытанию на воздействие солнечной радиации. Введён 01-03-1990 – М.: ФГУП Стандартинформ, 2006, — 15 с.
  4. ГОСТ 14254-96 Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IP). Введён 01-01-1997 – М.: ФГУП Стандартинформ, 2007, — 32 с.
  5. ГОСТ 15150-69 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды (с Изменениями № 1, 2, 3, 4, 5). Введён 01-01-1971 – М.: ФГУП Стандартинформ, 2010, — 55 с.
    ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК НАДУВНОГО ВОЗДУШНОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА
    Цель статьи заключается в исследовании эксплуатационных характеристик конструкции и материала надувного воздушного солнечного коллектора в лабораторных условиях. С этой целью была разработана программа и методики испытаний совместно со специалистами ФБУ «Ростовский ЦСМ», основываясь на данных различной нормативно-технической документации в области солнечной энергетики. Итоги испытаний и экспериментов изложены в статье с фотографиями и результатами каждого эксперимента.
    Written by: Смирнова Ольга Александровна, Гончарова Мария Александровна, Аветисян Юрий Эрнестович
    Published by: БСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА
    Date Published: 12/18/2016
    Edition: euroasia-science_28.04.2016_4(25)
    Available in: Ebook