Приближенный расчет систем солнечного теплоснабжения 2

Пример 9. Определить площадь поверхности солнечного коллектора и объем бака-аккумулятора для солнечной водонагревательной установки для семьи из 5 человек в районе с годовым приходом солнечной энергии Е = 1370 кВт∙ч/м2. Степень замещения f = 1 за период май - август, а норма расхода горячей воды на 1 человека 75 л/день.

По номограмме получаем площадь поверхности коллектора А = 7,2 м2 и объем бака-аккумулятора К = 510 л.

Рис. 70. Номограмма для расчета солнечных водонагревательных установок

Рис. 70. Номограмма для расчета солнечных водонагревательных установок

Годовое поступление солнечной энергии на горизонтальную поверхность (кВт∙ч/м2):

1 - 1610; 2 - 1490; 3 - 1370; 4 - 1230 ; 5 - 1150; 6 - 1030; 7 - 920

Экономическую оценку (руб/ГДж) целесообразности применения системы солнечного теплоснабжения можно дать путем сравнения стоимости 1 ГДж тепловой энергии, отпущенной солнечной Сс и топливной Ст системами теплоснабжения. Должно выполняться условие Сс <= Cт, и Сс определяется по формуле:

,

где Кс - капитальные затраты на систему солнечного теплоснабжения, руб.; Са - годовые эксплуатационные затраты (электроэнергия, ремонт и обслуживание, зарплата), руб/год; Qнгод - годовая тепловая нагрузка, ГДж; Ен - коэффициент эффективности капитальных вложений.

Капитальные затраты (руб.) на гелиосистему теплоснабжения:

,

где Cк - удельная стоимость коллектора солнечной энергии, руб/м2; Cак - удельная стоимость аккумулятора теплоты, руб/м3; V - объем аккумулятора теплоты, м3; Cов - стоимость вспомогательного оборудования, трубопроводов, регулирующей арматуры, системы КИП и А и т. п., отнесенная к 1 м2 площади КСЭ, руб/м2; А - площадь поверхности КСЭ, м2.

Ориентировочная сметная стоимость строительства гелиосистемы Кс = КудА, где Куд = 150÷250 руб. на 1 м2 площади поверхности КСЭ.

Годовой экономический эффект от использования солнечной энергии:

где Ст - стоимость 1 ГДж тепловой энергии от традиционного источника теплоснабжения, руб.

Срок окупаемости гелиоустановки определяется отношением капиталовложений к годовому экономическому эффекту: τок = Ксгод.

Следует иметь в виду, что наряду с экономней топлива при использовании солнечной энергии важное значение имеют также такие аспекты, как уменьшение загрязнения окружающей среды, сохранение топливных ресурсов, улучшение социальных условий.