Гелиоводонагревательная установка для загородного дома

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В работе рассматривается система теплоснабжения для загородного дома, включающая методы автоматизации и прогнозирования теплоотдачи. Исследование основано на интеграции гелиопанелей и аппаратного обеспечения для формирования автоматизированной системы управления (АСУ), которая адаптируется к климатическим условиям, времени суток и положению солнечных панелей. Система учитывает изменения температуры, погодные факторы и положение солнца, что позволяет минимизировать теплопотери и повысить энергоэффективность. Применение данной системы позволяет сократить расходы на отопление и обеспечивает экологичность за счет использования возобновляемых источников энергии. Автоматизированная система управления и диспетчеризации для предложенной модели гелиоводонагревательной установки загородного дома предназначена для мониторинга состояния оборудования индивидуальных тепловых пунктов и позволяет: предоставлять службам автоматического управления актуальную и точную информацию о функционировании оборудования; осуществлять оперативный контроль за состоянием гелиосистем и технологического оборудования; отслеживать выход за допустимые пределы инструментальных и технологических параметров теплоотдачи установки; внедрять модули для изменения параметров работы установки, обеспечивая интеграцию в единую систему доступа к технологическим данным и текущему состоянию оборудования. Контроль положения гелиопанелей и использование датчиков температуры, давления и уровня тепловой энергии позволяет поддерживать оптимальный микроклимат внутри здания. Работу насосов и баков-аккумуляторов регулирует АСУ, предотвращая перегрузки и минимизируя энергозатраты. Подобные возможности автоматизации делают систему водоснабжения устойчивой и энергоэффективной, особенно в условиях низких температур и высокой солнечной активности.

Об авторах

Виктор Александрович Рыбак

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: 6774338@tut.by
ORCID iD: 0000-0002-9585-2614
SPIN-код: 9413-7880

кандидат технических наук, доцент; проректор по учебной работе

Белоруссия, Минск

Игорь Михайлович Римарев

Белорусская государственная академия связи

Email: 6774338@tut.by
ORCID iD: 0009-0001-9787-8084

аспирант

Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Авезов Р.Р. Системы солнечного тепло-хладоснабжения / под ред. Э.В. Сарницкого, С.А. Чистовета. М.: Стройиздат, 1990. С. 71–80.
  2. Бекиров Е.А., Гаевский А.Ю., Кувшинов В.В. Фототермические модули для одновременной выработки тепловой и электрической энергии // Вестник новых технологий. 2017. № 1. С. 33–40.
  3. Гаевский А.Ю., Петров И.В. Автоматизация параметров солнечных водонагревательных систем // Вестник инженерных наук. 2021. № 2. С. 19–24.
  4. Гаевский О.Ю., Мхитарян Н.М. Исследование полимерных солнечных коллекторов для водонагревательных систем // Вестник инженерных наук. 2015. № 3. С. 45–52.
  5. Даффи Дж.А., Бекман У.А. Солнечные энергетические системы: теория и практика. М.: Энергоатомиздат, 2003. 456 с.
  6. Дульнев Г.И. Теплообмен в солнечных коллекторах. М.: Энергоатомиздат, 1999. 238 с.
  7. Коль М. Солнечные коллекторы. Принципы и технологии. СПб.: Питер, 2008. 320 с.
  8. Рабинович М.Д. Композиционные материалы в солнечных энергетических системах. М.: Наука, 2010. 198 с.
  9. Сафонов В.А., Кныш Л.И. Повышение эффективности фотоэлектрических преобразователей с помощью фототермических модулей // Солнечная энергетика. 2020. № 4. С. 12–18.
  10. Сидоров А.Н., Бекиров Е.А. Исследование гелиоводонагревательных систем горячего водоснабжения // Теплотехника. 2019. № 3. С. 25–31.
  11. Стронский Л.М. Современные материалы для солнечных коллекторов: композиты и полимеры // Журнал прикладной физики. 2019. № 5. С. 67–73.
  12. Шаповалов В.И., Пуховой И.И., Хотин С.Ю. Применение композитных материалов в солнечных коллекторах для повышения энергоэффективности // Энергосбережение. 2018. № 2. С. 22–30.
  13. Шонина Н.А. Системы подогрева воды в системе горячего водоснабжения при помощи солнечной энергии // Сантехника. 2015. № 3.
  14. Fadzlin W., Hasanuzzaman M., Rahim N. et al. Global challenges of current building-integrated solar water heating technologies and its prospects: A comprehensive review // Energies. 2022. doi: 10.3390/en15145125.
  15. Londoño-Hurtado A., Meyers B., Apostolaki E., Flottemesch R. Estimation of photovoltaic system location and orientation from power signals // IEEE 48th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). 2021. С. 1807–1812. doi: 10.1109/PVSC43889.2021.9518783.
  16. Pinamonti M., Beausoleil-Morrison I., Prada A., Baggio P. Water-to-water heat pump integration in a solar seasonal storage system for space heating and domestic hot water production of a single-family house in a cold climate // Solar Energy. 2021. Vol. 213. Pp. 300–311. doi: 10.1016/j.solener.2020.11.052.
  17. Shi H., Xu Y., Ding B. et al. Long-term solar power time-series data generation method based on generative adversarial networks and sunrise–sunset time correction // Sustainability. 2023. doi: 10.3390/su152014920.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Гелиоводонагревательная установка загородного дома (патент МПК F24J2/00, F24J2/38)

Скачать (63KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема структуры модулей АCУД ГВУ

Скачать (578KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Поля отображения уведомлений и состояния коммуникаций сетевого оборудования ГВУ

Скачать (141KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Траектории движения возвращения коллектора в исходное состояние: 1 – проекция траектории движения коллектора солнечной энергии в день; 2 – проекция траектории движения коллектора солнечной энергии ночью; 3 – временные моменты для дискретного перемещения коллектора солнечной энергии по азимуту; 4 – проекция сектора солнечного затемнения ночью; 5 – проекция сектора солнечного освещения, соответствующего дню; 6 – проекция центра оси вращения коллектора солнечной энергии; 7 – стрелка направления движения за солнцем коллектора солнечной энергии; 8 – стрелка направления движения в начальное стартовое положение по азимуту каждые сутки коллектора солнечной энергии; 9 – проекция оси «юг-север»; 10 – проекция азимутального перемещения коллектора солнечной энергии в день или ночью; 11- начальное стартовое положение

Скачать (68KB)
Метаданные


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».