Солнечная электростанция 30кВт - бизнес под ключ за 27000$

15.08.2018 Солнце в сеть




Производство оборудования и технологии
Рубрики

СОЛНЕЧНЫЕ ТЕПЛИЦЫ, СУШИЛКИ И КУХОННЫЕ ПЕЧИ

В сельском хозяйстве имеются большие возможности для применения солнечных установок — в растениеводст­ве, животноводстве и садоводстве. Речь идет прежде все­го о гелиотеплицах, сушильных установках, горячем во­доснабжении и отоплении ферм по разведению крупного рогатого скота, свиней, птиц, о подогреве воды для бас­сейнов для разведения рыб, о холодильных установках и т. п. Например, в сельском хозяйстве Голландии — страны с наиболее современным сельским хозяйством — потребляется 1/3 всей тепловой энергии, используемой в аграрном секторе экономики стран ЕЭС, причем 90 % приходится на энергопотребление в садоводстве и ого­родничестве, а доля теплиц составляет 20 %. Горячая во­да с температурой 10—80 °С потребляется для различ­ных целей на фермах. Так, для отопления свинарников, птичников, молочных ферм требуется воздух или вода с температурой 20—45 °С, для горячего водоснабже­ния— вода с температурой до 80 °С. От общего объема теплопотребления в сельском хозяйстве Голландии, эк­вивалентного 3 млн. т нефти в год, использование солнеч­ной энергии обеспечивает экономию около 0,2 млн. т нефти, а при условии применения улучшенной тепловой изоляции, в том числе подвижных теплоизоляционных экранов, экономия достигает 1 млн. т нефти в год. Опи­санные в предыдущей главе установки отопления и го­рячего водоснабжения применяются и для сельскохозяй­ственных объектов, хотя во многих случаях они имеют более простое конструктивное исполнение и ориентирЬ — ваны на применение местных материалов. Ниже рассмот­рены другие типы гелиоустановок для сельского хозяй­ства.

Гелиотеплицы. Постоянно возрастает производство овощей в закрытом грунте — парниках и теплицах. В скандинавских странах, Голландии, ФРГ потребление энергии в теплицах составляет 1—1,5 % общенациональ­ного энергопотребления и достигает 20—35 % общего по­требления энергии в сельском хозяйстве.

Теплицы — это биолого-теплотехнические устройства, и они могут быть весьма существенно усовершенствова­ны, если их превратить в гелиотеплицы. Солнечная энер­гия в обычной теплице используется главным образом для процесса фотосинтеза, при котором растения погло­щают и аккумулируют до 10 % энергии падающего сол­нечного излучения. При этом из диоксида углерода и во­ды под действием солнечного света образуются углеводы и молекулярный кислород. Из молекул углеводов обра­зуются органические вещества, необходимые для жизни и роста растений.

В обычных теплицах из-за большой площади свето­прозрачных поверхностей возникают значительные теп- лрпотери, для компенсации которых требуется определен­ный расход топлива в системе отопления. Теплицы могут обогреваться горячей водой, водяным паром, нагретым воздухом, инфракрасным излучением или продуктами сгорания топлива. При создании гелиотеплицы прежде всего нужно позаботиться о существенном снижении теплопотерь за счет применения теплоизоляции. Кроме того, необходимо обеспечить улавливание максимально возможного количества солнечной энергии и аккумули­рование избыточной теплоты.

Сама гелиотеплица служит пассивной гелиосистемой. Для повышения ее эффективности необходимо использо­вать аккумулятор теплоты. На рис. 48 показана схема гелиотеплицы с двойным остеклением, теплоизолирован­ной северной стенкой, имеющей отражательное покры­тие на внутренней поверхности, и грунтовым аккумуля­тором теплоты. Обычная пленочная теплица может иметь подпочвенный аккумулятор теплоты (рис. 49). Теплица имеет площадь 500 м2, а аккумулятор расположен под теплицей на глубине 0,5 м, выполнен в виде ямы шири­ной 5,4, длиной 80 и глубиной 1,2 м, которая заполнена кусками гранита размером 150—200 мм. Аккумулятор имеет кирпичные каналы, сообщающиеся с теплицей

image064

трубами диаметром 350 мм. В одном канале установлен вентилятор мощностью 0,1 кВт.

Теплый воздух из теплицы проходит по первому кана­лу, отдает часть теплоты аккумулятору и затем возвра­щается через второй канал к вентилятору. Днем аккуму­лятор заряжается теплотой, а ночью разряжается. Го-

image065

Рис. 49. Пленочная теплица с грунтовым аккумулятором теплоты: / — теплица;. 2 — аккумулятор; 3, 4 — каналы: 5, f — трубы; 7 — вентилятор

довая экономия топлива составляет 400—500 т условного топдива на 1 га обрабатываемой площади.

Расход энергии в теплицах уменьшается при приме­нении двойного остекления, подвижной защитной тепло­вой изоляции и усовершенствовании гелиоустановок. Ак­кумулирование теплоты наиболее целесообразно осуще­ствлять в грунте под теплицей. Для этого днем нагретая в солнечном коллекторе вода пропускается по системе пластмассовых труб, уложенных в грунт на небольшой глубине, и при этом происходит зарядка аккумулятора теплоты. Для использования аккумулированной теплоты в ночное время в трубы подается холодная вода; нагре­ваясь, она направляется на обогрев теплицы либо непо­средственно, либо после дополнительного подогрева.

Различают два типа гелиотеплиц: пристроенные к юж­ной стене жилого дома и отдельно стоящие. На рис. 50

image066

image067image068

показаны различные геометрические формы пристроен­ных тешущ. Они различаются по степени использования солнечного излучения, по возможности наиболее рацио — нального использования внутреннего пространства и со­ответственно по конструкции. Угол наклона южной остек­ленной поверхности к горизонту зависит от широты ме­стности и для средней полосы СССР может приниматься равным р=504-60°, при этом угол наклона крыши Pi = =204-35°. Оптимальное отношение. площади поверхно­сти грунта к площади светопрозрачной поверхности со­ставляет 1 : 1,5. При этом обеспечивается оптимальный энергетический баланс, т. е. разность между улавливае­мой солнечной энергией и теплопотерями, и хорошее ис­пользование внутреннего пространства. При вертикаль­ном расположении передней стенки не обеспечивается максимальное улавливание солнечной энергии. Следует иметь в виду, что пристроенная к дому гелиотеплица является его продолжением и все сооружение восприни­мается как единое целое, поэтому важное значение име­ет общая архитектура. На рис. 41, а показан красивый дом с пристроенной гелиотеплицей. Одна из наиболее удачных конструкций солнечных домов с гелиотеплицей создана Балкомбом в г. Санта-Фе (штат Нью Мексико, США), располженном на широте 36° с, ш. и высоте 2200 м над уровнем моря. Дом площадью 150 м2 имеет пристро­енную гелиотеплицу с площадью остекленных поверхно­стей 70 м2. Теплопотребление составляет 10 кВт при раз­ности температур внутреннего и наружного воздуха 40 °С. Дом имеет плоский солнечный коллектор площа­дью 38м2 с двухслойным остеклением. Аккумулирование теплоты осуществляется во внутренних стенах из камня (толщина стен 250 и 350 мм), бетонном полу в теплице и в двух галечных аккумуляторах общим объемом 19 м3. Солнечный дом Балкомба показан на рис. 42. Наружные стены хорошо теплоизолированы и имеют коэффициент теплопотерь 0,2 Вт/(м2-°С). Для отоплений используют­ся электронагреватели общей мощностью 3 кВт. В бла­гоприятных климатических условиях, характеризующих­ся высокой плотностью поступающей солнечной радиа­ции даже зимой, около 82 % теплопотребления обеспечивается за счет солнечной энергии без ущерба для комфорта.

Конструкция отдельно стоящей гелиотеплицы показа­на на рис. 51. Южная сторона теплицы имеет прозрач-

юз

Подпись: 3 -Ч- Рис. 51. Отдельно стоящая гелиотеплица: / — прозрачная изоляция; 2 — теплоизолированная передняя стенка; 3 — тепло-изолированная северная стенка; 4 — крыша; $ — теплоизоляция; 6 — теплоизо-лированный фундамент; 7 — аккумулятор теплоты

ную изоляцию, опирающуюся на стенку. Северная стен­ка и крыша выполнены из непрозрачных строительных материалов и изнутри покрыты слоем теплоизоляции Для уменьшения теплопотерь необходимо теплоизолиро вать также стенку и наружную поверхность фундамента У северной стенки в теплице размещается тепловой ак кумулятор, например ряд бочек или канистр с водой Оптимальные значения углов наклона поверхностей вы

бираются по максимальному углу высоты Солнца в зим­ние месяцы для данного района. Так, для средней поло­сы России можно принимать Pi ==504-60°, р2=30°, при этом угол Рз должен быть не более 30°. Теплица должна иметь оптимальное расположение: ее устанавливают на ровном незатеняемом месте с естественной защитой от ветра, например с помощью кустарников или забора с северной стороны. Для максимального улавливания солнечной энергии конек крыши теплицы необходимо ориентировать вдоль оси восток—запад.

Вариант теплицы с галечным аккумулятором тепло-

ты показан на рис. 52. Внутренняя поверхность северной стены имеет отражательное покрытие, т. е. окрашена бе­лой блестящей краской. Это обеспечивает лучшую осве­щенность теплицы и уменьшает теплопотери. При хоро­шей теплоизоляции северной стены теплопотреблеиие теплицы снижается в 2 раза. Во избежание неконтроли­руемого воздухообмена должны быть тщательно уллот-

image070

Рис. 52. Гелиотеплица с галечным аккумулятором теплоты:

/ — прозрачная изоляция; 2 — опорная стенка; а —северная стена; 4 — тепло­изоляция; 5 — галечный аккумулятор; 6 — ящики с рассадой; 7 — защищенный грунт; « — теплоизолированный фундамент

йены двери, окна, фрамуги вентиляционных отверстий. Однако кратность воздухообмена не должна быть ниже 0,5—1ч-1, так как для жизнедеятельности людей и рос­та растений необходим приток свежего воздуха.

Для теплоизоляции непрозрачных поверхностей ограждающих конструкций используются различные ма­териалы — минеральная вата, пенопласты (пенополи­стирол или пенополиуретан), спрессованная солома, су­хие опилки и стружка. Теплоизоляция с обеих сторон должна быть закрыта пленкой или фанерой,

В качестве материала прозрачной изоляции гелиотеп­
лиц используются стекло (лучше специальное садовое), полимерная пленка и листы прозрачной пластмассы. Пропускательная способность прозрачной изоляции т имеет следующие значения при падении солнечных лучей по нормали к поверхности:

Подпись:Однослойное остекление, , t, , , , , , ,

Двухслойное остекление,

Поливинилхлоридная пленка: прозрачная *

полупрозрачная. , * , , t,

Полиэтиленовая пленка

Однослойное остекление+полиэтиленовая пленка,

Стекло обладает такими положительными свойства­ми, как способность хорошо выдерживать значительные колебания температуры, длительный срок службы при любых погодных условиях. Оно придает сооружению эс­тетически привлекательный вид. Но, к сожалению, стек­ло легко разрушается, поэтому требуется надежная упа­ковка при транспортировке, а в конструкции должны быть предусмотрены зазоры для термического расшире­ния. Основным недостатком пластмасс и полимерных пленок является их низкая устойчивость к действию уль­трафиолетового излучения и теплоты. Кроме того, они имеют малый срок службы, легко загрязняются из-за электростатической зарядки поверхности и легко по­вреждаются. Пропускательная способность пленок быст­ро снижается под действием неблагоприятных погодных условий, и поэтому их применение допустимо в тех слу­чаях, когда не требуется длительный срок эксплуатации теплиц. Срок службы пленки в наружном слое прозрач­ной изоляции теплиц — от 1 года (полиэтиленовая плен­ка) до 3 лет (поливинилхлоридная и стабилизированная ультрафиолетовыми лучами полиэтиленовая пленка). Лучше всего пленку использовать в качестве второго, внутреннего слоя прозрачной изоляции. Хороший эффект дает применение специальных компактных двухслойных пластин прозрачной изоляции: два листа стекла склеи­вают по периметру с зазором в 6—12 мм или использу­ют две прозрачные пластмассовые пластины (из акрило­вого стекла или поликарбонатной пластмассы) с по­перечными перегородками и аналогичным воздушным вазором.

Коэффициент теплопотерь К через прозрачную изо­
ляцию и степень уменьшения теплопотерь Дq для различ­ных вариантов выполнения прозрачной изоляции при скорости ветра 4 м/с составляют:

К. Вт/ (м* • °С)

А?. %

Однослойное остекление

Один слой стекла и один слой полиэтилено-

8,6

0,

вой пленки…………………………………… …. . 1

Один слой стекла и один слой поливинил-

8,3/6,4

4/26

хлоридной пленки, , і, , , і, ,

6,2/4,7

28/46

Примечание. В числителе давы значения при отсутствии уплотнения прозрачной изоляции, а в знаменателе — с уплотнением.

Для предотвращения запотевания (выпадения кон­денсата) на прозрачной изоляции следует уменьшить коэффициент теплопотерь путем применения двухслой­ной прозрачной изоляции. При температуре в теплице 20 °С в случае однослойного остекления (толщиной 6 мм) /(=6,8 Вт/(м2-°С) и двухслойного остекления К=~ =3,4 Вт/(м2-°С). Конденсат осаждается на поверхности стекла при следующих значениях температуры наруж­ного воздуха Гв в зависимости от относительной влаж­ности воздуха ф внутри теплицы:

Ф-

%

* 1 } 4 1 1 1 і 1

90

80

70

60

80

40

30

т»,

°С:

при

НИИ

однослойном остекле-

18

16

14

и

8

2

0

при

НИИ

двухслойном остекле-

16

11

6

0

—6

-19

—25

При небольшом образовании конденсата влагосодер — жание воздуха в теплице повышается, что может небла­гоприятно влиять на растения. Снижение влажности воз­духа и температуры достигается благодаря вентиляции теплицы. При отсутствии вентиляции температура в теп­лице может повышаться до 50 °С и более. Вентиляция не только позволяет регулировать температуру и влажность воздуха, но й обеспечивает газовый обмен (Ог и СОг). При естественной вентиляции воздухообмен зависит от площади и расположения вентиляционных отверстий с клапанами. Для свободно стоящей теплицы эти отвер­стия должны лежать в направлении преобладающих вет­ров, чтобы с увеличением скорости ветра увеличивался воздухообмен. Площадь отверстий должна составлять приблизительно 1/6 площади теплицы, причем площадь

нижних отверстий для входа воздуха должна быть на 1/3 меньше площади выпускных отверстий, а разность их от меток по высоте должна составлять не менее 1,8 м.

Летом в теплице может возникать непереносимая жа­ра. Для предупреждения перегрева в теплице должна быть достаточная масса теплоаккумулирующего матери­ала, должен быть обеспечен хороший воздухообмен и предусмотрено затенение теплицы, что значительно снижает температуру воздуха и растений и интенсив­ность лучистого теплообмена. Для затенения использу­ются синтетические ткани, полотно, циновки, располагае­мые снаружи на остекленных поверхностях.

Объем аккумулятора теплоты (водяного, галечного, грунтового), площадь остекленных поверхностей и тол­щина теплоизоляции определяются расчетом с учетом климатических данных.

В туннельных теплицах могут использоваться плоские коллекторы солнечной энергии и грунтовые аккумулято­ры теплоты с пластмассовыми трубами, проложенными в грунте для циркуляции нагретого или холодного воз­духа. В одном из вариантов может быть предусмотрена система впрыска нагретой воды в теплицу, благодаря че­му обеспечивается требуемый температурно-влажност­ный режим. По сравнению с неотапливаемой теплицей при использовании гелиосистемы температура воздуха на 3—8 °С выше. Аккумулирование теплоты может осу­ществляться непосредственно в самой теплице в грунте или в цилиндрических капсулах с плавящимся вещест­вом типа парафина.

Эффективность гелиотеплицы значительно возрастает при применении теплового насоса, отбирающего теплоту у грунта, грунтовых вод или наружного воздуха.

Гелиосушилки. Выбор метода сушки определяется масштабом производства, климатическими особенностя­ми местности, видом высушиваемого материала и стои­мостью дополнительной энергии. Подвод теплоты к ма­териалу от сушильного агента может осуществляться конвективным путем или путем излучения, соответствен­но различают конвективные и радиационные сушилки. В первых продукт контактирует с воздухом, нагретым солнечной энергией, во вторых продукт непосредственно облучается Солнцем, температура в сушилках этого типа достигает 60—75 °С. Могут также применяться комбини­рованные сушилки, в которых участвуют оба вида теп­лообмена, но преобладает конвекция, а установка состо­ит из воздухонагревателя и сушильной камеры с про­зрачными стенками.

Естественная сушка сельскохозяйственных продуктов используется повсеместно и с давних пор. При этом про­дукты расстилают на земле, подвешивают под навесом или размещают на поддонах. При сушке на воздухе не­защищенных сельхозпродуктов имеют место большие по­тери вследствие неполного высушивания, загрязнения, заплесневения, склевывания птицами, повреждения на­секомыми, действия осадков.

Применение солнечных установок типа «горячий ящик» повышает эффективность сушки и уменьшает по­тери продукта. Существенно сокращается время сушки и улучшается качество продукта, в том числе сохран­ность витаминов. Однако коэффициент использования ге­лиосушилок для сельского хозяйства, как правило, низ­кий. В некоторых случаях за год они могут использо­ваться всего несколько недель. И это, естественно, не способствует достижению высоких экономических пока­зателей сушилок. В настоящее время экономически целе­сообразно применять гелиосушилки для сушки сена. Си­туация достаточно благоприятная при сушке древесины, рыбы, при применении гелиосушилок в прачечных.

Различают гелиосушилки с прямым и косвенным дей­ствием солнечной энергии. В установках первого типа солнечная энергия поглощается непосредственно самим продуктом и окрашенными в черный цвет внутренними стенками камеры, в которой находится высушиваемый материал. Сушилка этого типа показана на рис. 53. Она имеет верхнюю прозрачную изоляцию, перфорированную платформу для размещения высушиваемого материала, боковые стенки (южная стенка — из прозрачного мате­риала), теплоизоляцию с отверстиями для поступления воздуха и основание. Для удаления влажного воздуха из сушилки в верхней части северной стенки предусмотре­ны отверстия. Сушильные установки второго типа содер­жат солнечный воздухонагреватель и камерную или тун­нельную сушилку. В камерной сушилке воздух движется через слой высушиваемого материала, размещенного на сетчатых поддонах, снизу вверх, в то время как в тун­нельной сушилке материал движется на конвейерной ленте в одну сторону, а воздух движется противотоком в обратном направлении.

Рассмотрим примеры конструктивного выполнения камерных гелиосушилок. Простая сушилка с использова­нием полимерной пленки может быть изготовлена в со­ответствии с рис. 54. Она работает на естественной тяге. Воздух нагревается в пленочном солнечном воздухона-

image072

/

image073

Рис. 53. Гелиосушилка с непосредственным облучением влажного

материала:

/ — прозрачная изоляция; 2 — платформа для материала; 3 — стенка; 4 — теп-
лоизоляция; 5, 7 — отверстия; 6 — фундамент

гревателе и по воздуховоду поступает в нижнюю часть сушильной камеры, где на перфорированных поддонах (сетках, решетках) размещается влажный материал. На­гретый воздух движется в сушильной камере снизу вверх через слой материала и удаляется из камеры через за­зор между верхней кромкой и козырьком. Стенки сушиль­ной камеры могут быть теплоизолированы или выполне­ны из светопрозрачного материала. Пленочный воздухо­нагреватель изготовляется из полимерной пленки, натянутой на проволочный каркас. Верхняя поверхность нагревателя изготовляется из прозрачной пленки, а ниж­няя—из черной (рис. 55, а). Его можно также выпол­нить в виде двух цилиндрических поверхностей — наруж­ной прозрачной и внутренней черной (рис. 55,6).

Подпись: Рис. 54. Камерная гелиосушилка с пленочным воздухонагревателем: Г—пленочный воздухонагреватель; 2 — воздуховод; 3 — сушильная камера; 4 — решетка; 5 — козырек; СВ, ВВ— свежий и влажный воздух

Солнечная камерная сушилка с принудительным дуть­ем показана на рис. 56. Она включает воздухонагрева­тель, сушильную камеру и вентилятор. В теплоизолиро­ванном корпусе воздухонагревателя с прозрачной изо­ляцией находится зачерненная лучепоглощающая

Подпись: Рис. 55. Пленочный воздухон агреватель из прозрачной (1) и и черной (2) полимерной пленки
image076

поверхность из гофрированного металла. Горячий воздух по теплоизолированному воздуховоду поступает в су­шильную камеру с перфорированными поддонами для высушиваемого материала, которая установлена на опо­рах и сверху накрыта козырьком.

На рис. 57 показана еще одна конструкция гелиосу­шилки с естественным дутьем, отличающаяся типом воз­духонагревателя. В корпусе из оцинкованного железа с теплоизоляцией расположены две секции воздушного коллектора матричного типа. В корпусе предусмотрены отверстие для поступления наружного воздуха и свето­прозрачная изоляция. Солнечная энергия поглощается в матрице, представляющей собой два ряда покрашенных черной краской металлических сеток со стальной струж­ці

Рис. 56. Камерная сушилка с Вентилято-
ром и гофрированным абсорбером возду-
хонагревателя:

image077

/ — воздухонагреватель; 2 — сушильная каме — ра; 3 — вентилятор; 4 — теплоизолированный корпус; 5 — прозрачная изоляция; 6 — абсор­бер; 7 — воздуховод; 8 — опора; 9 — козырек

image078Рис. 57. Гелиосушилка с пористым абсорбером воздухонагревателя:

1 — корпус воздухонагревателя; 2 — остекление; 3 — пористая лучепогло — щающая насадка; 4 — сушильная ка­мера; 5 — решетка для материала; 6 —■ перегородка; 7 — козырек кой между ними. Ее можно также сделать из нескольких слоев черной пористой ткани типа мешковины. Нагретый воздух поступает в сушильную камеру, которая имеет су­живающуюся кверху форму и ряд сеток, на которые укладывается влажный материал. Для подачи воздуха под каждый слой материала в камере предусмотрены вертикальные перегородки, образующие необходимые щели для воздуха. Сверху камера накрыта „козырькам.

Описанная гелиосушилка имеет высокую эффективность.

КПД коллектора достигает 75 % благодаря большо­му расходу воздуха [0,5 м3/с или 0,13 кг/(с-м2)], а по­тери давления—до 250 Па. Срок окупаемости — до 5 лет.

Простая и дешевая гелиосушилка для сельскохозяй­ственного кооператива может быть изготовлена из про­зрачной и черной полимерной пленки, стабилизирован­ной к действию ультрафиолетового излучения (рис. 58). На деревянный каркас натянута полиэтиленовая пленка толщиной 0,1 мм, а днище представляет собой черную полиэтиленовую пленку (0,1 мм), уложенную на слой

image079

Рис. 58. Пленочная гелиосушилка:

I — прозрачная полимерная пленка; 2 — черная пленка на настиле для разме­щения продукта; 3 — теплоизоляция; 4 — боковые стенки

щелухи тодщиной 75 мм, служащей тепловой изоляцией. Боковые стенки внизу присыпаны землей, длина и шири­на коллектора соответственно равны 30 и 4,6 м. Нагре­тый воздух поступает в цилиндрическую камеру диа­метром 1,5 и высотой 1,8 м, в которой размещается 1,75 т сельскохозяйственного продукта (зерна) в несколько сло­ев толщиной по 150 мм.

Еще одна конструкция высокоэффективной гелиосу­шилки для различных сельхозпродуктов показана на рис. 59. Воздушный коллектор изготовляется из отдель­ных модулей площадью по 5 м2, которые в собранном ви­де образуют панели, устанавливаемые в наклонном по­ложении на крыше сарая. Внутри сарая размещаются го­ризонтальный желоб или вертикальный бункер для влажного материала, вентилятор, воздухораспредели­тельная камера. Панели воздушного коллектора присо­

единяются к вентилятору с помощью воздуховода. Луче — поглощающая поверхность воздушного коллектора — это пористая матрица, улавливающая солнечное и инфра­красное излучение и имеющая чрезвычайно развитую поверхность контакта для нагрева воздуха. Боковые и задняя стенки корпуса из оцинкованного железа име­ют тепловую изоляцию. Прозрачная изоляция — из спе­циального прочного полимерного материала с высокой пропускательной способностью для солнечного излуче­ния, устойчивого к ультрафиолетовому излучению. Обыч-

image080Рис. 59. Сушилка с воздухона­гревателем модульного типа:

1 — модуль воздухонагревателя;

2 — сушильный желоб; 3 — венти­лятор; 4 — воздухораспределитель;

5 — воздуховод

но модули шириной 4,2 и длиной 2,5 м соединяются по­следовательно. Две панели длиной по 14,5 м присоеди­нены к одному вентилятору, прогоняющему воздух через этот солнечный коллектор. Так, для сушилки с площа­дью поверхности коллектора 120 м2 достаточно одного вентилятора мощностью 3,5 или 5,5 кВт, производитель­ность сушилки 800 кг сырого или 400 кг высушенного продукта в день при среднедневной плотности потока солнечного излучения 19 МДж/м2 в день. Зерна помеща­ются в горизонтальном желобе, продуваемом нагретым воздухом. Аналогичные установки могут быть использо­ваны для сушки кукурузы и других зерновых, листьев та­бака.

Для сушки зерна в вентилируемом горизонтальном желобе или вертикальном бункере может использоваться нагретый воздух, температура которого всего на 2—3 °С (при высоте слоя до 4 м) или на 5—15 °С (в слое высо­той до 1,5 м) выше температуры окружающей среды. Ограничение высоты слоя обусловлено опасностью кон­денсации водяных паров в верхней части слоя, особенно в пасмурные дни с высокой влажностью воздуха.

Для сушки зеленых кормов и сена можно использо­
вать следующие методы: сушка горячим воздухом (300— 1000°С) или теплым (40—80°С); проветривание слабо подогретым воздухом (0—10°С); вентилирование непо — догретым наружным воздухом и сушка сена на земле в естественных условиях.

Расход энергии при сушке сена с использованием солнечной энергии меньше, чем при работе сушилки на жидком топливе, и приблизительно равен расходу энер­гии при сушке неподогретым воздухом. В системе при­меняется воздушный коллектор солнечной энергии, в ко­тором температура воздуха повышается на 20 °С в яркий солнечный день и на 1 °С в пасмурный облачный день. При этом влажность сена снижается на 5 % в пасмурный день. В качестве КСЭ могут быть использованы обычный остекленный КСЭ или сама черепичная крыша построй­ки, под которой смонтировано днище КСЭ и вентилято­ром прогоняется воздух.

Древесину строевого леса можно сушить в теплоизо­лированной камере объемом 65 м3, в которой на тележ­ке размещается до 10 м3 материала; с помощью венти­ляторов осуществляется циркуляция воздуха по замкну­тому контуру; воздух нагревается в коллекторе площа­дью 75 м2.

Солнечные кухонные печи. В южных районах печи для приготовления пищи, работающие на дефицитном топли­ве— угле, дровах, газообразном или жидком топливе, мо­гут быть заменены печами, в которых используется сол­нечная энергия или биогаз. Наиболее простую конструк­цию имеет солнечная печь типа «горячий ящик» (рис. 60). Печь представляет собой металлический ящик с тепло­изоляцией и полостью для размещения посуды для при­готовления пищи. Внутренняя поверхность полости обла­дает высокой отражательной способностью, а посуда должна иметь черный матовый цвет или специальное по­глощающее покрытие. Сверху печь снабжена съемной стеклянной крышкой. Печь может перемещаться на ко­лесиках и имеет рще одну крышку с отражателем и теп­ловой изоляцией. Положение этой крышки можно изме­нять, устанавливая ее вертикально или наклонно путем поворота вокруг шарнирных опор таким образом, чтобы обеспечить дополнительный поток отраженной солнечной радиации через стеклянную крышку внутрь ящика. Сол­нечное устройство такого типа при ярком солнце обеспе­чивает температуру не ниже 80—90 °С, а благодаря на-

Рис. 60. Солнечн&я печь типа «горячий ЯЩИК»;

image0811 — металлический ящик; 2 —теп­лоизоляция; 3 — лучепоглощающая полость для приготовления пищи; 4 — прозрачная крышка; 5 — коле­со; 6 — теплоизолированная крышка

image082Рис. 61. Плита с плоским сол­нечным коллектором; .

1 — плита; 2 — солнечный коллек­тор; 3 — аккумулятор теплоты; 4 — труба

линию тепловой изоляции теплопотери значительно сни­жаются и пища может вариться в течение длительного времени на солнце. Наиболее эффективно такую печь можно использовать для разогрева полуфабрикатов и ра­нее приготовленной пищи.

Однако в большинстве процессов приготовления пи­щи требуются более высокие температуры, которые мо­гут быть достигнуты только при применении оптических устройств для концентрации солнечной энергии. Во мно­гих случаях это нерентабельно, но, без сомнения, техни­чески возможно. В районах с сухим жарким климатом может использоваться солнечная печь с плоским коллек­тором солнечной энергии и аккумулятором теплоты (рис. 61). Для повышения эффективности следует исполь-

image083

Рис. 62. Плита с параболическим концентратором:

/ — тележка; І —столик; З—кастрюля; 4 — параболический концентраторі 5 _ ручка для поворота концентратора

зовать светопрозрачную крышку и отражатель. Посуда должна быть окрашена в черный матовый цвет. Теплоно­ситель в коллектор поступает по нижней трубке, а из не­го в аккумулятор — по верхней трубке.

Пример конструкции солнечной печи с параболо-ци-

линдрическим концентратором показан на рис. 62, о и б.

Солнечная печь для приготовления пищи включает четырехколесную тележку, переносной столик с отверсти­ем для кастрюли, параболический концентратор, закреп­ленный шарнирно на раме тележки. Положение отража­теля в течение дня регулируется путем поворота вокруг оси в шарнирах. Для облегчения регулировки на его оси следует поместить маленькое зеркальце, а в плоскости столика печи сделать полупрозрачное окошко из мато­вого или цветного стекла — отраженный зайчик должен все время попадать в это окошко. Это будет означать, что солнечные лучи концентрируются на донышке каст­рюли. Для снижения тепловых потерь вокруг боковой необлучаемой поверхности кастрюли должна быть раз­мещена тепловая изоляция. Отражатель может быть из­готовлен из пластмассовой тонкостенной оболочки с на­клеенными фацетными плоскими зеркальцами.

Если эту печь использовать в тропической зоне, то во избежание затенения отражателя его необходимо выне­сти в сторону и фиксировать и регулировать его поло­жение с помощью шарнирно закрепленной оси и рыча­гов (рис. 62, б).

На широте 40—45° с. ш. для приготовления порции на четырех человек с помощью этой печи требуется 15— 20 мин для приготовления омлета, 45—60 мин для вар­ки риса, 1,5—2 ч для приготовления жареного мяса. В нерабочем состоянии отражатель может быть зафик­сирован и установлен в вертикальное положение. Это не­обходимо для предотвращения возможного повреждения его зеркальной поверхности.

Оставить комментарий