Preview

Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ

Расширенный поиск

Солнечные коллекторы на основе медных двухфазных термосифонов

https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-5-472-484

Полный текст:

Аннотация

Термосифоны и тепловые трубы открывают широкие возможности при создании пассивных систем тепломассопереноса. Известны различные конструктивные решения с использованием тепловых труб (термосифонов) в солнечных энергетических системах. Солнечная энергия – один из перспективных источников энергии, шаг к уменьшению зависимости от других энергетических ресурсов. Сегодня уже существует промышленное производство солнечных коллекторов на основе термосифонов (тепловых труб). Использование термосифонов (тепловых труб) упрощает сборку конструкции, обеспечивает ее высокую модульность, ремонтопригодность и надежность. В процессе исследований авторами разработана и обоснована конструкция солнечного коллектора на основе термосифонов, закрепленных на панелях, поглощающих солнечные лучи. Для анализа эффективности работы солнечного коллектора на основе медных двухфазных термосифонов были изготовлены два макета – с плоской и цилиндрической поглощающими панелями. Площади поглощающих поверхностей одинаковые. Обе модели исследованы методом теплофизического эксперимента. Получены результаты эффективности предлагаемых конструкций солнечных коллекторов. Коэффициент полезного действия солнечного коллектора на основе медного двухфазного термосифона, закрепленного на цилиндрической поглощающей панели, на 2–5 % больше, чем на основе такого же термосифона, закрепленного на плоской поглощающей панели. Максимальное значение КПД, полученное при низких начальных температурах воды, для солнечных коллекторов с цилиндрической и плоской поглощающими поверхностями – 60 %.

Об авторах

В. И. Мариненко
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»
Украина

Адрес для переписки: Мариненко Владимир Иванович – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского», просп. Победы, 56, 03056, г. Киев, Украина. Тел.: +380 44 204-80-87

v.marinenko@gmail.com



В. С. Кулинич
Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»
Украина
г. Киев


Список литературы

1. . Bezrodny, M. K. Transfer Processes in Two-Phase Thermosyphone Systems. Theory and Practice / M. K. Bezrodny, I. L. Pioro, T. O. Kostyuk // Augmented and Revised Edition. Kiev: Fact, 2005. 704 p.

2. Peterson, G. P. An Introduction to Heat Pipes: Modelling, Testing and Application / G. P. Peterson. Wiley, 1994. 356 p.

3. Heat Transfer Device: US Patent No 2350348 / R. S. Gaugler; publ. 1944.

4. Evaporation – Condensation Heat Transfer Devise: US Patent No 3229759 / R. S. Gaugler; publ. 1966.

5. Мехдизадех, М. А. Эколого-экономическая эффективность традиционных и альтернативных способов получения электрической энергии с учетом особенностей Исламской Республики Иран / М. А. Мехдизадех, А. С. Калиниченко, С. А. Лаптёнок // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2018. Т. 61, № 1. С. 60–69. DOI: 10.21122/1029-7448-2018-61-1-60-69.

6. Dunn, P. D. Heat Pipes / P. D. Dunn, D. A. Reay. Third Edition. Elsevier Ltd., 1982. 308 p.

7. Reay, D. A. Heat Pipes / D. A. Reay, P. A. Kew. Fifth Edition. Elsevier Ltd., 2006. 374 p. https://doi.org/10.1016/B978-0-7506-6754-8.X5000-3.

8. Pis’mennyi, E. Heat Transfer in The Evaporation Zone оf Aluminum Grooved Heat Pipes / E. Pis’mennyi, S. Khayrnasov, B. Rassamakin // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2018. Vol. 127. Р. 80–88. http://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.07.154.

9. Research on Two-Phase Heat Removal Devices for Power Electronics / Yu. Nikolaenko [et al.] // Thermal Science and Engineering Progress. 2018. No 8. P. 418–425. http://doi.org/10.1016/j.tsep.2018.09.012.

10. Application of Heat Pipes in Energy Conservation and Renewable Energy-Based Systems / Randeep Singh [et al.] // Frontiers in Heat Pipes. 2011. Vol. 2, No 3. P. 1–13. http://dx.doi.org/10.5098/fhp.v2.3.3003.

11. Bouroussis, C. A. Optimization of Potential and Autonomy of a Photovoltaic System for Street Lighting / C. A. Bouroussis, F. V. Topalis // WSEAS Transactions on Circuits and Systems. 2004. Vol. 3, Nо 5. P. 1392–1397.

12. Марончук, И. И. Солнечные элементы: современное состояние и перспективы развития / И. И. Марончук, Д. Д. Саникович, В. И. Мирончук // Энергетика. Изв. высш. учеб. заведений и энерг. объединений СНГ. 2019. Т. 62, № 2. С. 105–123. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2019-62-2-105-123.

13. Васильев, Л. Л. Тепловые трубы в системах с возобновляемыми источниками энергии / Л. Л. Васильев, Л. П. Гракович, Д. К. Хрусталев. Минск: Наука и техника, 1988. C. 7–35.

14. Walker, A. Evacuated-Tube Heat-Pipe Solar Collectors Applied to the Recirculation Loop in a Federal Building / A. Walker, F. Mahjouri, R. Stieler // ASME 2004 International Solar Energy Conference, July 11–14, 2004. Portland, Oregon, USA, 2004. P. 217–222. https://doi.org/10.1115/ISEC2004-65132.

15. Разработка и исследование тепловых труб нового профиля для солнечных коллекторов с использованием селективного покрытия поглощающей поверхности: отчет по НИР, КПИ имени Игоря Сикорского, 2434-п; № госрег. темы 0111U000567 / Б. Рассамакин, С. Хайрнасов, В. Зарипов, А. Баранник. Киев, 2012.

16. Мариненко, В. И. Солнечные коллекторы на основе медных и алюминиевых двухфазных термосифонов / В. И. Мариненко, Ю. В. Островский, В. С. Кулинич // Возобновляемая энергетика и энергоэффективность в XXI веке: материалы XІХ Междунар. науч.-практ. конф. Киев, 2018. С. 335–341.

17. Элемент солнечного коллектора: пат. 124267 Украины, МПК F24D 12/00 (2018.01) / В. И. Мариненко, Ю. В. Островский, В. С. Кулинич; опубл. 26.03.2018.

18. Солнечный подогреватель воды: пат. 123808 Украины, МПК F24C 15/00 (2018.01) / В. И. Мариненко; опубл.12.03.2018.


Для цитирования:


Мариненко В.И., Кулинич В.С. Солнечные коллекторы на основе медных двухфазных термосифонов. Энергетика. Известия высших учебных заведений и энергетических объединений СНГ. 2020;63(5):472-484. https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-5-472-484

For citation:


Marynenko V.I., Kulynych V.S. Solar Collectors Based оn Copper Two-Phase Thermosyphons. ENERGETIKA. Proceedings of CIS higher education institutions and power engineering associations. 2020;63(5):472-484. (In Russ.) https://doi.org/10.21122/1029-7448-2020-63-5-472-484

Просмотров: 52


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1029-7448 (Print)
ISSN 2414-0341 (Online)