Стафиевская В.В. Методы и средства энерго - и ресурсосбережения. Лабораторный практикум

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-51-

Рис. 6.2. Схема испытательного стенда с замкнутым контуром: 1 – испытуемый

солнечный коллектор; 2 – пиранометр; 3 – камера смешения; 4 – датчик температуры теп-

лоносителя; 5 – теплообменник; 6 – байпасный вентиль; 7 – вывод теплоносителя на очи-

стку; 8 – ввод теплоносителя после очистки; 9 – накопительный бак; 10 – расширительный

бак

с предохранительным клапаном; 11 – ввод теплоносителя в контур; 12 – фильтр; 13 – цир-

куляционный насос; 14 – регулируемый электронагреватель; 15 – смотровое стекло;

16–расходомер; 17 – датчик температуры окружающего воздуха; 18 – анемометр; 19 – ма-

нометр; 20 – дифманометр

В эксперименте измеряют: расход, входную и выходную температуры

теплоносителя, потери давления в коллекторе.

Данные усредняют за период измерений, равный 15 мин, при числе за-

меров не менее трех. Средние данные принимают в качестве расчетных и

фиксируют в протоколе испытаний, если разница расходов между отсчетами

менее 5 %; в противном случае измерение повторяют.

Результаты испытаний представляют в виде таблицы зависимости по-

терь давления и коэффициента гидравлического сопротивления от расхода

теплоносителя (табл. 6.2).

Таблица 6.2

№

п/п

«Холодная серия»

«Горячая серия»

G,

кг/(м

2

с)

Р, Па

ξ

Re G, кг/(м

2

с) Р, Па

ξ

Re

1

2

3

4

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-52-

Коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывают по фор-

муле

()

24

2

8

g

Pd

GA

πρ

ξ=

, (6.1)

где

ρ

– плотность теплоносителя, кг/м;

Р

– перепад давления в коллекторе, МПа;

d

–

внутренний диаметр подводящих и отводящих патрубков солнеч-

ного коллектора, м;

g

A

–

габаритная площадь коллектора, м

2

;

G

– массовый расход теплоносителя в расчете на 1 м

2

габаритной пло-

щади коллектора, кг/(м

2

·

с).

Коэффициент гидравлического сопротивления солнечного коллектора

в зависимости от расхода теплоносителя в нем изменяется в соответствии

с

уравнением

,

Re

A

B

ξ

=+ (6.2)

где А и В – константы;

Re – число Рейнольдса, в данном случае

4

Re ,

g

GA

d

=

π

μ

(6.3)

где μ – динамическая вязкость теплоносителя, Па с.

П

о

р

я

д

о

к

в

ы

п

о

л

н

е

н

и

я

р

а

б

о

т

ы

1. Изучить устройство и принцип действия плоского солнечного кол-

лектора.

2. Ознакомиться с оборудованием лабораторного стенда для гидрав-

лических испытаний плоского солнечного коллектора.

3. Построить гидравлические характеристики солнечного коллек-

тора АР = f(G) для «холодной» и «горячей» серий испытаний.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-53-

4. Построить зависимость коэффициента гидравлического сопро-

тивления солнечного коллектора

ξ

= f{G) от расхода теплоносителя для «хо-

лодной» и «горячей» серий испытаний.

С

о

д

е

р

ж

а

н

и

е

о

т

ч

е

т

а

Отчет должен включать в себя цель и программу работы, краткие тео-

ретические сведения, принципиальную схему испытательного стенда, таб-

лицу с результатами гидравлических испытаний солнечного коллектора,

гидравлические характеристики солнечного коллектора ΔP = f{G) для «хо-

лодной» и «горячей» серий испытаний, графики зависимости коэффициента

гидравлического сопротивления солнечного коллектора

ξ

= f{G) от расхода

теплоносителя для «холодной» и «горячей» серий испытаний.

К

о

н

т

р

о

л

ь

н

ы

е

в

о

п

р

о

с

ы

1. Устройство плоского солнечного коллектора, характеристики

солнечного коллектора СКП-2.

2. Каким испытаниям и с какой целью подвергают солнечные коллек-

торы?

3. Каково устройство испытательного стенда с замкнутым контуром

для проведения гидравлических испытаний солнечных коллекторов?

4. Каков порядок проведения гидравлических испытаний солнечных

коллекторов?

5. При каких значениях температуры теплоносителя проводят гид-

равлические испытания солнечных коллекторов?

6. При каких значениях расхода теплоносителя проводят гидравличе-

ские испытания солнечных коллекторов?

Б

и

б

л

и

о

г

р

а

ф

и

ч

е

с

к

и

й

с

п

и

с

о

к

(

р

е

к

о

м

е

н

д

у

е

м

ы

й

)

1. Бекман, У. А. Расчет систем солнечного теплоснабжения / У. А.

Бекман, С. Клейн, Дж. Даффи ; сокр. пер. с англ. Г. А. Гухман, С. Н. Смирно-

ва. – М. : Энергоиздат, 1982. – 19 с.

2. Валов, М. И. Системы солнечного теплоснабжения / М. И. Валов. –

М. : Изд-во МЭИ, 1991.

3. Теплонасосные гелиосистемы отопления и горячего водоснабжения

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 6. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ ПЛОСКОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-54-

зданий / М. С. Плешка, П. М. Вырлан, Ф. И. Стратан и др. – Кишинев :

Штиинца, 1990. – 122 с.

4. ГОСТ Р 51595–2000. Коллекторы солнечные. Общие технические

условия. – М. : Изд-во стандартов, 2000.

5. ГОСТ Р 51596–2000. Коллекторы солнечные. Методы испытаний. –

М. : Изд-во стандартов, 2000.

6. ГОСТ 8.207–76. Государственная система обеспечения единства из-

мерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы

обработки результатов наблюдений. Основные положения. — М. : Изд-во

стандартов, 1976.

Л

а

б

о

р

а

т

о

р

н

а

я

р

а

б

о

т

а

№

7

.

Т

Е

М

П

Е

Р

А

Т

У

Р

Н

О

Е

О

Б

С

Л

Е

Д

О

В

А

Н

И

Е

Т

Е

П

Л

О

П

О

Т

Е

Р

Ь

Ч

Е

Р

Е

З

Н

А

Р

У

Ж

Н

Ы

Е

С

Т

Е

Н

Ы

З

Д

А

Н

И

Й

Цели работы:

1. Выявить очаги повышенных потерь тепловой энергии в ограждаю-

щих конструкциях (на примере стен) общественных и жилых зданий.

2. Изучить методику тепловых обследований и инструментов, их реали-

зующих.

К

р

а

т

к

и

е

т

е

о

р

е

т

и

ч

е

с

к

и

е

с

в

е

д

е

н

и

я

Теплотехническое обследование административных, жилых и общест-

венных зданий выполняют с целью выявления теплотехнических дефектов

и анализа энергетической эффективности.

Теплотехническое обследование проводят в соответствии с действую-

щими нормативными документами. Теплотехническое обследование включа-

ет в себя: определение фактического сопротивления теплопередаче наружных

ограждающих конструкций (наружных стен, светопрозрачных конструкций,

чердачного перекрытия или совмещённой кровли и др.); определен

ие состоя-

ния конструктивных узлов сборных конструкций и снятие фактического тем-

пературного поля с дальнейшими расчётами для предельных значений темпе-

ратур; составление энергетического паспорта здания; разработка рекоменда-

ций по улучшению энергетической эффективности здания и температурно-

влажностного режима помещений.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 7. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ Н

А

РУЖНЫЕ СТЕНЫ ЗДАНИЙ



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-55-

В связи с ростом стоимости и дефицитом энергоресурсов ужесточаются

требования к энергосбережению в жилых зданиях, которые удовлетворялись

механическим увеличением сопротивления теплопередаче глухой части на-

ружных стен. За последнее десятилетие это увеличение составило 250 %

(3,5 раза), что привело к утолщению, а следовательно, к удорожанию наруж-

ных стен, снижению объемов ввода жилых домов, нехватке стеновых мате-

риалов и вяжущих. В то же время в новых домах с увеличенной теплоизоля-

цией глухой части наружных стен никакой существ

енной экономии энергии

не установлено.

Рис. 7.1. Теплопотери через ограждающие конструкции

Анализ теплопотерь зданий выявил, что через ограждающие конструк-

ции теплопотери (рис. 7.1

) составляют 48–50 %, а за счет воздухообмена –

50–52 %. Теплопотери через ограждающие конструкции происходят через

стены – 22–26 %, через окна – 20–23 %, а через остальные конструкции –

3–3,5 %.

Из приведенных данных следует, что теплопотери через глухую часть

стен незначительно отличаются по величине от теплопотерь через окна, при-

чем площадь окон составляет всего 27 % от площади стен, т. е. удельные теп-

лопотери через окна в 3,2 ра

за больше, чем через стены.

21,5 %

3 %

51 %

24,5 %

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 7. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ Н

А

РУЖНЫЕ СТЕНЫ ЗДАНИЙ



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-56-

П

о

р

я

д

о

к

в

ы

п

о

л

н

е

н

и

я

р

а

б

о

т

ы

1. Определить температуры характерных точек ограждающих конст-

рукций (рис. 7.2

) с помощью неконтактных средств измерения температуры

(пирометр).

Наиболее вероятное расположение характерных точек внутри помеще-

ний – напротив отопительных приборов (рис. 7.5

).

Расположение характерных точек снаружи помещений – под центром

окон и между окнами (рис. 7.3, 7.4

).

2. Сравнить полученные значения с аналогичными показателями в дру-

гих частях здания.

3. Сравнить точки однотипных зданий.

4. Сравнить данные с измерениями прошлых лет (табл. 7.2

).

Рис. 7.2. Расположение контрольных точек замеров температуры поверхностей

ограждающих конструкций

Окно

Корпус Д

Главный

вход

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 7. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ Н

А

РУЖНЫЕ СТЕНЫ ЗДАНИЙ



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-57-

Рис. 7.3. Проведение замеров с точки А

Рис. 7.4. Проведение замеров с точки Б

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 7. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ Н

А

РУЖНЫЕ СТЕНЫ ЗДАНИЙ



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-58-

Рис. 7.5. Проведение замеров с точки В

5. Заполнить табл. 7.1

и сделать выводы.

6. Повторить измерения в диапазоне 40 °С с шагом 10 °С.

7. Построить график изменения температуры по точкам однотипных

условий подачи тепла по рис. 7.3 (точки 1, 2, 3 и 4, 5, 6), а

.

8. Сделать выводы.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 7. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ Н

А

РУЖНЫЕ СТЕНЫ ЗДАНИЙ



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-59-

Таблица 7.1

Дата Точка Рис.

Температура по точкам

1 2 3 4 5 6 7 8

9

А

Б

В

Таблица 7.2

Дата Точка Рис.

Температура по точкам

1 2 3 4 5 6 7 8 9

А 3,5 2,8 3,5

Б 4,4 4 3,6 4,4 3 3,6 4,3 3,8 3,3

В 51,6 50,2 15

К

о

н

т

р

о

л

ь

н

ы

е

в

о

п

р

о

с

ы

1.

Цель проведения температурных обследований ограждающих кон-

струкций зданий.

2.

Анализ теплопотерь зданий.

3.

Методики проведения обследований.

Б

и

б

л

и

о

г

р

а

ф

и

ч

е

с

к

и

й

с

п

и

с

о

к

(

р

е

к

о

м

е

н

д

у

е

м

ы

й

)

1.

Положение по проведению энергетических обследований организа-

ций РАО «ЕЭС России» РД 153-34.0-09.162–00.

2.

Баскаков, А. П. Энергосбережение и повышение эффективности ис-

пользования энергоресурсов в зданиях и сооружениях : учеб. пособие /

А. П. Баскаков. – Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ–УПИ, 2002. – 326 с.

Л

а

б

о

р

а

т

о

р

н

а

я

р

а

б

о

т

а

№

8

.

П

Р

И

Е

М

О

-

С

Д

А

Т

О

Ч

Н

Ы

Е

И

С

П

Ы

Т

А

Н

И

Я

С

И

Л

О

В

О

Г

О

Т

Р

А

Н

С

Ф

О

Р

М

А

Т

О

Р

А

Цели работы:

1. Ознакомиться с порядком проведения энергетических обследований

на примере силового трансформатора.

2. Закрепить теоретические знания о видах, объеме и нормах приемо-

сдаточных испытаний электрических машин.

3. Получить практические навыки по проведению отдельных видов

приемо-сдаточных испытаний силового трансформатора.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Лабораторная работа № 8. ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА



Методы и средства энерго- и ресурсосбережения. Метод. указания по лабораторным работам

-60-

К

р

а

т

к

и

е

т

е

о

р

е

т

и

ч

е

с

к

и

е

с

в

е

д

е

н

и

я

Виды, объем и нормы приемо-сдаточных испытаний силовых транс-

форматоров установлены в ПУЭ в зависимости от мощности и конструкции

трансформаторов.

Для маслонаполненных трансформаторов мощностью до 1,6 MBA пре-

дусмотрены следующие виды испытаний:

Измерение характеристик изоляции. К характеристикам изоляции от-

носятся: сопротивление R60, коэффициент абсорбции К

аб

= R60/R15, тангенс

угла диэлектрических потерь tg δ, отношение С2/C50 и ΔС/С.

Измерение сопротивления изоляции. Сопротивление изоляции транс-

форматора измеряют мегомметром на напряжение 2,5 кВ при температуре

изоляции не ниже 10 °С и не ранее чем через 12 часов после заполнения

трансформатора маслом. При проведении измерения напряжение мегомметра

прикладывают к испытуемой обмотке и к заземленному баку, к которому од-

новремен

но подсоединяют другие обмотки трансформатора. Показания ме-

гомметра отсчитывают через 15 (R15) и 60 (R60) секунд и определяют по ним

коэффициент абсорбции К

аб

= R60/R15.

Полученные значения R60 и К

аб

сравнивают с нормируемыми значе-

ниями. Например, в соответствии с установленными нормами R60 при темпе-

ратуре 10 °С для трансформаторов мощностью до 6,3 МВА и напряжением до

35 кВ должно быть не ниже 450 МОм, а коэффициент абсорбции иметь вели-

чину не ниже 1,3 и не снижаться по отношению к заводскому его значению

более чем на 30 %.

Измерени

е тангенса угла диэлектрических потерь. Тангенс угла ди-

электрических потерь tg δ измеряют с помощью мостов переменного тока

(типа Р-595 и аналогичных ему) по перевернутой схеме моста при напряже-

нии 10 кВ. Измерения tg δ производят по тем же схемам включения, что и при

измерении сопротивления изоляции. Полученные значения tg δ сравнивают

с нормируемыми. Так, на

пример, для трансформатора мощностью до 6,3 MBА

напряжением до 35 кВ при температуре 10 °С должно быть обеспечено усло-

вие tg δ ≤ 1,2.

При измерении R60 и tg δ при температурах, отличающихся от заво-

дских, полученные значения необходимо привести к заводской температуре с

помощью умножения на поправочные коэффициенты, имеющиеся в инструк-

ции «Трансформаторы силовые. Транспортирование, разгрузка, хранение,

монтаж и ввод в эксплуат

ацию (РД 16.363–87)». Полученные при пересчете

значения R60 и tg δ не должны отличаться от заводских более чем на 25 %.

Стафиевская В.В. Методы и средства энерго - и ресурсосбережения. Лабораторный практикум

Подождите немного. Документ загружается.