AFT089 Учебный стенд по солнечной тепловой энергии — Оборудование для тепловых лабораторий — Учебное и демонстрационное оборудование1. Обзор
Данный учебный стенд должен быть спроектирован для теоретического и практического изучения систем солнечного теплоснабжения, используемых для получения горячей воды хозяйственно-бытового назначения, кондиционирования воздуха и аналогичных целей, и обладать широким спектром дидактических возможностей.
Учебный стенд должен включать четыре функциональных блока, а именно:
2. ОСНОВНОЙ МОДУЛЬ
Этот модуль должен быть выполнен в виде вертикальной рамы и содержать лицевую панель с подробной реальной гидравлической схемой системы, а также компоненты, предназначенные для циркуляции, накопления и управления потоком жидкости в первичном и вторичном контурах.
Компоненты должны быть размещены вертикально на основании, что обеспечивает удобный доступ ко всем деталям для выполнения операций по монтажу и демонтажу в ходе практических занятий, описанных в руководстве. Стенд должен иметь сквозные проемы спереди и сзади, позволяющие обучающимся осматривать компоненты с обеих сторон.
В состав компонентов должны входить:
Гидравлические компоненты: водонагреватель (бойлер) с ТЭНом, теплообменник контура солнечного коллектора, магниевый анод, стальной накопительный бак [емкость: 80 л; мощность: 1200 Вт; время нагрева (при ΔT=45°C): 2 ч 17 мин; макс. рабочая температура: 75°C; теплопотери при 65°C: 0,96 кВт·ч/24 ч; макс. рабочее давление: 8 бар], плоский солнечный коллектор, клапан заполнения/слива контура солнечного коллектора, регулятор расхода, воздухоотводчик, предохранительный клапан, манометр, термометр, обратный клапан, расширительный бак, циркуляционный насос контура солнечного коллектора, циркуляционный насос контура ГВС, монтажная группа насосов.
Электрические компоненты: блок управления, циркуляционный насос контура солнечного коллектора, циркуляционный насос контура ГВС, монтажная группа насосов, датчик температуры коллектора (на выходе), датчик температуры коллектора (на входе), датчик температуры бака (в верхней части), датчик температуры бака (в нижней части), датчик температуры обратной линии ГВС, датчик температуры холодной воды на входе, датчик интенсивности солнечного излучения.
Лицевая панель управления должна располагаться в верхней части основного модуля и включать в себя:
• Подробную схему системы;
• Электронный блок управления с ЖК-дисплеем для визуализации данных;
• Блок питания, защитные устройства и индикаторы состояния.
Гидравлические патрубки для подачи холодной воды, отвода горячей воды хозяйственно-бытового назначения, подключения к солнечному коллектору и т. д. должны располагаться на задней стороне модуля.
Трубопроводная обвязка системы должна быть выполнена из труб диаметром 15 мм. Медные трубопроводы, оснащенные системой пресс-соединений с уплотнительными прокладками, предназначенные для использования в солнечных установках.
Габаритные размеры: 1000 x 650 x 1650 мм.
3. РЕАЛЬНАЯ СОЛНЕЧНАЯ ПАНЕЛЬ
Реальная солнечная панель должна быть размещена в металлическом каркасе и соединена с основным модулем посредством гибких трубопроводов, оснащенных сливным, предохранительным и заправочным клапанами.
Габаритные размеры реального коллектора: 1360 x 700 x 2050 мм.
Площадь абсорбера: 1,105 м × 1,666 м = 1,840 м².
Количество труб абсорбера: 12 (шт.).
Объем рабочей жидкости: 1,5 л.
4. ИМИТАТОР СОЛНЕЧНОЙ ПАНЕЛИ
Имитатор солнечной панели предназначен для использования вместо реального коллектора в условиях отсутствия солнечного излучения. Он представляет собой бойлер быстрого нагрева, укомплектованный предохранительным клапаном и воздухоотводчиком.
Объем резервуара: 5 литров.
Мощность: 2000 Вт.
Максимальное давление: 8 бар.
Габаритные размеры имитатора коллектора: 650 x 600 x 750 мм.
КОНВЕКТОРНЫЙ ОБОГРЕВАТЕЛЬ
В качестве устройства для использования вырабатываемой горячей воды в состав стенда должен входить конвекторный обогреватель. Его подключение должно осуществляться посредством гибких трубопроводов.
Данный компонент должен обеспечивать возможность проведения экспериментов по изучению эффектов использования горячей воды, получаемой с помощью данной системы. При этом система должна быть достаточно открытой и гибкой, чтобы допускать простое сопряжение с другими приложениями, такими как системы горячего водоснабжения (ГВС), «теплые полы» и т. д.
Расход воздуха: 253 м³/ч
Тепловая мощность: 2,8 кВт
Расход воды: 350 л/ч
Учебный стенд должен быть оснащен шестью температурными датчиками, расположенными в шести различных точках, а также датчиком солнечной инсоляции, используемым для расчета выработанной энергии. Должна быть предусмотрена возможность подключения как минимум одного счетчика тепловой энергии.
Учебный стенд следует рассматривать как комплексную систему, предназначенную для теоретического и практического изучения установок солнечной энергетики и обеспечивающую возможность выполнения следующих учебно-методических задач:
• Идентификация всех компонентов системы и изучение их роли в процессе ее функционирования;
• Интерпретация технических параметров всех компонентов;
• Осуществление локального управления работой контроллера;
• Проверка режимов нагрева и функционирования конвекторного обогревателя;
• Принудительный запуск режима использования резервной энергии;
• Принудительный запуск циркуляционного насоса;
• Изучение критериев расчета параметров систем ГВС, кондиционирования воздуха и т. д.;
• Изучение критериев монтажа и технического обслуживания инженерных систем;
• Интерпретация текущих эксплуатационных данных, поступающих от системы управления.
В комплект поставки должны входить соединительные кабели, руководство по проведению экспериментов на английском языке, а также программное обеспечение для сбора данных с контроллера солнечной системы и их последующей обработки.
