Введение
Глава 1. Общие сведения об автономных теплоэнергетических комплексах 16
1.1. Запасы и потребление энергоресурсов 16
1.2. Особенности использования различных источников энергии 20
1.3. Комбинирование возобновляемых источников энергии 24
1.4. Варианты согласования энергоустановок с потребителями 25
1.5. Эффективность теплоэнергетических установок с различными источниками энергии 28
1.6. Классификация АТК 31
1.7. Основные задачи и методы исследования теплотехнических характеристик трансформаторов и аккумуляторов возобновляемых источников энергии и теплоэнергетических комплексов на их основе 35
Глава 2. Исследование гидродинамики и теплообмена при трансформации возобновляемых видов энергии 37
2.1. Задачи исследования гидродинамики и теплообмена при трансформации возобновляемых видов энергии 37
2.2. Исследование теплообмена и гидродинамики в гелиоустановках гравитационного типа с многоступенчатыми гелиоколлекторами 40
2.2.1. Анализ теплообмена и гидродинамики в гелиоустановках гравитационного типа с многоступенчатыми гелиоколлекторами 40
2.2.2. Экспериментальные исследования теплообмена в коллекторах солнечной ^ энергии 44
2.3. Анализ теплотехнической эффективности применения пассивной системы солнечного отопления с использованием дополнительных энергосберегающих устройств 46
2.4. Исследование гидродинамики и теплообмена при прямом превращении механической энергии и теплоту в механических теплогенераторах 54
2.4.1. Аналитические исследования гидродинамики и теплообмена при прямом превращении механической энергии и теплоту в механических теплогенераторах 54
2.4.2. Экспериментальные исследования гидродинамики и теплообмена в механическом теплогенераторе 59
2.5. Исследования аэродинамических и энергетических параметров ветродви гателей с вертикальными полуцилиндрическими лопастями 63
2.5.1. Аналитические и численные исследования аэродинамических и энергетических параметров ветродвигателей с вертикальными полуцилиндрическими лопастями 63
2.5.2. Экспериментальные исследования аэродинамических и энергетических параметров ветродвигателей с вертикальными полуцилиндрическими лопастями .67
2.6. Исследование энергетической эффективности ветродвигателей с лопаст ными направляющими аппаратами 69
2.6.1. Анализ энергетической эффективности ветродвигателей с лопастными направляющими аппаратами 69
2.6.2. Экспериментальные исследования энергетической эффективности ветродвигателей с лопастными направляющими аппаратами 74
2.7. Исследование энергетической эффективности биоэнергетических устано вок 77
2.7.1. Анализ тепловых процессов в биоэнергетических установках 77
2.7.2. Экспериментальные исследования метаногенеза в зависимости от теплотехнических характеристик биоэнергетических установок 80
Выводы по главе 2 85
Глава 3. Исследование теплообмена в тепловых аккумуляторах с теплоаккумулирующими материалами фазового перехода 87
3.1. Задачи исследования теплообмена при плавлении и затвердевании тепло-аккумулирующих материалов фазового перехода 87
3.2. Исследование теплофизических свойств теплоаккумулирующих материалах фазового перехода 89
3.2.1. Анализ теплофизических свойств теплоаккумулирующих материалов фазового перехода 89
3.2.2. Экспериментальные исследования теплофизических свойств битумопарафиновых смесей, предлагаемых для использования в качестве теплоаккумули рующих материалах фазового перехода 92
3.3. Исследование теплообмена при плавлении и затвердевании теплоаккуму лирующих материалов фазового перехода 95
3.3.2. Экспериментальные исследования теплообмена при плавлении и затвердевании слоев теплоаккумулирующих материалов фазового перехода различной формы 102
3.4. Обобщение исследований теплообмена в слоях теплоаккумулирующего материала фазового перехода 106
3.4.1. Вывод критериальных уравнений, обобщающих исследования теплообмена в слоях теплоаккумулирующего материала фазового перехода 106
3.4.2. Обобщение экспериментальных данных по исследованию теплообмена в слоях теплоаккумулирующего материала фазового перехода и сопоставление с расчетными зависимостями 107
3.5. Исследование интенсификации теплообмена при применении высоко теплопроводных инклюзивов 109
3.5.1. Форма высокотеплопроводных инклюзивов 109
3.5.2. Математическое моделирование тепловых процессов в слоях теплоаккумулирующих материалов фазовых переходов с высокотеплопроводными инклюзивами пластинчатой формы 111
3.5.3. Анализ интенсификации теплообмена при применении инклюзивов различной формы 114
3.5.4. Обобщение экспериментальных данных по интенсификации теплообмена при применении инклюзивов различной формы 116
3.6. Анализ энергетической эффективности тепловых аккумуляторов теплоаккумулирующих материалов фазовых переходов 119
Выводы по главе 3 121
Глава 4. Методики и алгоритмы теплотехнических расчетов трансформаторов и аккумуляторов тепла, использующих возобновляемые источники энергии 123
4.1. Задачи создания методик и алгоритмов теплотехнических расчетов трансформаторов и аккумуляторов тепла, использующих возобновляемые источники энергии 123
4.2. Методики и алгоритмы расчета гелиоустановок гравитационного типа.. 124
4.3. Метод дополнительной нулевой энергии для расчета основных параметров пассивной системы солнечного отопления 131
4.4. Методика расчета параметров механических ветротеплогенераторов. 135
4.5. Методика расчета и оптимизация теплотехнических параметров биоэнергетических установок 136
4.6. Методика расчета и оптимизация параметров тепловых аккумуляторов. 142
Выводы по главе 4 143
Глава 5. Комплексный анализ структуры и энергетической эффективности автономных теплоэнергетических комплексов 145
5.1. Задачи анализа структуры и энергетической эффективности АТК 145
5.2. Структурно-морфологический анализ АТК 148
5.3. Оценка эффективности элементов АТК 159
5.4. Энергетическая эффективность АТК 162
5.5. Структурно-функциональных модели АТК 170
5.6. Анализ потоков энергии в АТК 172
Выводы по главе 5 176
Глава 6. Анализ термодинамической эффективности автономных теплоэнергетических комплексов 178
6.1. Задачи термодинамического анализа АТК 178
6.2. Основы анализа термодинамической эффективности энергоустановок в АТК 180
6.3. Термодинамическая эффективность АТК с несколькими источниками энергии 190
6.4. Основные результаты анализа термодинамической эффективности АТК 196
6.5. Обобщение результатов оценки термодинамической эффективности и рекомендации по комбинированию различных источников тепла в АТК 229
Выводы по главе 6 234
Глава 7. Технико-экономический анализ и оптимизация автономных теплоэнергетических комплексов с возобновляемыми источниками энергии 236
7.1. Задачи анализа технико-экономических показателей АТК с возобновляемыми источниками энергии 236
7.2. Анализ технико-экономических показателей трансформаторов и аккумуляторов с возобновляемыми источниками энергии 237
7.3. Методика расчета технико-экономических показателей АТК с возобновляемыми источниками энергии 249
7.4. Экономико-экологическая оценка и оптимизация АТК с возобновляемыми источниками энергии 252
Выводы по главе 7 255
Глава 8. Рекомендации и практическое применение результатов исследований и разработок 257
8.1. Схемные решения комбинирования новых типов трансформаторов и аккумуляторов возобновляемых видов в энергии 257
8.2. Метод оптимизации АТК с топливными энергоресурсами, возобновляе мыми источниками энергии и вторичными энергоресурсами 268
8.3. Практическое использование результатов исследований 273
Выводы по главе 8 275
Заключение 277
Список литературы 279
Приложения 301
