avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2023-7-2-9-14avroen-24Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER AND CHEMICAL ENGINEERINGИсследование тепловой производительности гидросистемы на солнечном коллектореStudy of thermal performance of a solar collector-based hydraulic systemhttps://orcid.org/0000-0002-2484-8685ГладенкоА. А.GladenkoA. A.

Гладенко Алексей Анатольевич, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология». SPIN-код: 5725-1730. AuthorID (РИНЦ): 108388.

644050, Омск, пр. Мира, 11

Gladenko Aleksey Anatolyevich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Oil and Gas Business, Standardization and Metrology Department, Omsk State Technical University (OmSTU), SPIN-code: 5725-1730. AuthorID (RSCI): 108388.

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

ЗиновьеваА. В.ZinovyevaA. V.

Зиновьева Анастасия Владимировна - кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология» ОмГТУ.

644050, Омск, пр. Мира, 11

Zinovyeva Anastasia Vladimirovna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Refrigeration and Compressor Equipment and Technology Department, OmSTU.

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

https://orcid.org/0000-0002-7268-649XКарагусовВ. И.KaragusovV. I.

Карагусов Владимир Иванович - доктор технических наук, старший научный сотрудник (Россия), профессор кафедры «Холодильная и компрессорная техника и технология» ОмГТУ, SPIN-код: 7624-3122. AuthorID (РИНЦ): 176942.

644050, Омск, пр. Мира, 11

Karagusov Vladimir Ivanovich - Doctor of Technical Sciences, Senior Researcher, Professor of Refrigeration and Compressor Equipment and Technology Department, SPIN-code: 7624-3122. AuthorID (RSCI): 176942.

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

karvi@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation20233006202372914Copyright © Гладенко А.А., Зиновьева А.В., Карагусов В.И., 20232023Гладенко А.А., Зиновьева А.В., Карагусов В.И.Gladenko A.A., Zinovyeva A.V., Karagusov V.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/24

Радиационные системы жизнеобеспечения, такие как солнечные коллекторы, являются высокоэффективными, обладают практически неограниченным ресурсом, не используют сложных технологий. Технологии обогрева, отопления и горячего водоснабжения реализуются в них достаточно просто. Такие системы используют энергию солнечного излучения, которая является безуглеродной, экологически чистой и возобновляемой. Эта энергия преобразуется в тепловую радиационными солнечными коллекторами и передается в обогреваемые помещения при помощи гидравлических или пневматических систем. Для малоэтажных отдельно стоящих строений типа коттеджей и сельских домов гидросистемы представляются перспективнее ввиду большей теплоемкости воды или незамерзающих жидкостей по сравнению с воздухом.

В данной работе рассматриваются экспериментальные и расчетные исследования радиационной системы жизнеобеспечения, проведенные в 2018–2021 годах. Определить тепловую производительность и геометрические размеры солнечных коллекторов с необходимой для практики точностью можно путем расчетов на основании экспериментальных данных. Существует возможность получения недостающих экспериментальных данных при помощи интерполяции, экстраполяции и теории подобия.

Radiation life support systems, such as solar collectors, are highly efficient, have an almost unlimited resource, and do not use complex technologies. Technologies of heating, heating and hot water supply are implemented quite simply. Such systems use the energy of solar radiation, which is carbon-free, environmentally friendly and renewable. This energy is converted into thermal radiation by solar collectors and transferred to heated rooms using hydraulic or pneumatic systems. For low-rise detached buildings such as cottages and rural houses, hydraulic systems are more promising due to the greater heat capacity of water or non-freezing liquids compared to air.

This paper discusses experimental and computational studies of the radiation life support system carried out in 2018–2021. It is possible to determine the thermal performance and geometric dimensions of solar collectors with the accuracy necessary for practice by calculations based on experimental data. It is possible to obtain missing experimental data using interpolation, extrapolation and similarity theory.

Keywords:

солнечный коллекторсолнечное излучениетепловая производительностьгидросистемавозобновляемые источники энергииsolar collectorsolar radiationthermal performancehydro systemrenewable energy sourcesReferencesBhowmika H., Amin R. Efficiency improvement to flat plate solar collector using reflector // Energy Reports. 2017. Vol. 3. P. 119–123. DOI: 10.1016/j.egyr.2017.08.002.Bhowmika H., Amin R. Efficiency improvement to flat plate solar collector using reflector // Energy Reports. 2017. Vol. 3. P. 119–123. DOI: 10.1016/j.egyr.2017.08.002. (In Engl.).Chen Z., Furbo S., Perers B. [et al.]. Efficiencies of Flat Plate Solar Collectors at Different Flow Rates // Energy Procedia. 2012. Vol. 30. P. 65–72. DOI: 10.1016/j.egypro.2012.11.009.Chen Z., Furbo S., Perers B. [et al.]. Efficiencies of Flat Plate Solar Collectors at Different Flow Rates // Energy Procedia. 2012. Vol. 30. P. 65–72. DOI: 10.1016/j.egypro.2012.11.009. (In Engl.).Qingyuan Z., Yu L. Potentials of Passive Cooling for Passive Design of Residential Buildings in China // Energy Procedia. 2014. Vol. 57. P. 1726–1732. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.10.161.Qingyuan Z., Yu L. Potentials of Passive Cooling for Passive Design of Residential Buildings in China // Energy Procedia. 2014. Vol. 57. P. 1726–1732. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.10.161. (In Engl.).Goforth M. A., Gilchrist G. W., Sirianni J. D. Cloud effects on thermal down welling sky radiance // Proc. SPIE 4710, Thermosense XXIV, March 15, 2002. Orlando. 2002. Vol. 4710. P. 203–213. DOI: 10.1117/12.459570.Goforth M. A., Gilchrist G. W., Sirianni J. D. Cloud effects on thermal down welling sky radiance // Proc. SPIE 4710, Thermosense XXIV, March 15, 2002. Orlando. 2002. Vol. 4710. P. 203–213. DOI: 10.1117/12.459570. (In Engl.).Chen Z., Zhu L., Raman A., Fan S. Radiative cooling to deep sub-freezing temperatures through a 24-h day–night cycle // Nature Communications. 2016. Vol. 7. 13 p. DOI: 10.1038/ncomms13729.Chen Z., Zhu L., Raman A. [et al.]. Radiative cooling to deep sub-freezing temperatures through a 24-h day-night cycle // Nature Communications. 2016. Vol. 7. 13 p. DOI: 10.1038/ncomms13729. (In Engl.).Tsoy A. P., Granovskiy A. S., Baranenko A. V., Tsoy D. A. Effectiveness of a night radiative cooling system in different geographical latitudes // AIP Conf. Proc. 2017. Vol. 1876, Issue 1. 020060. DOI: 10.1063/1.4998880.Tsoy A. P., Granovskiy A. S., Baranenko A. V., Tsoy D. A. Effectiveness of a night radiative cooling system in different geographical latitudes // AIP Conf. Proc. 2017. Vol. 1876, Issue 1. 020060. DOI: 10.1063/1.4998880. (In Engl.).Enderlin A. R. Radiative Cooling to the Night Sky // Chemical Engineering Undergraduate Honors. 2015. Vol. 5. 30 p.Enderlin A. R. Radiative Cooling to the Night Sky // Chemical Engineering Undergraduate Honors. 2015. Vol. 5. 30 p. (In Engl.).Hashim W. M., Shomran A. T., Jurmut H. A. [et al.]. Case study on solar water heating for flat plate collector // Case Studies in Thermal Engineering. 2018. Vol. 12. P. 666–671. DOI: 10.1016/j.csite.2018.09.002.Hashim W. M., Shomran A. T., Jurmut H. A. [et al.]. Case study on solar water heating for flat plate collector // Case Studies in Thermal Engineering. 2018. Vol. 12. P. 666–671. DOI: 10.1016/j.csite.2018.09.002. (In Engl.).Karagusov V. I., Kolpakov I. S. Influence of Clouds and Air Temperature on the Performance of the Radiation Heating System // AIP Conf. Proc. 2019. Vol. 2141, Issue 1. 030041. DOI: 10.1063/1.5122091.Karagusov V. I., Kolpakov I. S. Influence of Clouds and Air Temperature on the Performance of the Radiation Heating System // AIP Conf. Proc. 2019. Vol. 2141, Issue 1. 030041. DOI: 10.1063/1.5122091. (In Engl.).Карагусов В. И. Экспериментально-расчетные исследования радиационных панелей системы жизнеобеспечения // Омский научный вестник. Сер. Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2021. Т. 5, № 1. С. 28–33. DOI: 10.25206/2588-0373-2021-5-1-28-33.Karagusov V. I. Eksperimental'no-raschetnyye issledovaniya radiatsionnykh paneley sistemy zhizneobespecheniya [Experimental and computational studies of radiation panels of life support system] // Omskiy nauchnyy vestnik. Ser. Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye. Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2021. Vol. 5, no. 1. P. 28–33. DOI: 10.25206/2588-0373-2021-5-1-28-33. (In Russ.).Karagusov V. I. Functioning of the Radiation Life — Support System in the Spring Period // AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. 030044. DOI: 10.1063/5.0029930.Karagusov V. I. Functioning of the Radiation Life — Support System in the Spring Period // AIP Conference Proceedings. 2020. Vol. 2285. 030044. DOI: 10.1063/5.0029930. (In Engl.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.