Розробка грунтового регенератору з гранульованою насадкою для теплиць
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210684Ключові слова:
сонячне випромінювання, акумуляція теплоти, методика теплового розрахунку, коефіцієнт міжкомпонентного теплообмінуАнотація
Представлені результати розробки теплообмінного апарату регенеративного типу для теплиць. Створення ґрунтового регенератора обумовлено енергетичною та економічною доцільністю. У весняний період в денний час повітря в теплицях інтенсивно нагрівається від сонячного випромінювання, а в нічний може охолодитися нижче припустимої температури. Акумуляція теплоти в денний час і використання цієї теплоти в нічний час знизить необхідність в підігрівачах аж до повного їх виключення. Ґрунтовий регенератор містить щільний шар гранульованого матеріалу, що продувається повітрям з внутрішнього простору теплиці. Таке рішення дозволяє істотно інтенсифікувати теплообмін. Для визначення середнього коефіцієнта міжкомпонентного теплообміну отримана емпірична залежність, що враховує вплив тривалості процесу теплообміну. Розроблено методику теплового конструкторського розрахунку регенератора, в результаті якої визначаються основні геометричні характеристики теплообмінної ділянки. Представлені результати розрахунку ґрунтового регенератора для теплиціз площею поверхні 18 м2для умов теплого континентального клімату. Розроблений ґрунтовій регенератор містить 5 каналів довжиною 5,75 м, заповнених щебенем. Отримано, що для середнього потоку сонячного випромінювання Qc=2160 Вт і тривалості роботи ґрунтового регенератора τΣ =6 годин акумульована теплота може в нічний час витрачатися протягом 2,5 годин при середній температурі навколишнього середовища t1=7 °C. При підвищенні температури навколишнього середовища час роботи регенератора буде збільшуватися. Запропонований ґрунтовийрегенератор характеризується простотою конструкції, а його використання призведе до зниження витрат енергії на підтримку температурного режиму в теплиціПосилання
- Bartzanas, T., Tchamitchian, M., Kittas, C. (2005). Influence of the Heating Method on Greenhouse Microclimate and Energy Consumption. Biosystems Engineering, 91 (4), 487–499. doi: https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2005.04.012
- Taki, M., Rohani, A., Rahmati-Joneidabad, M. (2018). Solar thermal simulation and applications in greenhouse. Information Processing in Agriculture, 5 (1), 83–113. doi: https://doi.org/10.1016/j.inpa.2017.10.003
- Mesmoudi, K., Soudani, A., Zitouni, B., Bournet, P. E., Serir, L. (2010). Experimental study of the energy balance of unheated greenhouse under hot and arid climates: Study for the night period of winter season. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences, 9 (1), 27–37. doi: https://doi.org/10.1016/j.jaubas.2010.12.007
- Zhou, L., Li, X., Ni, G. W., Zhu, S., Zhu, J. (2019). The revival of thermal utilization from the Sun: interfacial solar vapor generation. National Science Review, 6 (3), 562–578. doi: https://doi.org/10.1093/nsr/nwz030
- Pavlov, G. K., Olesen, B. W. (2012) Thermal energy storage – A review of concepts and systems for heating and cooling applications in buildings: Part 1 – Seasonal storage in the ground, HVAC&R Research, 18 (3), 515–538. Available at: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10789669.2012.667039
- Almendros-Ibáñez, J. A., Fernández-Torrijos, M., Díaz-Heras, M., Belmonte, J. F., Sobrino, C. (2019). A review of solar thermal energy storage in beds of particles: Packed and fluidized beds. Solar Energy, 192, 193–237. doi: https://doi.org/10.1016/j.solener.2018.05.047
- Liu, Y., Liu, Y., Tao, S., Liu, X., Wen, Z. (2014). Three-dimensional analysis of gas flow and heat transfer in a regenerator with alumina balls. Applied Thermal Engineering, 69 (1-2), 113–122. doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2014.04.058
- Adeyanju, A., Manohar, K. (2009). Theoretical and Experimental Investigation of Heat Transfer in Packed Beds. Research Journal of Applied Sciences, 4 (5), 166–177. Available at: https://medwelljournals.com/abstract/?doi=rjasci.2009.166.177
- Bu, S. S., Yang, J., Zhou, M., Li, S. Y., Wang, Q. W., Guo, Z. X. (2014). On contact point modifications for forced convective heat transfer analysis in a structured packed bed of spheres. Nuclear Engineering and Design, 270, 21–33. doi: https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2014.01.001
- Teitel, M., Barak, M., Antler, A. (2009). Effect of cyclic heating and a thermal screen on the nocturnal heat loss and microclimate of a greenhouse. Biosystems Engineering, 102 (2), 162–170. doi: 10 https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2008.11.013
- Albrecht, K. J., Ho, C. K. (2017). Heat Transfer Models of Moving Packed-Bed Particle-to-SCO2 Heat Exchangers. ASME 2017 11th International Conference on Energy Sustainability. doi: https://doi.org/10.1115/es2017-3377
- Messai, S., El, G., Sghaier, J., Belghith, A. (2014). Experimental study of the convective heat transfer coefficient in a packed bed at low Reynolds numbers. Thermal Science, 18 (2), 443–450. doi: https://doi.org/10.2298/tsci120715108m
- Solodka, A., Volgusheva, N., Boshkova, I., Titlov, A., Rozhentsev, A. (2017). Investigation of heat exchange in a blown dense layer of granular materials. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (8 (89)), 58–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.112217
- Kim, H.-K., Kang, G.-C., Moon, J.-P., Lee, T.-S., Oh, S.-S. (2018). Estimation of Thermal Performance and Heat Loss in Plastic Greenhouses with and without Thermal Curtains. Energies, 11 (3), 578. doi: https://doi.org/10.3390/en11030578
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 Irina Boshkova, Natalya Volgusheva, Antonina Solodka, Ihor Mukminov, Oksana Bondarenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
