Экспериментальный анализ солнечного водонагревателя с термосифоном для бытового применения на юго-востоке Казахстана

Аннотация

В этом исследовании плоский солнечный коллектор с термосифоном был протестирован в лаборатории Института информационных и вычислительных технологий Министерства образования и науки Республики Казахстан, расположенного в Алматы (77 градусов восточной долготы и 43 градуса северной широты). Экспериментальные данные были собраны в течение нескольких солнечных и пасмурных дней. Изучена и проанализирована динамическая реакция системы на изменения солнечной инсоляции. Было обнаружено, что такие системы могут обеспечивать достаточное количество энергии для удовлетворения потребности в горячей воде, вопреки ошибочному мнению местных жителей. Система работает с использованием шести датчиков (датчик температуры, датчик расхода воды, датчик давления, датчик температуры охлаждающей жидкости в баке отопителя, датчик температуры охлаждающей жидкости в теплообменнике и датчик температуры наружного воздуха). Шесть датчиков управляются с помощью программируемой логистической интегральной схемы (FPGA) STM32, предназначенной для мониторинга всей солнечной системы, а исполнительные механизмы включают силовые реле. Показания температуры передаются в модуль ESP 32. Модуль ESP 32 синхронизирован с шестью датчиками, подключенными к ПЛИС STM32, с шестью электрическими проводами, запрограммированными на C++, которые после обработки данных о температуре, дате и времени поступают с часов реального времени. После завершения всего процесса все данные датчика отправляются в модуль ESP 32, откуда данные отправляются в базу данных. Во время эксперимента, благодаря управляющему сигналу в контроллере, была достигнута экономия потребления электрической энергии около 1%, что оказало значительное влияние на срок службы оборудования.