Energy-efficient circulating pump in hydraulic circuit of solar collectors of hot-water systems
https://doi.org/10.31675/1607-1859-2021-23-4-100-111
Abstract
The relevance of the study is associated with the need to implement the concept of the scientific and technological development of the Russian Federation, which outlines the transition to environmentally friendly and resource-saving technologies. The paper presents the results of full-scale experiments of changes in the operating parameters of the experimental-industrial hybrid solar hot-water system with a circulating pump operating in periodic duty mode in the hydraulic circuit. The proposed hardware and software system provides switching on and switching out of the circulating pump depending on the temperature difference of the coolant in collectors and at the storage tank output. This provides the maximum thermal energy for the hot-water system at different of solar radiation intensities and the minimum power consumption by the circulating pump generated by solar panels.
About the Authors
Yurii O. Krivoshein
Tomsk State University of Architecture and Building
Russian Federation
Russian Federation
Senior Lecturer
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Nikolai A. Tsvetkov
Tomsk State University of Architecture and Building
Russian Federation
Russian Federation
DSc, Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Alena V. Petrova
Tomsk State University of Architecture and Building
Russian Federation
Russian Federation
Research Assistant
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Aleksandr V. Tolstykh
Tomsk State University of Architecture and Building
Russian Federation
Russian Federation
PhD, A/Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
Tat'yana N. Nemova
Tomsk State University of Architecture and Building
Russian Federation
Russian Federation
DSc, Professor
2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk
References
1. Avtar R., Tripathi S., Aggarwal A.K., Kumar P. Population – urbanization – energy nexus: A review // Resources. 2019. V. 8. P. 136. DOI: 10.3390/resources8030136
2. Казанджан Б.И. Системы солнечного теплоснабжения // Энергия: экономика, техника, экология. 2005. № 12. С. 10–16.
3. Афанасьев А.А, Баранов Н.Н. Мировая энергетика: глобальные проблемы и перспективы развития // Энергия: экономика, техника, экология. 2021. № 2. С. 28–47. DOI: 10.7868/S023336192102004X
4. Peña-Ramos J.A., Bagus P., Amirov-Belova D. The North Caucasus Region as a Blind Spot in the «European Green Deal»: Energy Supply Security and Energy Superpower Russia // Energies. 2021. 14. 17. URL: https://dx.doi.org/10.3390/en 14010017
5. Haukkala T. Does the sun shine in the High North? Vested interests as a barrier to solar energy deployment in Finland // Energy Research & Social Sciense. 2015. № 6. P. 50–58.
6. Abikoye B., Čuček L., Isafiade A.J., Kravanja Z. Synthesis of solar thermal network for domestic heat utilization // Chemical Engineering Transactions. 2019. № 76. P. 1015–1020.
7. Полищук С.З., Шамрицкая Л.А. Возможности использования солнечной энергии для отопления и горячего водоснабжения зданий в северных широтах // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. 2012. № 4(169). С. 26–31.
8. Российская Федерация. Президент. О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации : Указ Президента Российской Федерации от 01.12.2016 г. № 642 // Президент Российской Федерации [официальный сайт]. URL: http://kremlin.ru/ acts/bank/41449 (дата обращения 18.03.2021 г.).
9. Кривошеин Ю.О., Цветков Н.А., Толстых А.В., Хуторной А.Н., Колесникова А.В., Петрова А.В. Эффективная солнечная система горячего водоснабжения для северных территорий // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. Т. 22. № 6. С. 119–131. DOI: 10.31675/1607-1859-2020-22-6-119-131
10. Krivoshein Y.O., Tolstykh A.V., Tsvetkov N.A., Khutornoy A.N. Efficiency of dual hot water systems with the use of solar evacuated tube collectors in the Northern territories // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020. V. 408. URL: https://doi.org/ 10.1088/1755-1315/408/1/012011
11. Krivoshein Y.O., Tolstykh A.V., Tsvetkov N.A., Khutornoy A.N. Mathematical model for calculating solar radiation on horizontal and inclined surfaces for the conditions of Yakutsk // SEWAN-2019 IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2020. 408. 012002. DOI: 10.1088/1755-1315/408/1/012002
12. Tsvetkov N.A., Krivoshein Y.O., Khutornoi A.N., Boldyryev S., Petrova A.V. Development of the Computer-Aided Application for the Use of Solar Energy in the Hot Water Supply System of Russian Permafrost Regions // Chemical Engineering Transactions. 2020. 81. P. 943–948. DOI: 10.3303/CET2081158
13. Tsvetkov N.A., Krivoshein U.O., Tolstykh A.V., Khutornoi A.N., Boldyryev S. The calculation of solar energy used by hot water systems in permafrost region: An experimental case study for Yakutia // Energy. 2020. V. 210. 118577. URL: https://doi.org/10.1016/j.energy.2020.118577
14. Цветков Н.А., Кривошеин Ю.О., Кривошеин О.Ю. Технология управления параметрами работы инженерных систем строительных объектов с удаленным доступом (на примере ТГАСУ) // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 2. С. 326–336.
15. Кривошеин Ю.О., Цветков Н.А. Система диспетчерского контроля и управления потреблением энергоресурсов объектами с функцией удаленного доступа // Современные техника и технологии : сб. материалов XIX Международной конференции студентов и молодых ученых (СТТ-2013), Томск, 12–16 апреля 2013 г. Томск : Из-во Национального исследовательского Томского политехнического университета, 2013. С. 231–232.
16. Цветков Н.А., Кривошеин Ю.О., Хуторной А.Н., Колесникова А.В., Саврасов Ф.В. Автоматизированная гетерогенная система диспетчеризации и управления потреблением энергоресурсов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 5. С. 138–150.
17. Кривошеин Ю.О., Хуторной А.Н., Цветков Н.А. Гетерогенная IT-система диспетчеризации – как основа контроля, учета, мониторинга и управления энергоресурсопотреблением в многоквартирных жилых домах // Актуальные проблемы современности. 2016. № 2 (12). С. 173–179.
Review
For citations:
Krivoshein Yu.O., Tsvetkov N.A., Petrova A.V., Tolstykh A.V., Nemova T.N. Energy-efficient circulating pump in hydraulic circuit of solar collectors of hot-water systems. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture. 2021;23(4):100-111. (In Russ.) https://doi.org/10.31675/1607-1859-2021-23-4-100-111
Views:
402
Email this article 