Метод расчета и проектирования солнечной теплицы для региона сибири

Вид материала

Автореферат

Содержание Официальные оппоненты Ведущая организация Общая характеристика работы Цель диссертационной работы Объектом исследования Методы исследований Научную новизну исследований представляют Практическую значимость работы Апробация работы. На защиту выносятся следующие положения Структура и объем диссертации. Основное содержание работы В первой главе Во второй главе В IV главе дан технико-экономический анализ эффективности теплицы с солнечными системами теплоснабжения Основные выводы и результаты Н, поперечное сечение аккумулятора F Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах Мазаев, Л.Р. Мазаев, Л.Р. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Задача Метод, 44.05kb.
• Внешний (экономический) износ имущественных комплексов промышленных предприятия. Методы, 76.03kb.
• Внешний (экономический) износ имущественных комплексов промышленных предприятия. Методы, 187.42kb.
• История Сибири с древнейших времен до начала XX в. Программ, 269.8kb.
• Удк 621. 362 Метод расчета на ЭВМ установившихся режимов энергосистемы, 78.08kb.
• 1 Метод статистического моделирования, 167.94kb.
• А. С. Донченко на Первом съезде работников агропромышленного комплекса Сибири, 565.77kb.
• Методика исследования 4 Штатно-номенклатурный метод 4 Метод расчета коэффициентов насыщенности, 831.9kb.
• История Западной Сибири) реферат (от лат еfеrо «сообщаю») краткое изложение, 69.17kb.
• M o виртуальный прибор для построения графиков частотных характеристик линейной электрической, 36.03kb.

На правах рукописи


МАЗАЕВ Леонид Романович


МЕТОД расчета и проектирования

СОЛНЕЧНОЙ ТЕПЛИЦЫ

для региона СИБИРИ

Специальность 05. 20.02 - Электротехнологии

и электрооборудование в сельском хозяйстве


Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук


Барнаул - 2011


Работа выполнена в ФГОУ ВПО

« Бурятская государственная сельскохозяйственная академия

им. В.Р.Филиппова»


Научный руководитель - доктор технических наук

Тайсаева Валентина Табановна


Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Худоногов Анатолий Михайлович

(ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный

университет путей сообщения»);

кандидат технических наук, доцент

Меновщиков Юрий Александрович

(ФГОУ ВПО «Новосибирский государственный

аграрный университет»)


Ведущая организация - ГОУ ВПО Восточно-Сибирский

государственный технологический университет


Защита состоится 23 декабря 2011года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д 212.004.02 при ФГБОУ ВПО «Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова» по адресу: 656038, Алтайский край, г. Барнаул, пр. Ленина,46, факс (8-3852) 36 71 29,

ofollow" href=" " onclick="return false">ссылка скрыта ; e-mail:ntsc@desert.secna.ru; elnis@indox.ru


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью Вашего учреждения, просим направлять по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.


Автореферат разослан « 22 » ноября 2011 года


Ученый секретарь

диссертационного совета

д.т.н., профессор Куликова Л.В.

Общая характеристика работы

Актуальность темы.

В настоящее время в России себестоимость овощей, выращенных в теплицах, существенно выше, чем в странах, имеющих высокий уровень сельскохозяйственного производства. Спрос на свежую овощную продукцию отечественный производитель удовлетворяет на 30%, остальное – импорт. Развитию тепличного овощеводства препятствует недостаток и функционирование морально и физически устаревших теплиц, а высокая себестоимость производства внесезонных овощей связана, в первую очередь, с высокими затратами на энергоносители. Сейчас удельный вес энергозатрат в структуре себестоимости овощной продукции закрытого грунта составляет до 70%. Это связано с неэффективным использованием электрической и тепловой энергии в теплицах, отсутствием солнечных теплиц как таковых и моделей, реализующих оптимизацию энергетических процессов в ней.

Мировой опыт развития тепличного производства указывают на практически повсеместный переход к способам выращивания растений в закрытом грунте, использованию новых конструкций, материалов и энергосберегающих технологий на базе солнечной энергии. Так, например, в Северном Китае сосредоточено более 263 тыс. га солнечных теплиц, где выращиваются 90 % зимних овощей.

Цель диссертационной работы - разработка энергоэффективной солнечной теплицы для выращивания экологически чистых овощей и снижения потребления органического топлива.

Объектом исследования являются технологические процессы: теплоснабжение теплиц и свойства теплоаккумулирующих материалов.

Предмет исследования – закономерности, связывающие параметры систем солнечного теплоснабжения теплиц с показателями энергетической, экологической и экономической эффективности.

Для достижения поставленной в работе цели исследования сформулированы следующие задачи:

1. Провести анализ современного состояния использования солнечной энергии для отопления теплиц в условиях климата северных широт.

2.Разработать математическую модель солнечной теплицы.

3.Разработать опытные образцы солнечных коллекторов с теплоносителем воздуха и тепловых аккумуляторов с насадками галька и цеолиты, а также экспериментальные установки для снятия их теплотехнических характеристик.

4.Разработать методики экспериментальных исследований и определения теплотехнических и энергетических характеристик опытных образцов гелиотехнического оборудования.

5.Провести технико-экономическую оценку эффективности основных результатов исследований.

Методы исследований. Методы теории вероятностей и математической статистики, теория активного планирования эксперимента, системный анализ и имитационное моделирование.


Научную новизну исследований представляют:

метод расчета энергоэффективной солнечной теплицы, заключающийся в оптимально сконструированной форме конструкции всех элементов теплицы;

теоретические исследования теплоаккумулирующих пористых насадок, позволяющие определить наиболее оптимальный режим аккумуляции тепла в насадках при заданных значениях массового расхода воздуха G и скорости V для различных сочетаний параметров слоя;

уравнение, учитывающее влияние семи переменных на количество аккумулируемого тепла;

экспериментальные исследования солнечных коллекторов, тепловых аккумуляторов с различными теплоаккумулирующими насадками.

Практическую значимость работы представляют:

методика расчета эффективности функционирования солнечных теплиц с пассивными солнечными системами;

методика расчёта энергоэффективности тепловых аккумуляторов (ТА) с различными параметрами насадки, геометрией слоя, скоростями движения теплоносителя и удельной теплоёмкостью;

гибридные солнечные коллекторы с теплоносителем «вода-воздух», тепловые аккумуляторы с ТАН галька и цеолиты.

Апробация работы. Содержание и отдельные положения диссертационной работы докладывались на международных и российских научных конференциях: всероссийском энергетическом форуме «ТЭК России в 21веке. Актуальные вопросы и стратегические ориентиры» (Москва, 2002 ); международной научно-технической конференции «Энергосбережение в сельском хозяйстве» (Москва,1998); международных научных конференциях «Возобновляемые источники энергии для устойчивого развития Байкальского региона» (Улан-Удэ, 2001,2003, 2008); международном симпозиуме «Экологические и инженерно-экономические аспекты жизнеобеспечения» (Ганновер 2008, 2010 ); VI международной конференции «Возобновляемая и малая энергетика -2009» (Москва, 2009).

На защиту выносятся следующие положения:

1.Метод оптимизации формы конструкции теплицы, обеспечивающей максимальный приход солнечной радиации в теплицу в отопительный период.

2.Результаты теплопроизводительности теплицы с пассивными солнечными системами для отопления и солнечным коллектором для ГВС.

3.Результаты энергоэффективности тепловых аккумуляторов теплоаккумулирующей пористой насадкой и ночным тепловым экраном светопрозрачного покрытия.

4.Метод расчета и проектирования энергоэффективной солнечной теплицы.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 21 научная работа, в том числе 4 работы – в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, выводов, списка литературы из 98 источников. Работа изложена на 170 страницах текста, содержит 64 иллюстрации, 45 таблиц.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы, сформирована цель и определены задачи исследования, аргументированы выбор объекта и предмета исследования, отражены научная новизна и полученные практические результаты, дана общая характеристика работы - показаны роль и значимость технического потенциала солнечной энергии для применения в тепличном хозяйстве для устойчивого развития Байкальского региона.

В первой главе проанализирована информация зарубежных исследований в последние два десятилетия по изучению возможностей использования солнечной энергии для отопления теплиц. Исследования, проведенные в Китае, Канаде, США, Франции, направленные на улучшение эффективности пассивных солнечных систем, показали, что использование их в теплицах экономически целесообразно для продления вегетационного периода выращивания овощей.

Из анализа исследований, проведенных Grafiadellis (1991г.) нами установлено, что солнечным прудам, с фазовым изменением материалов и тепловым насосам необходим высокий уровень инвестиций.

Из крупных отечественных исследований, проведенных в конце XX века, следует отметить работы Р.Б. Байрамова и Л.Е. Рыбаковой (НПО "Солнце" АН Туркмении), Ю.Н Якубова (Узбекистан), А.Б. Вардияшвили (Грузия).

Проведенный анализ позволяет сделать вывод: наиболее эффективными являются пассивные солнечные теплицы с тепловыми аккумуляторами, однако недостатком их является большой объем теплоаккумулирующей массы. С целью возможности повышения эффективности тепловых аккумуляторов в диссертации обоснована целесообразность применения пористых материалов Забайкалья, Холинского и Мухор-Талинского месторождений.

Во второй главе проведено теоретическое обоснование моделирования солнечной теплицы с пассивной солнечной системой (ПСС) и теплового аккумулятора (ТА) с пористой насадкой. Схема алгоритма энергетической модели представлена на рисунке 1.



Рисунок 1.Схема алгоритма расчета энергоэффективности солнечной

теплицы

1. Для выбора формы теплицы рассчитан:

а) Оптимальный угол наклона светопрозрачного покрытия теплицы,
при котором в теплицу поступает максимальное количество солнечной радиации за отопительный период. Расчет выполнен для г. Улан-Удэ (широта 52.3⁰ с.ш. и 107.5^о в.д) ( Таблица 1).

б) Для обоснования формы теплицы рассмотрены четыре типа теплиц (Рисунок 2 ) , используемых в настоящее время в холодном климате и аксонометрический вид 4 типа теплицы ( Рисунок 3).



Рисунок 2 - Четыре типа теплиц разных форм площадью 100м²

Солнечная радиация в гелиотеплицу поступает в основном через ее прозрачные поверхности, а суммарные теплопотери определяются общей поверхностью ограждения.


Таблица 1. Данные расчета оптимальной ориентации теплицы

в зависимости от угла наклона светопрозрачного покрытия





Зависимость аккумулируемого тепла () от размеров и типов теплиц.

определяем по уравнению теплового баланса: (1) или ;. Величина - есть коэффициент тепло

вых потерь, а (1-α)=П– коэффициент аккумуляции тепла. Аккумулируемое тепло выразится через (1- α) как: (2)

Когда эти факторы заданы, тогда α и П зависят только от размеров и типов теплиц. Для определения такой зависимости при расчете за исходные геометрические размеры можно принять длину L и высоту h теплицы, так как через них при заданных значениях углов определяются все остальные размеры теплицы. Теплица как защищенный грунт характеризуется геометрическим показателем эффективности, определяемый отношением площади защищенного грунта к сумме площадей ограждающих конструкций.

µ = F_осн/ (F_c + F_сев.ст + 2F_торц+ F_пот ) (3)

где: F_с - площадь светопрозрачного покрытия F_сев.ст. - площадь северной стены ; F_т.ст. - площадь торцевой стены F_пот. - площадь потолка. Прошедшее солнечное излучение через застекленную поверхность теплицы, определяется как: (4)

где: η– оптический КПД светопрозрачного ограждения; Э_β - количество суммарной солнечной радиации, падающей на наклонную светопрозрачную поверхность. Тепловые потери проводимостью через оболочку теплицы, включающие северную стену, две торцевые стены, северную крышу и светопрозрачное покрытие из поликарбоната определяются как:

(5)

где: к₀ – коэффициент теплопередачи (Вт/ м²º), F - полная площадь поверхности оболочки теплицы(м²),Δt - перепад внутренней температуры теплицы и наружного воздуха (^oC) , F- площади F_сев.ст,F_пк,,F_кр,F_тст северной стены, светопрозрачного покрытия , крыши и торцевых стен (м²) и ,соответственно, k_0ст, k_0пк, k_0кр, k_0ст – их коэффициенты теплопередачи.

Площади поверхностей F_ст, F_пк, F_кр равны h₂L,ВС L и СD·L (Рисунок.3) F_тст -площадь торцевых стен, т.е. многоугольник АВСDENA.

К
значения комплексов a,b,c,d в кВт·ч/день приведены в таблице 2, а их зависимость от h/L на рисунке 4. Значения α -коэффициента тепловых потерь, µ- геометрического показателя теплицы и П– коэффициента аккумуляции тепла вычислены для 4 типов теплиц F= 100м².
оэффициент тепловых потерь α (2), выраженный через тригонометрические функции углов β, высоту h и длинуL после преобразований примет вид: ,


Не только коэффициенты α и µ , но и их произведение имеет физический


смысл:, где Q_пот/F_огр:- удельные теплопотери через ограждения, q_прош = Q_прош /F_прозр:- удельный солнечный приток тепла, q_акк=(1-α) удельная аккумулируемая энергия. При максимальном значении α·µ значение h/L становится критическим и при проектировании необходимо соблюдать условие: h/L<(h/L)_кр, (6)



Значения комплексов a,b,c,d в кВт·ч/день для декабря приведены в таблице 2 , а их зависимость от h/L - на рисунке 4..Теплицы ориентированы на юг, торцевые стены на восток и запад под углом 90º , светопрозрачное покрытие – 6мм поликарбонат. В качестве ограждающих конструкций пола, потолка, стен - плиты железо-бетонные многопустотные, армиро-ванные стержнями из стали Ат+V.

Значения ( h/L)кр вычислены для 4 типов (таблица 2) для h=4м при F = 100 м² пола.




Рис.4. Кривые зависимостей удельного прошедшего солнечного тепла и тепловых потерь от h/L





Из кривых видим, что с возрастанием h/L вначале α·µ растет , достигая критического максимума, затем медленно уменьшается.

Таблица 2. Значения комплексов а,б,с, d (кВт∙ч); П_/ q_прош


Из таблицы 2 следует, что строить теплицы выгодно с наибольшим значением П/q_прош (отношение коэффициента аккумуляции тепла к удельному количеству прошедшего солнечного тепла) с энергетической и экономической точки зрения. Наибольшее значение П_/ q_прош у типов I и II, выбираем тип II, у которого (h/L)кр = 0.216 , длину теплицы при соблюдении условия (5) не превышения Lкр = 18.5 м, берем равной 18.2 м. Для Республики Бурятия, располагаемой в широтах φ=52º- 53.5º теплица (S= 100 м², α = 60º, hо = 30º) будет иметь оптимальные геометрические размеры пола 18,2х5,5 м при работе её 180 дней в году с 15 февраля по 15 ноября.

с) Расчет аккумулируемого солнечного тепла ∑Q_акк торцевыми стенами, потолком , северной стеной ∑Q_акк определяем как:

, (7)

где: V^огр и V^тепл - обьем теплоаккумулирующей массы потолка, торцевых стен, почвы и теплицы, м³; ρ_возд, ρ_огр - плотность воздуха и ограждающих конструкций, кг/м³; - удельная теплоемкость ограждающих конструкций и воздуха Дж/кгºС - температура внутренняя ограждающих конструкций и внутреннего воздуха теплицы,ºС

Количество тепла аккумулируемое северной стеной определяется как: (8)

где: Q_ст , - тепло, аккумулированное в северной стене (Вт), V_ст - объем стены, (м³), C_cт, C_почв - удельная теплоемкость стены (Дж/кгºС) ρ_ст,, - плотность стены (кг/м³);∆t_ст,– перепад температур в стене, (ºC). , Здесь: t_погр- температура пограничного слоя теплоаккумулирующей стены,ºС t_вн - температура внутреннего воздуха теплицы,ºС

Расчет поглощенной солнечной радиации Q_погл определяем по формуле: = Σ Q_пр Е cos(i)·F_погл (9)

где: Σ Q_пр – прошедшее количество солнечной энергии через остекление, кВт·ч;Е – коэффициент поглощения солнечной радиации; F_погл – площадь поглощающей поверхности, м².i – угол между нормалью к поглощающей поверхности и направлением солнечных лучей:

Расчетные данные нагрузки отопления и вентиляции по известному тепловому балансу; прошедшей, поглощенной, аккумулированной солнечной энергии элементами ограждающих конструкций, рассчитанные по формулам (4,7,9) сведены в таблицу 3.

Таблица 3. Расчетные данные теплового баланса теплицы, кВт·ч

(R_остекл =0.46, R_пот= 5, R_ст= 3.7 в м²°С/Вт , к₀F=0.202, Вт/м²°С)



2. Расчет пассивных солнечных систем.

Приведенные выше расчеты баланса теплицы показывают, что для эффективного функционирования солнечной теплицы необходимо рационально использовать избыток солнечного тепла .С этой целью рассмотрена пассивная солнечная система (ПСС) отопления, совмещенная с северной стеной теплицы (Рисунок 5), которая выполняет функции как конструктивного назначения, так и функции восприятия, аккумулирования и транспортировки тепла в теплице. На внешней поверхности размещается изоляция, а в межстекольном пространстве – теплоприемный абсорбер- экран с высокой теплопроводностью.

В верхней и нижней части стены имеются каналы для циркуляции теплоносителя воздуха. В период инсоляции воздух, находящийся в воздушной прослойке между стеной и стеклом, нагревается и поступает через верхние каналы в теплицу.




Рисунок 5. Схема ПСС отопления теплицы

1 – утепленная крыша

2 - изоляция северной стены

3- северная стена

4- пограничный слой δ

5- светопрозрачное покрытие

6 – абсорбер теплоприемник

7 – воздушный поток


а) При конструировании расстояние между теплоприемным экраном и стеклом –δ₁, а также между экраном и стеной δ₂ выбраны на основании общеизвестных уравнений пограничного слоя для турбулентного режима естественной конвекции: δ = Н(0,96; (10)

где: H – высота теплоприемного экрана, м; N_u – число Нуссельта;

G_r – число Грасгофа; P_r – критерий Прандтля.

V, м/с; – средняя скорость движения воздуха в прослойке равна:

V = (11)

где: ρ – средняя плотность воздуха в прослойке, кг/м³; ∆ - толщина воздушной прослойки, мм; ∆ = 4δ; ξ – ускорение свободного падения, м/с²; A – высота между центрами входного и выходного отверстий, м; Ρ_вх – плотность входящего в теплоприемник воздуха, кг/м³; Ρ_вх – плотность воздуха на выходе из теплоприемника, кг/м³ ; ∑ ξ – сумма местных сопротивлений.

Площадь сечения F_жс входных и выходных каналов определяется из уравнения: (12)

где: m₀ – суммарный (т.е. на проектируемую поверхность) массовый расход воздуха в межстекольном пространстве теплоприемника, кг/ч.

б) Для расчета теплопроизводительности абсорбера ПСС (Рисунок 5) находим температуру абсорбера (теплоприемника), обладающего незначительной тепловой инерционностью из зависимости :

(13) (13)

Где: m_аб – масса абсорбера; С_р(аб) – удельная теплоемкость материала абсорбера, кДж/кг^оС; t_аб – температура абсорбера,^оС; F_аб – площадь поверхности абсорбера, м²; α_(н) – среднее значение коэффициента теплообмена в пограничном слое, Вт/м^2оС; t_погр(τ) – температура воздуха в пограничном слое, ^оС; - плотность потока солнечной радиации, поглощенного поверхностью абсорбера, которая преобразуется в тепло, Вт/м².

Решение (13) при условии рассмотрения функции t_{погр(τ),} t_аб(τ), в дискретном изображении даст:

(14)

Где: ∆τ – расчетный интервал дискретности функции, ч.

Изменение температуры воздуха, движущегося в пограничном слое, определяют из уравнения :

(15)

Где: х – координата расчетной точки по высоте абсорбера;К-коэффициент теплопередачи через остекление к наружному воздуху; t_н(τ) – температура наружного воздуха, ^оС.

Решение уравнения (15) имеет вид:

(16)

Совместное решение уравнений (16) и (14) после подстановки исходных данных абсорбера-теплоприемника 6 ( Рисунок 5).

F_аб = 18,0м х 1.7м = 30,5 м²; α_н = 3,75 Вт/м^2оС; (mС_р)_аб = 11739 кДж/ ^оС

К = 2,9 Вт/м²ºС; α_н = 3,75 Вт/м^2оС для пограничной температуры примет вид:

t_{погр(i+1)} - t_вн(i) = 0,3 (t_н(i+1) - t_вн(i)) + 0,0132 q (17)

- t_вн(i) находим из известного уравнения теплового баланса теплицы путем подстановки исходных данных элементов ограждающей конструкции.

1)F_пола,=100 м²; F_пот,=70.2м²;F_тст=26м²; F_стр=78.26м²; V=170м^3; коэффициентов теплообмена внутренней и наружных стен α_вн=8.7 Вт/м²ºС, α_н=23 Вт/м²ºС,

2)полученных уравнений для внутренней температуры стен потолка и пола

τ_ст’ = 0,765t_в + 0,235t_н + q_п*0. 235/α_н;

τ_пот’ = 0,785*t_в + 0,215t_н + q_п*0.215/α_н ; (18)

τ_пол’ = 0,781*t_в + 0,21*t_н+ q_п*0.2/α_н;

3) значений = 38,9 кДж/м²ºС и (– t_внi).

После ряда преобразований при дискретном изменении t_вн, t_н, q_п, во времени получим уравнения изменения температуры воздуха внутри теплицы без абсорбера ПСС (19) и с абсорбером ПСС (20). :

(19)

- (20)

В настоящее время в северных широтах широко используются для укрытия теплиц на ночь теплые экраны. При укрытии светопрозрачного покрытия теплым одеялом (из хлопка с R=0.9 м²°С/Вт) на ночь с 18ч до 9 утра , расход тепловой энергии на отопление и вентиляцию снижается в 2 раза

в) Рассчитанные по (19,20) почасовые значения температуры воздуха внутри теплицы с ПСС на северной стене, без теплового экрана и с тепловым экраном показали, что она может эффективно функционировать с 15 февраля по 15 ноября

Для определения количества теплоты, поступающей от абсорбера теплоприемника ПСС, используем формулу:

Q_ТП = (mС_р)_погр(t_погр - t_вн)(a-1), Вт (21)

Где: t_вн – средняя по объему теплицы внутренняя температура воздуха, ^оС; а – сторона теплицы, где расположен теплоприемник (в данном случае длина теплицы L) при (mС_р)_погр= 38,9 кДж/м² ºС; Q_ТП = 0,185 (t_погр - t_вн) кВтч/^оС

3. Расчет энергоэффективности тепловых аккумуляторов (ТА).

Для аккумуляции избыточного солнечного тепла проведен расчет ТА с теплоаккумулирующими насадками (ТАН) галька и цеолиты для чего:

а) определены потери давления в ТА по формуле:

, (22)

где: - коэффициент сопротивления насадки; - высота насыпи, м; - коэффициент формы зерна; - эквивалентный диаметр; - скорость воздуха, отнесенная ко всему поперечному сечению насадки, м/с; - порозность насадки; - плотность воздуха, кг/м3; - показатель степени, зависящий от критерия Рейнольдса для турбулентного течения, n=2.

б) Количество тепла, аккумулируемое в насадке, находим по уравнению:

, (23)

Где: - площадь насадки, обдуваемая тепловым потоком, м;

-коэффициент теплоотдачи с единицы площади, ;;;

Здесь - приращение температуры насадки Максимальный перепад температур в начале зарядки и в конце составил у насадки: - цеолиты

= 4,5 К; галька- = 3,2 К.

в) Расчет энергоэффективности ТА с разными ТАН ведем по уравнению:

, (24)

После преобразования его, подставляя значения входящих в него параметров, получили уравнение, учитывающее влияние семи переменных на количество аккумулируемого тепла:

,…………… (25)

Уравнение (25) позволяет определить наиболее оптимальный режим аккумуляции тепла в насадках при заданных значениях массового расхода и скорости воздуха для разных сочетаний параметров слоя (, при фиксированной плотности и удельной теплоемкости насадки.

После подстановки значений , которые постоянны для определенного вида насадки, в формулу (26) получим:

, (26) (27)

в) Важными факторами, влияющими на эффективность ТА являются затраты энергии на фильтрацию теплоносителя через слой и получаемый теплосъем с поверхности насадки. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований получена формула энергетической эффективности ТАН: ; (28)

Формула (28) позволяет сравнивать между собой различные варианты ТА еще на стадии проектирования с различными параметрами насадки ; геометрией слоя ; ; и в .нашем случае при известных значениях и гальки и цеолитов формула (28) примет вид:

для гальки (29);- для цеолитов (30);

Каждый параметр насадки имеет свой энергетический оптимум, у насадки - цеолиты при ψ=1,25, ε_ц=0,56, V=0,6 м/с, ρ=2500 кг/м³ , =2.39, что на 30% выше гальки, что говорит о высокой энергоэффективности пористых тел.