System ogrzewania słonecznego. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Instalacje solarne do podgrzewania wody. System ogrzewania słonecznego. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii

Komentarze do artykułu

W oparciu o wykorzystanie elektrowni słonecznych można rozwiązać problemy ogrzewania, chłodzenia i zaopatrzenia w ciepłą wodę budynków mieszkalnych, administracyjnych, obiektów przemysłowych i rolniczych. Instalacje fotowoltaiczne dzieli się na następującą klasyfikację:

według przeznaczenia: systemy zaopatrzenia w ciepłą wodę; systemy grzewcze; instalacje kombinowane do celów zaopatrzenia w ciepło i chłód;
według rodzaju użytego chłodziwa: ciecz; powietrze;
według czasu pracy: przez cały rok; sezonowy;
zgodnie z rozwiązaniem technicznym schematu: jednoobwodowy; podwójny obwód; wielopętlowy.

W instalacjach solarnych najczęściej stosowanymi czynnikami chłodzącymi są ciecze (woda, roztwór glikolu etylenowego, substancje organiczne) oraz powietrze. Każdy z nich ma pewne zalety i wady. Powietrze nie zamarza i nie stwarza większych problemów związanych z nieszczelnościami i korozją urządzeń. Jednak ze względu na małą gęstość i pojemność cieplną powietrza, rozmiary instalacji powietrznych i pobór mocy do pompowania chłodziwa są większe niż w przypadku systemów cieczowych. Dlatego większość działających systemów solarnych preferuje ciecze. W przypadku potrzeb mieszkaniowych i komunalnych głównym czynnikiem chłodzącym jest woda.

Podczas eksploatacji kolektorów słonecznych w okresach ujemnych temperatur zewnętrznych należy albo zastosować środek przeciw zamarzaniu jako chłodziwo, albo w jakiś sposób zapobiec zamarznięciu chłodziwa (na przykład poprzez terminowe spuszczanie wody, podgrzewanie jej, izolację kolektora słonecznego).

Domy wiejskie, wielopiętrowe i wielorodzinne, sanatoria, szpitale i inne obiekty można wyposażyć w całoroczne solarne zasobniki ciepłej wody użytkowej z rezerwowym źródłem ciepła. Instalacje sezonowe, takie jak np. instalacje natryskowe dla obozów pionierskich, pensjonatów, instalacje mobilne dla geologów, budowniczych, pasterzy, pracują najczęściej w miesiącach letnich i przejściowych w roku, w okresach z dodatnimi temperaturami zewnętrznymi. Mogą posiadać zapasowe źródło ciepła lub obejść się bez niego, w zależności od rodzaju obiektu i warunków pracy.

Koszt instalacji solarnych do podgrzewania wody może wynosić od 5 do 15% kosztu obiektu i zależy od warunków klimatycznych, kosztu sprzętu i stopnia jego rozwoju.

W instalacjach fotowoltaicznych przeznaczonych do systemów grzewczych jako czynniki chłodzące wykorzystuje się zarówno ciecz, jak i powietrze. W wieloobwodowych instalacjach fotowoltaicznych można stosować różne czynniki chłodzące w różnych obiegach (na przykład woda w obiegu solarnym, powietrze w obwodzie dystrybucyjnym). W naszym kraju powszechne są wodne instalacje solarne służące do zaopatrzenia w ciepło.

Powierzchnia kolektorów słonecznych wymagana do systemów grzewczych jest zwykle 3-5 razy większa od powierzchni kolektorów do systemów ciepłej wody, dlatego stopień wykorzystania tych systemów jest niższy, szczególnie w lecie. Koszt instalacji systemu grzewczego może wynosić 15-35% kosztu nieruchomości.

Systemy kombinowane mogą obejmować instalacje całoroczne do ogrzewania i zaopatrzenia w ciepłą wodę, a także instalacje pracujące w trybie pompy ciepła i rurki cieplnej do celów grzewczych i chłodniczych. Systemy te nie są jeszcze powszechnie stosowane w przemyśle.

Gęstość strumienia promieniowania słonecznego docierającego do powierzchni kolektora w dużej mierze determinuje właściwości cieplne oraz wskaźniki techniczno-ekonomiczne słonecznych systemów grzewczych.

Gęstość strumienia promieniowania słonecznego zmienia się w ciągu dnia i roku. Jest to jedna z charakterystycznych cech systemów wykorzystujących energię słoneczną i przy przeprowadzaniu konkretnych obliczeń inżynierskich instalacji fotowoltaicznych decydująca jest kwestia wyboru obliczonej wartości E.

Jako schemat projektowy systemu ogrzewania słonecznego rozważ schemat przedstawiony na ryc. 3.3, który umożliwia uwzględnienie cech eksploatacyjnych różnych systemów. Kolektor słoneczny 1 przetwarza energię promieniowania słonecznego na ciepło, które przekazywane jest do zasobnika 2 poprzez wymiennik ciepła 3. Istnieje możliwość umiejscowienia wymiennika ciepła w samym zasobniku. Obieg chłodziwa zapewnia pompa. Ogrzany płyn chłodzący dostaje się do systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania. W przypadku niedostatecznego lub braku promieniowania słonecznego włączane jest rezerwowe źródło ciepła do przygotowania ciepłej wody lub ogrzewania 5.

Instalacje słonecznego ogrzewania wody. System ogrzewania słonecznego
Ryc.3.3. Schemat instalacji solarnej: 1 - kolektory słoneczne; 2 - zbiornik ciepłej wody; 3 - wymiennik ciepła; 4 - budynek z ogrzewaniem podłogowym; 5 - rezerwa (źródło dodatkowej energii); 6 - pasywny układ słoneczny; 7 - bateria żwirowa; 8 - amortyzatory; 9 - wentylator; 10 - napływ ciepłego powietrza do budynku; 11- dopływ powietrza obiegowego z budynku

W systemie ogrzewania słonecznego zastosowano kolektory słoneczne nowej generacji „Raduga” z EJ „Konkurent” o podwyższonych parametrach cieplnych dzięki zastosowaniu selektywnej powłoki na panelu ciepłochłonnym wykonanym ze stali nierdzewnej oraz powłoki półprzezroczystej ze szczególnie wytrzymałego szkła o wysokich właściwości optyczne.

W systemie jako czynnik chłodzący wykorzystuje się: wodę o dodatnich temperaturach lub środek niezamarzający w okresie grzewczym (obieg solarny), wodę (drugi obieg ogrzewania podłogowego) i powietrze (trzeci obieg powietrznego ogrzewania solarnego).

Jako źródło zapasowe zastosowano kocioł elektryczny.

Zwiększenie efektywności systemów zasilania energią słoneczną można osiągnąć poprzez zastosowanie różnych metod akumulacji energii cieplnej, racjonalne łączenie systemów fotowoltaicznych z kotłowniami cieplnymi i pompami ciepła, łączenie systemów aktywnych i pasywnych w celu opracowania efektywnych środków i metod automatycznego sterowania.

Powszechne wprowadzenie systemów fotowoltaicznych opartych na SC do sezonowego zaopatrzenia w ciepłą wodę oraz pasywnych systemów słonecznych z sezonowym magazynowaniem ciepła do ogrzewania znacznie zmniejszy zużycie paliw kopalnych na obszarach dotkniętych niedoborem energii, zapobiegając w ten sposób emisji dziesiątek tysięcy ton węgla dwutlenku węgla i poprawę środowiska.

Autor: Magomedov A.M.

Zobacz inne artykuły Sekcja Alternatywne źródła energii.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Podskórny nanoczujnik 07.11.2013

Tlenek azotu (NO) to jedna z najważniejszych cząsteczek w żywych komórkach. Odpowiada za dostarczanie sygnałów w obrębie komórek i między komórkami oraz koordynuje pracę układu odpornościowego. Wiele komórek rakowych ma nieprawidłowe poziomy tlenku azotu, ale naukowcy nie wiedzą dokładnie, jak działa ten gaz. Dlatego według nich rola tlenku azotu w progresji raka jest bardzo kontrowersyjna, a naukowcy potrzebują nowych narzędzi, aby zrozumieć ten proces.

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali nowe narzędzie do pomiaru poziomu tlenku azotu w organizmie w czasie rzeczywistym. Zaprojektowany przez inżynierów czujnik może być wszczepiony w ciało (pod skórę) na ponad rok i kontrolować proces zapalenia – procesu, podczas którego wytwarzany jest NO.

Praca ta jest pierwszym dowodem na to, że nanoczujniki mogą być stosowane bezpośrednio w organizmie przez dłuższy czas. Czujniki wykonane z nanorurek węglowych mają służyć m.in. do wykrywania innych molekuł, takich jak glukoza. Już teraz zespół naukowców pracuje nad czujnikiem dla diabetyków, który będzie monitorował poziom cukru i insuliny bez konieczności pobierania próbek krwi.

Naukowcy uważają, że nanorurki węglowe o grubości jednego nanometra są obiecujące w produkcji czujników. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali niedawno czujniki z rurką węglową do wykrywania różnych cząsteczek, w tym nadtlenku wodoru i sarinu. Takie czujniki wykorzystują fluorescencję nanorurek węglowych: gdy nanorurka łączy się z konkretną cząsteczką, świeci jaśniej lub ciemniej.

W ramach nowej pracy naukowcy zmodyfikowali nanorurki, aby stworzyć dwa różne typy czujników: jeden do wprowadzania do krwiobiegu w celu krótkotrwałego monitorowania, a drugi do długoterminowego wszczepiania pod skórę.

Aby poprawić wydajność czujnika, naukowcy zastosowali biokompatybilny polimer (glikol polietylenowy), który zapobiega sklejaniu się cząstek w krwiobiegu. Eksperymenty na myszach wykazały, że w tym przypadku cząsteczki mogą przechodzić przez płuca i serce bez powodowania jakichkolwiek uszkodzeń. Większość cząsteczek gromadzi się w wątrobie, gdzie są wykorzystywane do monitorowania poziomu NO. Jednocześnie naukowcy zauważają, że dotychczas badali tylko wątrobę, ale teraz widzą, że cząsteczki pozostają we krwi. Oznacza to, że za pomocą nanocząstek możliwe jest badanie różnych obszarów ciała.

Czujnik do długotrwałego przebywania w organizmie składa się z nanorurek osadzonych w żelu alginianowym (polimer pochodzący z alg). Po wszczepieniu pod skórę myszy żel pozostawał na miejscu i działał przez 400 dni. Naukowcy sugerują jednak, że żywotność czujnika można wydłużyć. W przyszłości taki czujnik byłby przydatny do monitorowania raka lub innych chorób zapalnych oraz do wykrywania odpowiedzi immunologicznych u pacjentów ze sztucznymi biodrami lub innymi wszczepionymi urządzeniami.

Naukowcy pracują obecnie nad przystosowaniem tej technologii do wykrywania glukozy. Zakłada się, że nanorurki zastąpią czujniki elektrochemiczne do pomiaru poziomu cukru we krwi, które nie działają długo, a także zwiększą ryzyko infekcji ze względu na penetrację elektrody pod skórę. Ale nowy czujnik określi poziom cukru w czasie rzeczywistym, a podłączona do niego pompa insulinowa dostarczy hormon w odpowiedniej ilości.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Paliwo lotnicze z oleju sojowego

▪ System produkcji wodoru z wody wodociągowej bez elektrolizy

▪ Farmy wiatrowe w Szkocji są przepracowane

▪ Czas biologiczny można określić za pomocą badania krwi

▪ 1,5 miliarda telefonów do 2011 roku

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Wskaźniki, czujniki, detektory. Wybór artykułów

▪ artykuł Edwarda Everetta. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Który język nie ma pojęć lewej i prawej strony? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Agrochemik. Opis pracy

▪ artykuł Zabawne eksperymenty: rodzina tyrystorów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ Artykuł próbny. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn