Załóż konto na portalu i bezpłatnie pobierz wydanie Rynku Instalacyjnego 7-8/2018

Chłodzenie słoneczne w warunkach polskich

Solar cooling in Polish conditions
Wyniki badań przedstawione w artykule wskazują na możliwość wykorzystania układu hybrydowego – połączenia klasycznych kolektorów z układem skupiającym światło słoneczne do generacji ciepła wysokotemperaturowego dla produkcji chłodu.
Wyniki badań przedstawione w artykule wskazują na możliwość wykorzystania układu hybrydowego – połączenia klasycznych kolektorów z układem skupiającym światło słoneczne do generacji ciepła wysokotemperaturowego dla produkcji chłodu.
J. Sawicki

Latem występuje duże zapotrzebowanie na chłód, który wytwarza się główne za pomocą kosztownej energii elektrycznej. Jednocześnie instalacje solarne do podgrzewania wody borykają się z problemem przegrzewania. Ten nadmiar ciepła można wykorzystać do zasilenia chłodziarek absorpcyjnych.

Energia promieniowania słonecznego od tysięcy lat służyła ludziom do suszenia żywności i ubrań, ogrzewania czy rozniecania ognia.

Energetyka słoneczna opiera się obecnie przede wszystkim na zaawansowanych systemach wykorzystujących zjawiska konwersji fotowoltaicznej i fototermicznej – energia pozyskiwana jest za pomocą układów fotowoltaicznych (PV) do produkcji energii elektrycznej albo do produkcji ciepła w systemach pasywnych lub aktywnych. 

Przeważnie stosowane są instalacje z kolektorami słonecznymi, gdzie generowane ciepło wykorzystuje się przede wszystkim do zasilania instalacji wody użytkowej lub w mniejszym stopniu wspomagająco w systemach centralnego ogrzewania.

Według oficjalnych raportów i prognoz w najbliższych latach dynamicznie rozwijać się będzie również rynek chłodnictwa, a tym samym mało dotąd znany rynek nowoczesnych systemów słonecznych wykorzystywanych do zasilenia urządzeń klimatyzacyjnych.

Czytaj też: Uzdatnianie powietrza w wymienniku gruntowym dla pomieszczeń o różnych wymaganiach >>>

W przypadku omawianych systemów zachodzi następująca koherencja: największe natężenie promieniowania słonecznego występuje w letnie gorące dni, tj. właśnie wtedy, gdy jest największe zapotrzebowanie na chłód w sektorze mieszkalnictwa oraz publicznym. Stanowi to ogromną zaletę tego typu rozwiązań technologicznych. Przyczynią się one bowiem do obniżenia zapotrzebowania na energię elektryczną do chłodzenia, zwiększą niezależność energetyczną użytkowników, a także będą stanowiły kolejny krok w spełnianiu wymagań UE dotyczących zużycia energii i ograniczania emisji spalin [1].

Praktyka wskazuje, że w Polsce w instalacjach z kolektorami słonecznymi w okresie letnim wytwarzane jest nadmiarowe i jednocześnie szkodliwe dla instalacji ciepło, które można wykorzystać jako źródło energii do napędu chłodziarki absorpcyjnej. Jednakże wymaga to podwyższenia temperatury czynnika roboczego pochodzącego z kolektorów słonecznych. W praktyce z kolektorów otrzymuje się jedynie ciepło o niskiej temperaturze. Na rys. 1 widać, że aby układ chłodziarki absorpcyjnej pracował z wysoką efektywnością, konieczne jest zastosowanie dodatkowego źródła ciepła.

Rys. 1. Zależność wydajności chłodniczej od temperatury czynnika zasilającego desorber przykładowej chłodziarki absorpcyjnej (na podstawie [4])
Rys. 1. Zależność wydajności chłodniczej od temperatury czynnika zasilającego desorber przykładowej chłodziarki absorpcyjnej (na podstawie [4])

W opisywanych w literaturze naukowej przykładach systemów chłodzenia słonecznego wykorzystywane są zazwyczaj kotły gazowe i na paliwo stałe lub grzałki elektryczne [2–3, 5–6].

Podwyższenie temperatury medium roboczego do wymaganych wartości możliwe jest również poprzez skupienie promieniowania słonecznego za pomocą koncentratorów promieniowania słonecznego lub różnego rodzaju soczewek, np. Fresnela [7]. Zastosowanie układów optycznych pozwala na skonstruowanie systemu w pełni opartego na odnawialnym źródle energii, jakim jest promieniowanie słoneczne.

Hybrydowy system słoneczny do produkcji ciepła wysokotemperaturowego

Rys. 2. Schemat części badawczej – układu podnoszenia temperatury czynnika roboczego; 1 – kolektory słoneczne, 2 – koncentrator promieniowania słonecznego, 3 – odbiornik ciepła, 4 – chłodziarka absorpcyjna, 5 – chłodnica wentylatorowa, 6 – zbiornik akumulacyjny, 7 – pompa obiegowa, 8 – naczynie przeponowe, 9 – automatyka kontrolno-pomiarowa
Rys. 2. Schemat części badawczej – układu podnoszenia temperatury czynnika roboczego; 1 – kolektory słoneczne, 2 – koncentrator promieniowania słonecznego, 3 – odbiornik ciepła, 4 – chłodziarka absorpcyjna, 5 – chłodnica wentylatorowa, 6 – zbiornik akumulacyjny, 7 – pompa obiegowa, 8 – naczynie przeponowe, 9 – automatyka kontrolno-pomiarowa

W ramach projektu prowadzone były badania nad możliwościami wykorzystania skoncentrowanego promieniowania słonecznego w połączeniu z klasyczną instalacją kolektorów słonecznych do produkcji chłodu w okresie jego największego zapotrzebowania. Instalacja składała się z dwóch płaskich kolektorów słonecznych połączonych ze zbiornikiem buforowym o pojemności 150 l (rys. 2).

System rozbudowano o paraboliczny koncentrator promieniowania słonecznego (fot. 1), który podgrzewa czynnik roboczy pomiędzy kolektorami słonecznymi a zbiornikiem. Ze względów bezpieczeństwa instalacja wyposażona jest w chłodnicę wentylatorową, która dodatkowo pozwala na wykonywanie długotrwałych badań bez obawy o przegrzanie instalacji kolektorów i zbiornika wody użytkowej. System współpracuje z chłodziarką absorpcyjną.

Natomiast na fot. 1 - po lewej przedstawiono układ kolektory – koncentrator oraz odbiornik wysokotemperaturowy w trakcie przygotowania. Odbiornik w pierwszej wersji stanowiła zwinięta spiralnie rurka miedziana o średnicy wewnętrznej ok. 1 cm zatopiona w aluminium (fot. 1 - po prawej). Powierzchnia absorpcyjna, na którą pada skupione promieniowanie słoneczne, pokryta jest czarna farbą kominkową.

Fot. 1. - po lewej: układ hybrydowy kolektorów słonecznych i koncentratora (bez zamocowanego odbiornika); - po prawej: odbiornik (przed pokryciem powierzchnią absorbującą). Energia z panelu fotowoltaicznego służy do celów pomocniczych 


Chcesz być na bieżąco? Czytaj nasz newsletter!

 

 

   23.03.2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak odzyskać 40% ciepła z wody prysznicowej » Projektujesz istalacje gazowe? To rozwiązanie jest dla Ciebie »
odzysk ciepła oczyszczanie ścieków
czytam więcej » spróbuj już dziś »

 


Jak zostać elektrobohaterem? »

konkurs dla instalatorów

 



Nagrzewnice z 3-biegowym silnikiem - na czym polega ich fenomen » Kto wyznacza nowe standardy w projektowniu instalacji? »
nagrzewnice innowacyjne projektowanie instalacji
czytam więcej » czytam więcej »

 


Poznaj sprawdzone metody na pomiar spalin w zamkniętym pomieszczeniu »

pomiar spalin

 



Projektanci instalacji korzystają z tych programów » Ekologiczne ogrzewanie - jak to się robi? »
projektowanie instalacji
 czytam więcej » czytam więcej »

 

 


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »

Co Szperacz wyszperał ;-)

źle wykonana instalacja

Sztywniactwo i niechlujstwo - zobacz i skomentuj »

Dla tych, którzy szukają bardziej elektryzujących wrażeń Szperacz ma dziś coś specjalnego - rozdzielnia w toalecie.

zaślepka


TV Rynek Instalacyjny


 tv rynek instalacyjny
3/2019

Aktualny numer:

Rynek Instalacyjny 3/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja wentylacji w szpitalu
  • - Oddymianie klatek schodowych
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright © 2011 - 2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl