Cieczowe systemy solarne. Vademecum.pdf

Spis treści

WSTĘP

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

CIECZOWE SYSTEMY SŁONECZNE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

A.1.

ENERGIA PROMIENIOWANIA SŁONECZNEGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

A.2.

URZĄDZENIA PRZETWARZAJĄCE ENERGIĘ PROMIENIOWANIA

SŁONECZNEGO W CIEPŁO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

A.2.1.

Typy i rodzaje cieczowych kolektorów absorbujących . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

A.2.2.

Budowa płaskich kolektorów cieczowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

A.2.3.

Budowa płaskiego próżniowego kolektora cieczowego . . . . . . . . . . . . . . . . 18

A.3.

MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH

DO PRZYGOTOWANIA CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

A.3.1.

Możliwości zagospodarowania wody podgrzewanej

przez instalacje słoneczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

A.3.2.

Rodzaje systemów słonecznych instalacji do podgrzewania wody . . . . . . . 20

A.3.3.

Schematy hydrauliczne kolektorowych systemów

ogrzewania ciepłej wody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

A.4.

ZASADY PROJEKTOWANIA INSTALACJI SŁONECZNYCH. . . . . . . . . . . . . . . . 25

A.5.

Przykład montażu cieczowej instalacji słonecznej w Marwałdzie . . . . . . . . . 34

LITERATURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

Wstęp

Oddajemy w Państwa ręce opracowanie zawierające doświadczenia wyniesione

z Partnerstwa „Budujmy Razem”. Publikacja prezentuje innowacyjne rozwiązania

technologiczne z zakresu ochrony środowiska, opisuje w skondensowany sposób

konkretne rozwiązania techniczne aparatury i instalacji cieplnych, kanalizacyjnych

i zagospodarowania wód opadowych. Skierowana jest zarówno do projektantów,

wykonawców, jak i potencjalnych użytkowników. Zaproponowane rozwiązania

przynoszą konkretne oszczędności ekonomiczne, tak ważne w procesie inwestowa-

nia. Ze względu na wszechstronność i prostotę publikacji będzie ona przydatna dla

wszystkich praktyków zajmujących się szeroko rozumianym wykorzystaniem energii

odnawialnej, wód opadowych i ścieków gospodarczych. Wierzymy, że pokazane

przez nas rozwiązania posłużą lepszemu wykorzystaniu środków i technologii

w celu przywracania, utrzymania i chronienia środowiska, w którym żyjemy.

Władysław Bielski

Prezes Olsztyńskiej Izby Budowlanej

A. Cieczowe systemy słoneczne

użytkowej praktycznie wyeliminowano energię elektryczną. Wzrost wykorzystania

energii słonecznej obserwuje się także w Europie Zachodniej i Środkowej (Lewan-

dowski 2002). Przyczyną tego wzrostu jest osiągalność systemów słonecznych

o zadowalającej jakości oraz zainteresowanie tym rodzajem energii z przyczyn

ekologicznych i ekonomicznych (Wach i Mikielewicz 1999). Przy termorenowacji

budynków wymierne korzyści ekonomiczne i ekologiczne przynosi zamiana starego

poszycia dachowego na kolektory dachowe (Berner 2003). Również pionowe ściany

budynków wykorzystywane są coraz częściej do montażu kolektorów słonecznych

(Meyer 2003b).

Potencjalni użytkownicy kolektorów, rozważając możliwość ich instalacji, sta-

wiają najczęściej pytanie o to jak szybko się ta inwestycja zwróci. Wymierne zyski

materialne są jedną z korzyści, jakie daje wykorzystywanie kolektorów. Najważniej-

sze są jednak korzyści ekologiczne. Stosowanie systemów słonecznych przyczynia

się do ograniczenia emisji gazów cieplarnianych. Obliczono, że kolektor słoneczny

o powierzchni 1 m 2 , zainstalowany w krajach śródziemnomorskich, obniża roczną

emisję CO 2 o 440 kg, jeżeli zastąpionym źródłem energii jest olej opałowy, 195 kg

w przypadku gazu ziemnego oraz 380 kg przy zastąpieniu energii elektrycznej

z 50 % udziałem elektrowni jądrowych (Radović 2002). Analizy emisji substancji

szkodliwych, w wyniku rocznej pracy niskotemperaturowego gazowego urządze-

nia grzewczego (pracującego na cele ogrzewania pomieszczeń i wody użytkowej

domu jednorodzinnego o powierzchni 200 m 2 , zamieszkiwanego przez 4 osoby

w klimacie umiarkowanym) wykazały, że zastosowanie wspomagającej instalacji

cieczowych płaskich kolektorów słonecznych o powierzchni absorberów 5 m 2 ,

umożliwia obniżenie rocznej emisji CO 2 o około 420 kg, NO x o około 90 kg oraz

obniżenie o połowę emisji CO, tj. o 15 kg (Viessmann 1997).

Stosowanie systemów słonecznych ma też pewne mankamenty. Pamiętać

należy, że są to urządzenia materiałochłonne. Problemy mogą wystąpić przy uty-

lizacji płynów roboczych. W większości przypadków stosowane są środki prze-

ciwzamrożeniowe i antykorozyjne.

Słońce wypromieniowuje w przestrzeń kosmiczną w każdej sekundzie energię

wynoszącą 3,826·10 26 J. W kierunku Ziemi wysyłany jest strumień promieniowania

cieplnego o gęstości 1,73·10 16 W. Szacunkowo jedna trzecia tej energii zostaje

odbita od atmosfery i powierzchni Ziemi w przestrzeń kosmiczną. Pozostała część

energii promieniowania tzn. około 1,153·10 16 J w każdej sekundzie zasila po-

wierzchnię Ziemi oraz jej atmosferę (Wołkow i Strumiłło 2000). Promieniowanie

słoneczne docierające każdego roku do powierzchni Ziemi niesie ze sobą 10 razy

więcej energii, niż zawierają jej w sumie wszystkie znane zasoby węgla, ropy

naftowej, gazu ziemnego i uranu. Jej wartość 15 000 razy przekracza roczne po-

trzeby całej ludzkości (Hoagland 1995; Ciok 2001). Ziemia otrzymuje „darmową”

energię promieniowania Słońca będącą pierwotnym źródłem wszystkich kopalnych

zasobów paliw oraz odnawialnych energii, przemieszczających się mas powietrza,

wody oraz ciepłych prądów morskich.

Ze względu na kurczące się zasoby kopalnych źródeł energii coraz większe

zainteresowanie budzą możliwości wykorzystania energii promieniowania sło-

necznego na potrzeby ogrzewnictwa. W związku z tym pogłębiana jest wiedza

na temat procesu fototermicznej konwersji i doskonalone są konstrukcje urządzeń

służących do zamiany energii promieniowania słonecznego na ciepło. Technologie

te są na tyle rozwinięte, że stają się konkurencyjne wobec tradycyjnych sposobów

ogrzewania wody. W krajach Europy Południowej z ogrzewania ciepłej wody

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: