TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV

Fakulta stavební Fakulta stavebníVŠB–TUO VŠB–TUO Katedra prostředí staveb a TZB

TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV Přednášky pro bakalářské studium studijního oboru Příprava a realizace staveb

Přednáška č. 9 Zpracoval: Ing. Zdeněk GALDA

Nové výukové moduly vznikly za podpory projektu EU a státního rozpočtu ČR: „Inovace a modernizace studijního oboru Prostředí staveb“ Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Číslo projektu: CZ.1.07/2.2.00/15.0125 INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 1

1

Fakulta stavební VŠB–TUO

Solární technika, záření, druhy kolektorů, možnosti využití Přednáška č. 9

INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 2

2


• Ročně dopadá kolmo na 1 m2 plochy 800 – 1250 kWh solární energie. Od dubna do října 75% energie a 25% energie v období od října do dubna. • Celková doba slunečního svitu v našich podmínkách se pohybuje v rozmezí 1400 – 1800 h/rok. • V horských oblastech dosahuje doba 1 600 h za rok, v nížinných oblastech jižní Moravy 2000 h.


3


• Celkové záření (globální) se skládá z přímo dopadajícího (přímého) a difuzního záření. • Difuzní záření vzniká odrazem slunečního světla na pevných i kapalných částicích rozptýlených v atmosféře (např. na mracích, prachových částicích, atd.) a tvoří až 50% z celkového množství slunečního záření. • Přímé záření je uvažováno jako opak záření difuzního (tedy oproštěno od prostupů a odrazů). INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 4

4


Záření [W/m2]

Difuzní podíl [%]

800-1000

10

Zamlžené nebe

600-900

až 50

Mlhavý podzimní den

100-300

100

Zamračený zimní den

50

100

600

50-60

Modré nebe

Celoroční průměr

•Využití slunečního záření k výrobě tepla •Pasivní solární soustavy •Sluneční záření se mění na teplo pomocí stavebního řešení budovy, které vychází z obdobných principů jako skleník. •Aktivní solární soustavy •Sluneční záření se přeměňuje na teplo pomocí zařízení tzv. solárních kolektorů INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 5

5


Průměrné měsíční úhrny slunečního svitu

Průměrný roční úhrn globálního záření

→

↓


6


Pasivní solární soustavy • Sluneční záření se mění na teplo pomocí stavebního řešení budovy, množství získané energie závisí na poloze, druhu, architektonickém řešení budovy a použitých materiálech (Trombeho stěna) Aktivní solární soustavy • Sluneční záření se přeměňuje na teplo pomocí zařízení tzv. solárních kolektorů. Teplo získané v kolektorech se využívá přímo k přitápění, k ohřevu vody nebo se může ukládat v akumulačních nádržích a využívat později (v noci, ve dnech se slabým slunečním svitem). INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 7

7


Kapalinové solární kolektory • zachycují skleněnou plochou či trubicí sluneční záření a přeměňují je na tepelnou energii. Tato energie je pohlcována absorbérem a odváděna teplonosnou kapalinou (voda, ekologicky nezávadné nemrznoucí kapaliny např. sloučeniny glykolu, solaren, atd.) Ta odvádí teplo do výměníku, kde je předáváno k ohřevu vody (TV) nebo topné vodě. • Kolektory, které jsou vybavené selektivní absorpční vrstvou mají vyšší účinnost, protože dokáží zachytit i difuzní záření. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 8

8


Vakuové solární kolektory • zachycují vakuovanou skleněnou plochou či trubicí sluneční záření a přeměňují je na tepelnou energii, která odpařuje teplonosnou kapalinu. • Teplonosná kapalina přechází jako pára do kondenzátoru, kde výměníku předá teplo topné vodě, TV, ochladí se a zkapalní (zkondenzuje) a vrací se zpět do kolektoru. • Vakuum dobře snižuje ztráty a tím zvyšuje účinnost zařízení zejména v zimních měsících. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 9

9


Koncentrační solární kolektory • Jejich hlavní výhodou je znásobení energetického toku na co nejmenší absorbér, který má díky svým rozměrům daleko menší ztráty a rychlejší ohřev náplně než by měl běžný plochý absorbér. Tímto je dosaženo vyšších provozních teplot i v zimním období či při značně proměnlivém počasí.

• Dají se rozdělit na ty co koncentrují záření využitím lomu světla (čočky) a na ty co ke koncentraci využívají odraz (od tzv. koncentračních zrcadel či odražečů). INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 10

10


Křivky účinnosti různých druhů solárních kolektorů


11


• Ohřev vody v bazénech

→

• Ohřev teplé vody →

• Solární vytápění – přitápění

→


12


Výhody využití solárních zařízení • slunce je nevyčerpatelným zdrojem energie. • výhodou využití sluneční energie jsou nízké provozní náklady (sluneční energie je zdarma). • vysoká životnost zařízení 15 - 20 let a jeho nenáročná obsluha. • vyrobená energie ze slunečního záření může nahradit 20 50% potřeby tepla k vytápění a 50 - 70% potřeby tepla k ohřevu vody v domácnosti. • významným přínosem je i úspora fosilních paliv, jejichž spalováním znečišťujeme přírodu emisemi SO2 , CO2 , NOx, prachových částic. INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 13

13


Nevýhody využití solárních zařízení • sluneční energii nelze využít jako samostatný zdroj tepla. • Pro celoroční využití je nutný doplňkový zdroj energie - zemní plyn, elektrická energie, kapalná paliva, atd., který pokrývá zvýšenou potřebu v době, kdy je slunečního záření nedostatek. • návratnost vložených finančních prostředků je závislá na cenové úrovni používaného paliva před instalací solárních kolektorů, na velikosti soustavy a způsobu využití (ohřev vody, přitápění, ohřev bazénů, technologie, atd.). • při instalaci solární soustavy do stávajícího objektu je návratnost investic závislá na rozsahu úprav, které je nutné provést před instalací (zateplení, úprava topné soustavy, změna doplňkového zdroje). INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ Tento projekt jeEvropským spolufinancován Evropským a státním rozpočtem České republiky. Tento projekt je spolufinancován sociálním fondem sociálním a státním fondem rozpočtem České republiky. 14

14


• Použité prameny • Matuška, T.: Účinnost vakuových trubkových solárních kolektorů, 9.6.2008. Dostupné z: www.tzb-info.cz • www.en.wikipedia.org • www.mivvyenergy.eu • www.avklimatizace.cz • www.solar-eshop.cz


15

TECHNICKÁ ZAŘÍZENÍ BUDOV

Recommend Documents