Využití sluneční energie pro výrobu tepla a chladu v nevýrobním sektoru. Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Využití sluneční energie pro výrobu tepla a chladu v nevýrobním sektoru Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí, Fakulta strojní ČVUT v Praze

Využití yu t sluneční s u eč energie e e ge ƒ ústavy soc. péče ƒ vzdělávací zařízení (školy, výuková centra) ƒ hotely, hotely ubytovací zařízení ƒ sportovní centra, veřejné bazény ƒ administrativní budovy (kanceláře, banky) ƒ příprava teplé vody ƒ vytápění ƒ větrání ƒ chlazení

Navrhování a o á solárních so á c sousta soustav ƒ snížení potřeby tepla - úsporná opatření provádět jako první ! ƒ příprava teplé vody ƒ úsporné p armatury, y zaregulování g a zaizolování rozvodů, řízení cirkulace TV podle času a teploty ƒ vytápění a větrání ƒ nízkoenergetické a energeticky pasivní domy (zateplení, ZZT) ƒ ohřev bazénové vody ƒ zakrývání vodní hladiny, omezení vypařování ƒ chlazení ƒ účinná protisluneční ochrana, úsporné spotřebiče (vnitřní zisky), vhodná akumulace v prostoru (tepelná ( stabilita místností))

Solární So á soustavy sousta y – základní á ad pa parametry a et y ƒ měrné využitelné solární zisky

q k ,u =

Qk ,u Ak

ƒ solární podíl f [-]

f =

Qk ,u Qp

Qd = 1− Qp

2 r] qk,u k [kWh/m .r]

Příprava p a a tep tepléé vody ody ƒ celoroční využití - ústavy sociální péče, péče domovy důchodců důchodců, nemocnice, ubytovací zařízení, sportovní centra, administrativa, banky ƒ kromě vlastní spotřeby TV pro mytí také cirkulace TV, úklid

ƒ sezónní využití y - hotely, y kempy, y ... ƒ předehřev ř d hř vody d ƒ solární podíl 20 – 30 %

solární zisky 600 – 700 kWh/m2

ƒ ohřev vody (vyšší pokrytí) ƒ solární podíl 40 – 60 %

solární zisky 400 – 600 kWh/m2

Příprava p a a tep tepléé vody ody qsu = 300 400 kWh/m2 600

f = 65 60 % 40

s rostoucím solárním pokrytím klesají měrné zisky z kolektorů

Solární So á soustavy sousta y p pro op přípravu p a u TV Q TV , Q k [kWh]

3500

65 % 60 % 40 %

3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1

2

3

4

5

6

7

měsíc

8

9

10

11

12

Solární So á soustavy sousta y p pro op přípravu p a u TV

DD Hvízdal České Budějovice, 127 m2

DPS Ostrava, 165 m2

DPS Jihlava, 120 m2

Solární So á soustavy sousta y p pro op přípravu p a u TV Výukové a rekreační středisko Herbertov, 100 m2

Rehabilitační zařízení Slapy py (SS+TČ pro TV+BV), 48 m2

Výzkumná ý stanice Antarktida,, 12 m2 (TV) + 36 m2 (vzduch)

Hotel Liberec,, 96 m2

Kombinované o b o a é so solární á sousta soustavyy (TV+VYT) ( ) ƒ rozšířené v aplikacích pro menší budovy (pensiony) ƒ (10 až 40 m2; 1000 až 4 000 l) ƒ solární podíl:

standardní domy

15 až 20 %

nízkoenergetické, pasivní domy

20 až 40 %

ƒ aplikace pro bytové domy ƒ (80 až 200 m2; 4 až 16 m3) ƒ solární podíl 10 až 20 % ƒ solární zisky 250 až 400 kWh/m2.r

Příprava p a a tep tepléé vody ody a vytápění ytápě

Pension u Bártů, Bártů Soběslav Soběslav, 14 m2 teplá voda, vytápění MŠ Proskovice, Ostrava, 120 m2 SS+DK, teplá voda, vytápění

SOU Zelený Pruh, Praha, 209 m2 teplá voda, vytápění, bazén

Sezónní Se ó akumulace a u u ace p pro o vytápění ytápě solární kolektory: 148 m2

Dům sociální péče Slatiňany

sezónní zásobník: 1100 m3

Ohřev O e ba bazénové é o é vody ody ƒ celoroční využití – kryté bazény ƒ sezónní využití – otevřené, venkovní bazény ƒ pokrytí tepelných ztrát z hladiny bazénu, ohřev přiváděné čerstvé vody ƒ bazén jako akumulátor tepla ƒ kombinace přípravy teplé vody a ohřevu bazénové vody ƒ solární zisky nad 500 kWh/m2.r

Ohřev O e ba bazénové é o é vody ody

Hotel Jezerka, Ústupky, Ú 240 m2 Aquapark Ostrava Zábřeh, 157 m2

příprava TV, venkovní a vnitřní bazén

Plavecký bazén, Jindřichův Hradec, 256 m2

Koupaliště Rusava, 550 m2

Solární So á chlazení c a e a klimatizace at ace ƒ špičky potřeby chlazení se překrývají se špičkami solárních zisků v době, d bě kdy kd jje nadbytek db t k slunečního l č íh záření ář í potřebujeme tř b j chladit hl dit

ƒ eliminace letních energetických špiček a výpadků el. sítě výroba chladu bez výrazné potřeby elektrické energie, bez produkce emisí

ƒ chladicí a klimatizační jednotky poháněné tepelnou energií (absorpční) výkony > 100 kW komerčně dostupné x nedostupné výkony 5 – 20 kW

ƒ celoroční využití solární energie v budovách ƒ vyšší šší využitelnost ži l solárních lá í h zisků i ků ((vytápění tá ě í / chlazení) hl í) ƒ možnost zvýšení plochy kolektorů pro vyšší pokrytí vytápění v zimním období bez problémů s nárůstem stagnace v letním období

Solární So á chlazení c a e a klimatizace at ace

provozní teploty 80 až 150 °C → pokročilé solární kolektory (vakuové)

Absorpční bso pč chladicí c ad c jednotky jed ot y ƒ absorpční uzavřený cyklus roztok/chladivo: LiBr/H20, H20/NH3 jednostupňové ACHJ:

COP = 0,6 0 6 až 0,7 0 7 při 80 až 100 °C C

dvojstupňové ACHJ:

COP = 1,0 až 1,4 při 120 až 170 °C

ƒ orientační hodnoty ACHJ: chladicí voda 6 / 12 °C, odpadní voda 30 až 40 °C, COP = 1,0 SK: primární okruh 130 / 120 °C, účinnost 40 % celkový „solární chladicí faktor“ COPsol = 0,4

1 kW chladicího výkonu ~ 2,5 m2 apertury trubkového kolektoru

Solární So á absorpční abso pč cchlazení a e

Hotel Duo, Praha, 448 m2 Administrativa Instaplast, 99 m2

teplá voda, bazén, chlazení

Solární So á teplovzdušné tep o duš é soustavy sousta y

Solar-Luft-K ollektoren solární vzduchový kolektor

venkovní vzduch

vytápění a větrání (čerstvý + oběhový vzduch)

skladů, kl dů hal, h l bbazénů é ů

LuftheizLuftheiz ohřívač gerät vzduchu Raumluft vnitřní vzduch d h

Zuluft 25..60 vzduch 25 až°C50 °C

Solární So á teplovzdušné tep o duš é soustavy sousta y

Tržnice, Fürth

Vnitřní plavecký bazén Ingolstadt

Opravna aut Großreuth, Norimberk

Sklad - kanceláře TRUMA, Putzbrunn

Solární So á teplovzdušné tep o duš é soustavy sousta y

větrání (čerstvý vzduch)

administrativních a obytných budov sušení

Solární So á teplovzdušné tep o duš é soustavy sousta y Bombardier's Canadair Division (CA)

Service Enroute, Vaudreuil (CA)

Děkuji za pozornost Tomáš Matuška Ústav techniky prostředí Fakulta strojní, ČVUT Č v Praze Technická 4, 166 07, Praha 6 Tel.: e +4200 224 35 352 433 33 [email protected]