1 / 49

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar. Megújuló Energiák. A napenergia aktív hasznosítása napkollektorokkal. Varga Pál Naplopó Kft. 1138 Budapest, Jakab József u. 17. Tel.: 237-0433 E-mail: naplopo@naplopo.hu WEB: www.naplopo.hu.

barney
Télécharger la présentation

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gépészmérnöki Kar Megújuló Energiák A napenergia aktív hasznosítása napkollektorokkal Varga Pál Naplopó Kft. 1138 Budapest, Jakab József u. 17. Tel.: 237-0433 E-mail: naplopo@naplopo.hu WEB: www.naplopo.hu

  2. A napkollektoros rendszerek részei • Napkollektorok • Napkollektorok tartószerkezetei • Szivattyús szerelési egységek • Tágulási tartályok • Melegvíz-, és puffertárolók • Hőcserélők • Szabályozók • Motoros váltószelepek • Légtelenítők • Fagyálló folyadék • Csővezeték • Hőszigetelés

  3. Szabályozók A legegyszerűbb rendszer szabályozása

  4. Szabályozók Egyszerű rendszer bonyolultabb szabályozása

  5. Szabályozók Kétkörös rendszerek szabályozása Két külön szivattyú Közös szivattyú és váltószelep

  6. Szabályozók Összetett rendszerek szabályozása

  7. Szabályozók Összetett rendszerek szabályozása

  8. Csővezeték rendszer Csővezeték anyaga: Magas hőmérséklet! Csak vörösréz cső használható! Műanyag, vagy ötrétegű cső nem! Tichelmann kapcsolás(azonos csővezeték hossz -azonos áramlási sebesség)

  9. Csővezeték rendszer • A hidraulikai méretezés célja: Biztosítani a napkollektor körben a kívánt térfogatáramot • Szokásos térfogatáramok: • High Flow: ~30 l/m2.h • Low Flow: ~15 l/m2.h • Feladat: kiszámítani a teljes rendszer ellenállását, kiválasztani a keringető szivattyút • Rendszerellenállás összetevői: • Kollektorok • Csővezeték • Légtelenítők • Tárolók belső hőcserélői • Külső hőcserélők • Váltószelepek • Szabályozószelepek • Visszacsapószelepek • Térfogatárammérők • Be-, és kiömlések tartályba • Szennyfogó szűrők

  10. Csővezeték rendszer Csővezeték méretezése Csővezeték ellenállása: egyenes csővezeték + idomok ellenállása p = ps + pa =  (l / d)·[(.v2) / 2] +   ·[(.v2) / 2] [Pa/m] Egyenes réz csővezeték nyomásvesztesége

  11. Csővezeték rendszer Csővezeték méretezése Szállított közeg: propilénglikol-víz keverék Csővezeték közelítő mérete: Szivattyú: Fagyálló folyadék dinamikai viszkozitása

  12. Csővezeték hőszigetelése Alkalmazható szigetelések Magas hőmérséklet!Hagyományos szigetelés leolvad! A hőszigetelés vesztesége Hőálló szintetikus kaucsuk Kőzet, vagy üveggyapot

  13. Váltószelepek Modulo motoros golyóscsap Honeywell VC típ. szelep

  14. Légtelenítők

  15. Légtelenítők

  16. Légtelenítők Légtelenítő vezeték a kazánházba 6x1mm-es rézcsőből Csap és automata légtelenítő Kézi légtelenítő, pl. golyóscsap

  17. Fagyálló hőátadó folyadék • Csak nem mérgező, anyag használható! • Propilénglikol • Etilénglikol • Víztől eltérő tulajdonságok! • Alacsonyabb fajhő, • Nagyobb sűrűség. • Magasabb viszkozitás. Fajlagos hőkapacitás Fagyáspont Dinamikai viszkozitás Sűrűség

  18. Feltöltés fagyálló folyadékkal

  19. Napkollektoros rendszerek hőtechnikai méretezése Évi sugárzás: ~1430 kWh/m2 Évi hasznosítható sugárzás: ~600 kWh/m2 Déli tájolású, 45°-os dőlésszögű, 1m2 felületre érkező és ebből hasznosítható napsugárzás Éves szoláris részarány: ~58% Éves rendszerhatásfok: ~41% A szoláris részarány és a rendszerhatásfok alakulása

  20. Napkollektoros rendszerek hőtechnikai méretezése Kollektorokkal hasznosított hőmennyiség Szoláris részarány = Teljes hőszükséglet Kollektorokkal hasznosított hőmennyiség Rendszerhatásfok = Kollektorok felületére érkező napsugárzás Szoláris részarány és rendszerhatásfok összefüggése

  21. Napkollektoros rendszerek hőtechnikai méretezése • A hagyományos rendszerek méretezésének alapelvei: • A hőigényeket viszonylag magas értékkel veszik figyelembe. • A méretezéskor a hőigény szempontjából a legkedvezőtlenebb időszakot veszik számításba. • Az ellátás biztonsága érdekében különböző biztonsági tényezőket alkalmaznak a méretezés során. • A napkollektoros rendszerek méretezésének alapelvei: • A reális célként kitőzött szoláris részarány elérése. • Minél alacsonyabb fajlagos beruházási költséggel, minél magasabb kollektor négyzetméterenkénti hozam elérése. • A kollektoros rendszer túlméretezésének következményei: • Gyakran előáll üresjárat, ezáltal megnő a kollektorok magas hőmérsékletű üzemideje, ez meghibásodásokat okozhat és csökkenti a rendszer élettartamát. • A napkollektoros rendszer szükségtelenül drága lesz. • Alacsony lesz a napkollektorok éves hatásfoka.

  22. Közelítő méretezés nomogrammal Szoláris zónák: (évi napsütéses órák száma) I.1300-1700 II.1700-1800 III.1800-2100 (Magyarország) IV.2100-2300 V. 2300-2500

  23. Közelítő méretezés számítással Melegvíz készítés Először meg kell állapítani a méretezendő létesítmény átlagos napi melegvízszükségletét. Ez meghatározható számítással, a személyenkénti fogyasztás megbecsülésével, vagy már üzemelő létesítmények esetén a tulajdonos, üzemeltető adatszolgáltatása alapján. A napi vízfogyasztás: V = n.V1 [l/nap] ahol: n: a felhasználó személyek száma, V1: a személyenkénti melegvízfogyasztás [l/nap] Családi házak esetén 45°C-os vízből: V1 = 60-120 magas igények, V1 = 40-60 átlagos igények, V1 = 30-40 alacsony igények, Szállodák, panziók 45°C-os vízből: V1 = 50-100 Vendéglők, konyhák 60°C-os vízből: V1 = 5 liter/adag A napi melegvíz mennyiség elállításához szükséges hőmennyiség: QHMV = 1,1.c..V.(tm - th) [Wh/nap] ahol: c=1,16 Wh/kg.K a víz fajhője,  =1kg/l a víz sűrűsége, th=10-15°C a hidegvíz hőmérséklete, tm=45-60°C a felhasználáskor figyelembevett melegvíz hőmérséklete. A képletben az 1,1-es szorzó a tárolási és felhasználási veszteségeket veszi figyelembe. Ha a melegvizet cirkuláltatják is, akkor cirkulációs hőveszteség miatt további 10-20%-al meg kell növelni a hőigényt.

  24. Hőtechnikai méretezés Melegvíz készítés A napkollektoros rendszerekkel hasznosítható hőmennyiség: Nyári hónapokban: Qknyár = ~2,8 kWh/m2.nap Téli félévben: Qktél = ~1,1 kWh/m2.nap A hasznosítható sugárzásra megállapított értékeket még módosítani kell a kollektorok elhelyezésétől függően. Magyarországon egész éves használat esetén, az optimális kollektor helyzet 40-43°-os dőlésszög és déli tájolás. Az optimális elhelyezéstől való eltérés miatti teljesítménycsökkenést “k” korrekciós értékkel lehet figyelembe venni. A szükséges napkollektor-felület: Akoll = QHMV / (k . Qknyár)[m2] A szükséges tároló térfogat: Vt V45°C [liter]

  25. Használati-melegvíz készítés Közelítő méretezés családi házakra : Kollektorfelület: ~1m2/ 50 liter vízfogyasztás (45°C-os vízből) Tárolónagyság: 50-80 liter / kollektor m2 (minimum a napi fogyasztás) Jellemző példa: családi ház, 4 személy 6 m2 napkollektor, 300 literes tároló Éves szoláris részarány 50-70%

  26. Használati-melegvíz készítés

  27. Használati-melegvíz készítés

  28. Használati-melegvíz készítés

  29. Használati-melegvíz készítés

  30. Használati-melegvíz készítés

  31. Használati-melegvíz készítés

  32. Használati-melegvíz készítés

  33. Használati-melegvíz készítés

  34. Medencék fűtése napkollektorral Lefedés nélküli kollektorral Közelítő méretezés: Kollektorfelület = 0,51· Vízfelület Szelektív kollektorral

  35. Medencék fűtése napkollektorral

  36. Medencék fűtése napkollektorral

  37. Medencék fűtése napkollektorral

  38. Medencék fűtése napkollektorral

  39. Épületfűtés napenergiával Közelítő méretezés családi házakra : 1 m2 kollektorfelület – 5m2 fűtött épületfelület Puffernagyság: 50-100 liter / kollektor m2 Éves szoláris részarány ~10-60%

  40. Épületfűtés napenergiával

  41. Épületfűtés napenergiával

  42. Épületfűtés napenergiával

  43. Épületfűtés napenergiával

  44. Épületfűtés napenergiával

  45. Épületfűtés napenergiával

  46. Épületfűtés napenergiával

  47. Rétegtöltés

  48. Használati-melegvíz készítés napenergiával

  49. Használati-melegvíz készítés napenergiával

More Related