Akumulace tepla do vody. Havlíčkův Brod

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Akumulace tepla do vody. Havlíčkův Brod"

Milada Jarošová
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Akumulace tepla do vody Havlíčkův Brod

2 Proč a kdy potřebujeme akumulovat energii? Období přebytku /možnosti výroby/ energie Přenos v čase Období nedostatku /potřeby/ energie Akumulace napomáhá srovnat nesoudobost energetických toků mezi zdrojem a spotřebou. Z hlediska času Akumulace krátkodobá (hodiny, dny) Akumulace dlouhodobá (roční období) Základní fyzikálně chemické principy akumulace citelného tepla akumulace latentního tepla jiné procesy

napomáhá srovnat nesoudobost energetických toků mezi zdrojem a spotřebou.

3 Citelné teplo Teplo způsobující změnu teploty látky Latentní teplo Teplo, které látka vydá nebo pohltí při změně skupenství (bez změny teploty) Akumulace (ukládání) citelného tepla Pracovní (akumulační) látka? Levná, dostupná S co nejvyšší měrnou tepelnou kapacitou c (J. kg -1.K -1 ) Množství tepla potřebného k ohřátí 1kg látky o 1 kelvin.

citelného tepla Pracovní (akumulační) látka?

4 Měrná tepelná kapacita c (J. kg -1.K -1 ) vybraných látek a materiálů voda pískovec mramor vzduch zemina 920 beton 1020 Teplo pro ohřátí určité hmotnosti látky o rozdíl teplot: cihla plná 900 Q = m.c.δt (J) 1 kwh = 3, J

840 920 vzduch 1 003 zemina 920 beton 1020 Teplo pro ohřátí

5 Q= (V. ρ.c.δt)/(3, ) => V = (Q.3, )/(ρ.c.δt) Δt ,35 2,17 1,45 m m kwh/den (cca 4,2 kw) m 3 10,9 5,4 - m 3

6 Akumulace (ukládání) citelného tepla do vody Příprava teplé vody elektrickou energií (nabíjení v době nízkého tarifu) Solární systémy Zdroje tepla na tuhá paliva (spalování biomasy) Tepelná čerpadla Kombinace (zapojení) více zdrojů Akumulace tepla u zdrojů na biomasu (dřevo, pelety,...) Kotle (zdroje) bez regulace výkonu Kotle (zdroje) s regulací výkonu výkon > potřeba výkon potřeba

čerpadla Kombinace (zapojení) více zdrojů Akumulace tepla u zdrojů na biomasu (dřevo, pelety,.

7 Nabíjení rychlé Nabíjení aktuálním výkonem zdroje. Nabíjení plným výkonem, postupné vybíjení. Větší objem AN. Kotel bez regulace výkonu i kotel s regulací výkonu. Nabíjení řízené Menší objem akumulační nádrže, vede ke snížení počtu zátopů v otopné sezóně. Kotel s regulací výkonu. PRINCIP SCHÉMA ZAPOJENÍ m=konst m=konst m=konst

Kotel bez regulace výkonu i kotel s regulací výkonu.

8 akumulátor tepla = hydraulický zkrat okruh zdroje tepla s ustálenými provozními podmínkami - konstantní průtok, konstantní teploty otopné vody hlídání teploty vratné vody otopná soustava s proměnlivými provozními podmínkami- proměnlivý průtok (termostatické hlavice), řízené - proměnlivé teploty otopné vody (ekvitermní regulace) Provoz kotle (kusové dřevo) při jmenovitých provozních podmínkách (plný výkon, teploty 80 až 90 C) - zvýšení provozní účinnosti kotle (až o 20 %), úspora paliva, emisí. AZ nejen u kotlů na dřevo Citace z návodu na použití :

proměnlivé teploty otopné vody (ekvitermní regulace) Provoz kotle (kusové dřevo) při jmenovitých provozních podmínkách (plný výkon,

9 Doporučené dimenzování objemu: kusové dřevo: 50 až 70 l/kw pelety: do 25 l/kw, není nutný AZ Akumulační zásobníky pouze k akumulaci otopné vody Akumulační zásobníky bez vestaveb nebo s možností zabudování elektrické topné vložky Bez izolace S izolací

akumulaci otopné vody Akumulační zásobníky bez vestaveb nebo s

11 Akumulační zásobníky k přípravě teplé vody a akumulaci otopné vody AN s vestavěným zásobníkem TV TV SV Od kotle Do otopného systému Z otopného systému 1350/250 Ke kotli Pro napojení více zdrojů (př. kombinace TP a solární systém u menších objektů)

systému Z otopného systému 1350/250 Ke kotli Pro napojení

12 Akumulace tepla u solárních soustav s celoročním provozem Základní koncepty solárních systémů pro systémy s nemrznoucí směsí, nuceným oběhem, uzavřené, pro přípravu (ohřev) teplé vody pro ohřev bazénové vody pro podporu vytápění a ohřev vody, kombinace účelu Velký průtok (High-Flow) Nízký průtok (Low Flow) Systém s vysokým průtokem je systém standartní, typizovaných soustav např. pro RD. Průtok l/h.m 2 kolektorové plochy. V kolektoru dojde ke zvýšení teploty při maximálním slunečním záření o méně než 15 o C (zpravidla o 8-12 o C). Teplonosná látka musí systémem oběhnout několikrát k dosažení požadované teploty. Při přerušovaném svitu ji nemusí dosáhnout vůbec. Zásobník se nabíjí postupně a pomalu. Kolektor je provozován s vyšší účinností. Řazení kolektorů převážně paralelně. Větší dimenze potrubí. Vyšší tlakové ztráty.

Průtok 30-70 l/h.m 2 kolektorové plochy. V kolektoru dojde ke zvýšení teploty při maximálním slunečním záření o méně než 15 o C (zpravidla o 8-12 o C).

13 Systém s nízkým průtokem je kolektorová soustava pracující s průtokem 8až 15 l/h.m 2 (do 20 l/h.m 2 ) kolektorové plochy, což je hodnota značně nižší než u klasických soustav. Snížením průtoku se teplota teplonosné kapaliny v kolektoru značně zvýší (až o 50 o C). Kolektory jsou řazeny do série. Díky menšímu průtoku není ani u větších polí vysoká tlaková ztráta na kolektorech. Potrubí je menší dimenze (nižší ztráty tepla, úspora materiálu). Spotřebitel má k dispozici rychleji teplotu vody na požadované úrovni. Toto teplo je však nutné uložit do odběrové vrstvy v zásobníku, kde je k dispozici. V tomto systému jsou provozovány převážně velké soustavy. Při dobrém vrstvení jsou vyšší solární zisky. Při použití pro malé systémy narůstá pořizovací cena (stratifikační zásobník). Tyto systémy se používají ve spojení se stratifikačními zásobníky. Princip stratifikace stratifikace = vrstvení Teplo je ukládáno řízeně do vrstvy o stejné nebo podobné teplotě. V horní části zásobníku je teplota již při nabíjení výrazně vyšší než v dolní a teplo je hned k dispozici. Spodní část zůstává chladnější až do úplného nabití. U zásobníku vnější výměníky.

Díky menšímu průtoku není ani u větších polí vysoká tlaková ztráta na kolektorech. Potrubí je menší dimenze (nižší ztráty tepla, úspora materiálu).

14 Solární systém pro přípravu teplé vody se zásobníkovým ohřívačem s jedním výměníkem Zásobník monovalentní nebo s elektrickým topným tělesem

15 Solární systém pro přípravu teplé vody se zásobníkovým ohřívačem se dvěma výměníky Zásobník bivalentní bez nebo s elektrickým topným tělesem

16 Solární systém pro přípravu teplé vody a podporu vytápění Energie vyrobená ze slunečního záření může pokrýt 20-30% potřeby tepla na vytápění. U podpory vytápění narůstá požadavek na počet kolektorů nadbytek tepla v letním období. Je potřeba dalšího zdroje energie pro zimu. Spojení zdrojů pomocí akumulačních zásobníků současně zajišťujících ohřev teplé vody. AZ se zásobníkem TUV AZ se spirálovým výměníkem pro ohřev teplé vody menší objem teplé vody, vyšší teplota AN

Je potřeba dalšího zdroje energie pro zimu.

17 Solární systém pro přípravu teplé vody a podporu vytápění Stratifikační zásobník pro akumulaci tepla Stratifikační zásobník pro akumulaci tepla a přípravu teplé vody Hustota vody: 40 o C 991,8 kg/m 3 80 o C 971,8 kg/m 3

Stratifikační zásobník pro akumulaci tepla a přípravu

18 Nabíjení stratifikačního zásobníku Odběr teplé vody

20 Větší soustavy přípravy teplé vody Solární soustava s dvěma paralelně řazenými vyrovnávacími zásobníky a pohotovostním zásobníkem

21 Stratifikace bez dohřevu stratifikačního zásobníku z jiného zdroje

Akumulační zásobníky v otopných soustavách s tepelným čerpadlem jako zdrojem Nutné je zajistit požadovaný minimální průtok tepelným čerpadlem Zásobník - taktovací vyrovnávací (snižuje počet startů,

22 Akumulační zásobníky v otopných soustavách s tepelným čerpadlem jako zdrojem Nutné je zajistit požadovaný minimální průtok tepelným čerpadlem Zásobník - taktovací vyrovnávací (snižuje počet startů, zlepšuje roční bilanci, zajistí množství energie pro odtávání výparníku) - akumulační (při systémech s rychlým poklesem teplot v OS, obsah jako rezerva pro dobu vypnutí 2 hod. VT) Samostatně stojící Podstavný

23 Materiály s fázovou změnou Materiály s fázovou změnou tzv. PCM s (Phase Change Materials). Během změny skupenství materiál pojme teplo a při reverzním fázovém přechodu jej uvolní (latentní).

Podobné dokumenty

Solární systémy pro rodinné a bytové domy a další aplikace 1/38

Solární systémy pro rodinné a bytové domy a další aplikace 1/38 Kde lze využít sluneční energii příprava teplé vody příprava teplé vody a vytápění ohřev bazénové vody nízkoteplotní aplikace do 90 C centralizované