Instalacja słoneczna ze zbiornikiem akumulacyjnym o zmiennej objętości i z nastawianą temperaturą ładowania energią. Cz.1, Opis koncepcji i symulacja numeryczna

• Autorzy: Stączek P. , Płaska S.

Warianty tytułu

EN

Solar water heating system with variable volume storage tank and adjustable temperature of heat charging. Pt 1, System concept and computer simulation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono nową koncepcję instalacji słonecznej z podstawowym przeznaczeniem do podgrzewania wody do celów bytowych. Zaproponowano oryginalną konstrukcję zasobnika wody, w którego wnętrzu umieszczono ruchomą przegrodę z materiału izolującego termicznie. Nowe rozwiązanie pozwala na łatwe sterowanie i stabilizację temperatury ładowania zasobnika, uniemożliwia mieszanie cieczy ogrzanej z zimną oraz minimalizuje strumień ciepła pomiędzy nimi. Scharakteryzowano model matematyczny instalacji według opracowanej koncepcji oraz omówiono wyniki symulacji komputerowych. Nowe rozwiązanie pozwala na zwiększenie przydatności zakumulowanej energii cieplnej szczególnie w okresach niedoboru energii ze Słońca.

EN

Paper presents a concept of novel solar heating system primarily for domestic water heating. The original construction of hot water storage tank was introduced. A movable pistonlike divider, made from thermal insulating material, was installed inside the tank. The new solar system allows easy controlling and stabilizing the temperature of charging the heat storage tank. Furthermore, it prevents from mixing of hot and cold water inside the tank and drastically reduces the heat transfer between them. The mathematical model of the solar system was described as well as results of computer simulations. The novel heating system increases usability of accumulated thermal energy especially during seasons of solar energy deficiency.

Słowa kluczowe

PL

instalacja słoneczna; akumulacja ciepła; akumulator wodny; ciepła woda użytkowa; cwu

EN

solar water heating; heat storage; thermal storage tank; domestic hot water

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2016
• Tom: Nr 5
• Strony: 77--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Stączek P.

• Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej

autor

Płaska S.

• Katedra Automatyzacji Politechniki Lubelskiej.

Bibliografia

• [1] Smolec W.: Fototermiczna konwersja energii słonecznej. PWN, Warszawa 2000.
• [2] Siuta-Olcha A.: Badania eksperymentalne i teoretyczne zasobnika ciepłej wody ze stratyfikacją termiczną. Politechnika Lubelska, Lublin 2012.
• [3] Lucas B. Hyman: Sustainable Thermal Storage Systems: Planning, Design, and Operations. McGraw-Hill Professional, New York 2011.
• [4] Pieńkowski K.: Wymiana ciepła w płynach termicznie stratyfikowanych. WNT, Warszawa 1982.
• [5] Pluta Z.: Podstawy teoretyczne fototermicznej konwersji energii słonecznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000.
• [6] Rosen M.A.: The Exergy of Stratified Thermal Energy Storages. Solar Energy 2001, nr 71, s. 173–185.
• [7] Mieczyński M.: Egzergia w termodynamice. Teoria i zastosowania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2013.
• [8] Panthalookaran V.: A New Method of Characterization for Stratified Thermal Energy Stores. Solar Energy 2007, nr 81, s. 1043-1054.
• [9] Han Y.M., Wang R.Z., Dai Y.J.: Thermal Stratification within the Water Tank. Renewable and Sustainable Energy Reviews 2009, nr 13, s. 1014–1026.
• [10] Blandin D., Caccavelli D., Krauss G., Bouia H.: A Zonal Approach for Modeling Stratified Solar Tanks. Proceedings of Building Simulation 2007, s. 678–683, Beijing, Chiny 2007.
• [11] Hegazy A.: Effect of Inlet Design on the Performance of Storage-type Domestic Electrical Water Heaters. Applied Energy 2007, nr 12, s. 1338–1355.
• [12] Castell A., Medrano M., Sole C., Cabeza L.F.: Dimensionless Numbers Used to Characterize Stratification in Water Tanks for Discharging at Low Flow Rates. Renewable Energy 2010, nr 35, s. 2192–2199.
• [13] Shah L.J., Furbo S.: Entrance Effects in Solar Storage Tanks. Solar Energy 2003, nr 75, s. 337–348.
• [14] Altuntop N., Arslan M., Ozceyhan V., Kanoglu M.: Effect of Obstacles on Thermal Stratification in Hot Water Storage Tanks. Applied Thermal Engineering 2005, nr 25, s. 2285–2298.
• [15] Patent US5823177: Pumpless solar water heater with isolated pressurized storage. 1998.
• [16] Patent WO2010092311: Hot water dispensing system including an accumulation tank pressurized by a gas. 2010.
• [17] Patent P398453: Instalacja do ogrzewania wody użytkowej z panelem solarnym. 2015.
• [18] Patent P398456: Instalacja do ogrzewania wody użytkowej z panelem solarnym. 2015.