Symulacja pracy płaskiego kolektora słonecznego w instalacji ciepłej wody użytkowej w warunkach polskich za pomocą programu TRNSYS

• Autorzy: Małek Maria Teresa

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2019.4.4

Warianty tytułu

EN

Simulation of Working in the TRNSYS Program of a Flat Solar Collector in a Domestic Hot Water System in Polish Conditions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ogólna tendencja ograniczenia emisji zanieczyszczeń oraz ochrony środowiska skłania do wykorzystywania energii odnawialnej do pokrycia potrzeb cieplnych. Jedną z popularnych i łatwo dostępnych form OZE jest energia słoneczna. Celem analiz przeprowadzonych w artykule było wskazanie możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego do przygotowania ciepłej wody użytkowej w 3 polskich miastach różniących się pod względem dostępu do tego odnawialnego źródła energii, czyli Krakowa, Suwałk i Warszawy. Chcąc przedstawić największy potencjał w tych miejscowościach przestudiowano okres letni, czyli od 1 czerwca do 31 sierpnia. Dodatkowo rozpatrzono 3 różne rozwiązania przygotowania ciepłej wody użytkowej wykorzystujące system bezpośredni oraz pośredni. Jako narzędzie do przeprowadzenia badań wykorzystano program TRNSYS, a dokładniej jego graficzny interfejs Simulation Studio. W wyniku przeprowadzonych analiz, których obiektem był kolektor słoneczny o powierzchni 2 m2 stwierdzono konieczność stosowania dodatkowego źródła ciepła, nawet w okresie letnim, jednocześnie jednak zanotowano wyraźną zmianę mocy uzyskanej z kolektora słonecznego, nawet przy niewielkiej różnicy promieniowania słonecznego. Wynika stąd potrzeba dostępu do jak najświeższych danych pogodowych oraz rozbudowa instalacji słonecznej. W wypadku tak małego systemu słonecznego najkorzystniejszą pod względem uzyskanych mocy okazała się instalacja bezpośredniego podgrzewania c.w.u. z zasobnikiem.

EN

The general trend of reducing pollutant emissions and environmental protection encourages the use of renewable energy for thermal purposes. One of the popular and readily available forms is solar energy. The aim of the analyzes carried out in the article was to indicate the possibility of using solar energy for preparing domestic hot water for three Polish cities that differ in terms of access to this renewable energy source, namely Kraków, Suwałki and Warszawa. In order to present the greatest potential for these cities, the summer period was studied, ie from June 1 to August 31. In addition, three different solutions for the preparation of domestic hot water using a direct and indirect system were considered. The TRNSYS program and more specifically its graphical interface Simulation Studio was used to carry out research. Consequent the analyzes conducted for solar collector area equal to 2 m2, the need to use an auxiliary heat source was observed even during the summer, but at the same time there was a clear change in power obtained from the solar collector, even with a small difference in solar radiation. This results in the need for access to the most up-to-date weather data and the development of a solar system. For such a small solar system the most advantageous in terms of power obtained turned out to be a direct system with a storage tank.

Słowa kluczowe

PL

energia słoneczna; kolektor słoneczny; program TRNSYS; instalacja do przygotowania c.w.u.

EN

solar energy; solar collector; TRNSYS program; domestic hot water system

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 50, nr 4
• Strony: 142--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., mapy, rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Małek Maria Teresa

• Zakład Ogrzewnictwa, Klimatyzacji i Ochrony Powietrza, Instytut Inżynierii Środowiska, Politechnika Poznańska, Poznań, Polska

Bibliografia

• [1] Banister Carsen. J., Michael R. Collins. 2015. "Development and performance of a dual tank solar-assisted heat pump system". Applied Energy (149): 125-132.
• [2] Chwieduk Dorota. Energetyka słoneczna budynku. Warszawa: Arkady, 2011.
• [3] Chwieduk Dorota, B. Bogdańska. 2004. "Some recommendations for inclinations and orientations of building elements under solar radiation in Polish conditions". Renewable Energy (29): 1569-1581.
• [4] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, Dz. Urz. UE 2018, L 328/82.
• [5] http://old.imgw.pl/klimat/ dostęp 20.02.2019
• [6] https://solargis.com/maps-and-gis-data dostęp 20.02.2019
• [7] Instrukcja programu TRNSYS17 a TRaNsient System Simulation program, 2014, Vol. 1.
• [8] Koczyk Halina, Bronisława Antoniewicz, Małgorzata Basińska, Andrzej Górka, Radomira Makowska-Hess. Ogrzewnictwo praktyczne. Projektowanie, montaż, certyfikacja energetyczna, eksploatacja. Poznań: SYSTHERM D. Gazińska s.j., 2009.
• [9] Małek Maria. 2018. "Wykorzystanie programu TRANSYS do analizy termicznej instalacji ciepłej wody z kolektorami słonecznymi termicznymi", w: Profesor Halina Koczyk: jubileusz XLV-lecia pracy naukowej i dydaktycznej, 145-156. Poznań: SYSTHERM D. Gazińska s.j., 2018.
• [10] Nemś Magdalena, Paweł Pacyga. 2013. "Badanie kolektora słonecznego - porównanie symulacji komputerowych z wynikami eksperymentu". Logistyka (4): 382-391.
• [11] Razavi Seyed Houman, Rouhollah Ahmadi, Alireza Zahedi. 2018. "Modeling simulation and dynamic control of solar assisted ground source heat pump to provide heating load and DHW". Applied Thermal Engineering (129): 127-144.
• [12] Sterling S.J, M.R. Collins. 2012. "Feasibility analysis of an indirect heat pump assisted solar domestic hot water system". Applied Energy (93): 11-17.
• [13] Svantesson Erik. Combining solar collectors with an air heat pump for domestic hot water and space heating. A case study for electric heated single family houses in Sweden. Lund: Master thesis in Energy-efficient and Environmental Buildings Faculty of Engineering, 2015.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).