Efektywność energetyczna kolektorów słonecznych wykorzystujących wodę jako płyn solarny

• Autorzy: Pater S. , Neupauer K. , Larwa B.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.106

Warianty tytułu

EN

Energy efficiency of solar collectors using water, as solar liquid

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W Polsce najczęściej stosowanym płynem solarnym w instalacjach grzewczych z kolektorami słonecznymi są 35-50% wodne roztwory glikolu propylenowego lub etylowego. Takie mieszaniny wraz z dodatkami uszlachetniającymi skutecznie zabezpieczają instalację solarną przed skutkami zamarznięcia czynnika roboczego przy niskich temperaturach zewnętrznych panujących w okresie zimowym. Roztwory te, w porównaniu do wody, charakteryzują się wyższą lepkością i niższą wartością ciepła właściwego w zakresie typowych temperatur pracy cieczy roboczej w obiegu solarnym, mają wyższą cenę w przeliczeniu na jednostkową objętość oraz mogą powodować zatrucia w wyniku przypadkowego spożycia. W instalacjach solarnych pracujących również w okresie zimowym możliwe jest wykorzystanie samej wody, bez dodatku glikoli, ale konieczne jest wtedy wyposażenie układu regulacji automatycznej sterującego instalacją w funkcję ochrony przeciwzamrożeniowej. Celem niniejszej pracy jest omówienie funkcji przeciwzamrożeniowej w instalacji solarnej z kolektorami próżniowo-rurowymi, w której wykorzystano wodę, jako płyn solarny. Poddano szczegółowej analizie okres czasu, w którym ta funkcja była stosowana. Kolektory słoneczne pracujące w warunkach rzeczywistych dla przygotowania ciepłej wody użytkowej i wspomagania centralnego ogrzewania w obiekcie mieszkalno-usługowym, są częścią multiwalentnej instalacji hybrydowej, gdzie do wytwarzania ciepła dodatkowo zastosowano trzy różne urządzenia grzewcze. Określono również efektywność energetyczną kolektorów słonecznych.

EN

The Polish most commonly used solar fluid in heating systems with solar collectors are 35-50% solutions of propylene glycol or ethanol and water. Such mixtures with special additives effectively protect the solar system from freezing of working medium at low temperatures prevailing in winter time. These solutions, compared with water, are characterized by a higher viscosity and lower specific heat values in the range of typical operating temperatures of working fluid in the solar circuit, have a higher price based on the volume of the solution and may cause poisoning by accidental ingestion. The usage of water in solar systems during winter season is also possible without the addition of glycols, but it is necessary to equipped frost protection function in the control system of installation. The purpose of this paper is to discuss the principles of operation of the frost protection in the solar system with vacuum-tube collectors, which uses water as the solar fluid and subjecting a detailed analysis of the time period in which the system functioned. This installation, operating in real conditions for the preparation of domestic hot water and auxiliary heating in residential and service building is part of a multivalent hybrid installation where heat is generating additionally by three different heating devices. Also thanks fitted pyranometer in the installation is possible to specified energy efficiency of solar collectors.

Słowa kluczowe

PL

instalacja solarna; kolektor próżniowy; ciecz solarna; woda; sprawność; ochrona przeciwzamrożeniowa; system sterowania

EN

solar system; vacuum-tube collector; solar liquid; water; efficiency; antifreeze protection; control system

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 3/II
• Strony: 401--410
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Pater S.

• Politechnika Krakowska

autor

Neupauer K.

• Politechnika Krakowska

autor

Larwa B.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] ASHARE: Fundamentals: 2001 Ashrae Handbook: Inch-Pound Edition, Amer Society of Heating, 2001.
• [2] Ayompe L. M., Duffy A.: Thermal performance analysis of a solar water heating system with heat pipe evacuated tube collector using data from a field trial, Solar Energy, 90, 2013, 17–28.
• [3] Matuszko D.: Long-term variability in solar radiation in Krakow based on measurements of sunshine duration, Int. J. Climatol., 34, 2014, 228–234.
• [4] Neupauer K. i in.: Sterownik nowego typu dla instalacji hybrydowych z odnawialnymi źródłami energii, Inż. Ap. Chem., 49, 3, 2010, 87–88.
• [5] Pater S.: Woda jako płyn solarny w cieczowych kolektorach słonecznych, Wybrane problemy naukowo-badawcze budownictwa i inżynierii środowiska, Politechnika Warszawska Wydział Budownictwa Mechaniki i Petrochemii, Płock, 2013.
• [6] Pater S., Magiera J.: Energetic and Ecological Balancing Hybrid Heating System with Renewable Energy Sources, Czasopismo Techniczne, 5, 1-M, 2012, 175–184.