Ексергетичні та енергетичні характеристики комбінованого геліовікна з вбудованим теплообмінником
DOI:
https://doi.org/10.32347/2310-0516.2019.12.68-76Ключові слова:
Сонячна енергія, геліовікно, режим цир-куляції, температура теплоносія, ефективність.Анотація
До не відновлюваних видів енергії належать три основні види палива - вугілля, нафта та природний газ. Викопні види палива забезпечують більш ніж 90% світової енергетики. Крім цього, традиційне паливо відносно просте у використанні для виробництва енергії, адже воно потребує простого прямого спалювання. Проте проблема з викопним паливом – це їх вплив на навколишнє середовище.
Альтернативою такій проблемі є відновлювана енергія. В праці розглядається нетрадиційна енергетика, а саме в напрямку використання сонячних установок. Інтенсифікація використання сонячної енергії, спричинена тим, що така енергія може ефективно трансформуватись в теплову чи електричну та може бути використана для побутових потреб споживача.
Однак, в Україні через складність і відносну дороговизну до імпортних установок, встановлення таких компонентів, як сонячні колектори, фотоколектори, фотомодулі і т.д., не є широкопопуляризованим.
В праці, запропоновано схемне рішення комбінованої системи сонячного теплопостачання із геліовікном, що має вбудований теплообмінник. Таке схемне рішення дозволяє ще на етапі проектування змонтувати геліовікно в зовнішню конструкцію будинку.
Дослідження системи розглянуто в лабораторних умовах за інтенсивності випромінювання імітатора сонячної енергії 600 Вт/м2 та 900 Вт/м2, а також в режимі циркуляції теплоносія в системі. В роботі досліджено динаміку зміни температури нагріву теплоносія в системі та в баку-акумуляторі в
режимі циркуляції теплоносія. Крім цього встановлено, зміну накопичення тепла комбінoваною системою сонячного теплопостачання в цілому. Наведено дані що характеризують ефективність сонячного колектора та системи в цілому за накопиченням теплової енергії в баку-акумуляторі.
Посилання
ЛІТЕРАТУРА
Zhelykh, V., Kozak, Kh., Dzeryn, O., Pashkevych,V. Pashkevych Physical modeling of thermal processes of the air solar collector with flow turbulators. Energy engineering and control systems. 2018. Р. 9-16.
Hazami, M., Kooli, S., Lazaar, M., Farhat, A., Belghith, A. Thermal performance of a solar heat storage accumulator used for greenhouses conditioning. Amer. J. of environmental sciences. 2005. № 1 (4). P. 270-277.
Voznyak, O., Shapoval, S., Kasynets, M., Kapalo, P. Zvýśenie efektivnosti systemov zasobovania teplom s využitim slnečnej energie s slnečnymi kolektormi a solarnymi panelmi. Plynár-vodár-kúrenár. Kośice, 2012. № 3. Р. 32-34.
Накашидзе Л.В., Шевченко М.В. Геліоколектор-енергоактивне огородження як елемент системи кліматизації споруд. Строительство, мате-риаловедение, машиностроение. 2017. №99. С. 127-135.
Kurbatova, T., Khlyap, H. State and economic prospects of developing potential of non-renewable and renewable energy resources in Ukraine. Renewable and sustainable energy reviews. 2015. №52. С. 217–226.
Solar Ukraine 2019 [Електронний ресурс]. Company "Euroindex". 2019. URL : www.solarukraine.com.ua.
Child, M., Breyer, C., Bogdanov, D., Fell, H. The role of storage technologies for the transition to a 100% renewable energy system in Ukraine Fell. Energy Procedia. 2017. №135. С. 410-423.
Voznyak, O., Shapoval, S., Kasynets, M. Rise of effective use of solar energy in combined solar heaters. Mater. XIII International scientific conference “Current issues of civil and environmental engineering in Kosice, Lviv and Rzeszow”, 7-9 September 2011. 2011.
Installation Guide. In Roof Flat Plate Solar Collector Mounting – UK: Baxi Heating, 2007. 20 p.
Hantula R. Science in the Real World: How Do Solar Panels Work? NY : Chelsea House Publishers, 2010. 32 p.
Wiśniewski, G. Gołębiowski, S., Grzciuk, M. Kolektorz Słoneczne: energia słoneczna w mieszkalnictwie, hotelarstwie i drobnzm pryemyśle.W.: Medium, 2008. 201 p.
Grassmann, H., Huaman, A., Kapllaj, E. First Measurements with a Linear Mirror Device of Second Generation. Smart Grid and Renewable Energy. 2013. №4. P. 253–258.
Girerd, S., Greer, Burns, Crain. Solar cell panel and solar energy collecting device. / S. Girerd, Greer, Burns, Crain // Пат. 6513518 США. N 09/674030. Опубл. 02.04.2003.
Ronc, M., Bacon, Thomas. Solar energy absorbing roof / M. Ronc, Bacon, Thomas // Пат. 4201193 США. N 05/887938. Опубл. 6.05.1980.
Neumann, F., Patschke, M., Schoennenbeck, M., Cherin, E., Mellott. Heliothermal flat collector module having a sandwich structure. Пат. 7610911 США. N 10/530384. Опубл. 11.03.2009.
Мисак Й.С., Возняк О.Т., Дацько О.С. Сонячна енергетика: теорія та практика: монографія. Л. : Львів. політехн., 2014. 340 с.
Shapoval, S., Venhryn, I. The efficiency of the solar collector in gravity mode in the southern orientation. 5th International youth science forum ‘Litteries et artibus’. Lviv Polytechnic. C. 124-126.
Желих В.М., Шаповал С.П., Венгрин І.І. Потенціал сонячної енергії в Україні для використання низькотемпературними геліопанелями. Зб. тез 3-го міжнар. Конг. "Захист навколишнього середовища. Енергоощад-ність. Збалансоване природокористу-вання". Львів, 17-19 вересня 2014. НУ "ЛП". С. 80.
REFERENCES
Zhelykh, V., Kozak, Kh., Dzeryn, O., Pashkevych,V. (2018). Physical modeling of thermal processes of the air solar collector with flow turbulators. Energy Engineering and Control Systems, 9-16.
Hazami, M., Kooli, S., Lazaar, M., Farhat, A., Belghith, A. (2005). Thermal performance of a solar heat storage accumulator used for greenhouses conditioning. Amer. J. of Environmental Sciences., 1 (4), 270-277.
Voznyak, O., Shapoval, S., Kasynets, M., Kapalo, P. (2012). Zvýśenie efektivnosti systemov zasobovania teplom s využitim slnečnej energie s slnečnymi kolektormi a solarnymi panelmi. Plynár-vodár-kúrenár. Kośice, 3, 32-34.
Nakashidze, L., Shevchenko, M. (2017). Helio-collector-energy-active fencing as an element of the system of air conditioning of buildings. Building, Materials Science, Machine Building, 99, 127-135.
Kurbatova, T., Khlyap, H. (2015). State and economic prospects of developing potential of non-renewable and renewable energy resources in Ukraine. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 52, 217–226.
Solar Ukraine 2019. (2019). Company "Euroindex". URL : www.solarukraine.com.ua.
Child, M., Breyer, C., Bogdanov, D., Fell, H. (2017). The role of storage technologies for the transition to a 100% renewable energy system in Ukraine. Energy Procedia, 135, 410–423.
Voznyak, O., Shapoval, S., Kasynets, M. (2011). Rise of effective use of solar energy in combined solar heaters. Mater. XIII Inter-natsional scientific conference “Current issues of civil and environmental engineering in Kosice, Lviv and Rzeszow”. 7-9.09.11. Kosice.
Installation Guide (2007). In Roof Flat Plate Solar Collector Mounting. UK: Baxi Heating, 20.
Hantula, R. (2010). Science in the Real World: How Do Solar Panels Work? NY : Chelsea House Publishers, 32.
Wiśniewski, G. Gołębiowski, S., Grzciuk, M. (2008). Kolektorz słoneczne: energia słoneczna w mieszkalnictwie, hotelarstwie i drobnzm pryemyśle. W. : Medium, 201.
Grassmann, H., Huaman, A., Kapllaj, E. (2013). First measurements with a linear mirror device of second generation. Smart Grid and Renewable Energy, 4, 253–258.
Girerd, S., Greer, Burns, Crain (2003). Solar cell panel and solar energy collecting device. 6513518 USA. N 09/674030. Publ. 02.04.2003.
Ronc, M., Bacon, Thomas (1980). Solar energy absorbing roof. 4201193 USA. N 05/887938. 6.05.1980.
Neumann, F., Patschke, M., Schoennenbeck, M., Cherin, E., Mellott. (2009). Heliothermal flat collector module having a sandwich structure. 7610911 USA. N 10/530384. 11.03.2009.
Mysak, J. Wozniak, O., Datsko, O., Shapoval, S. (2014). Solar Power. Theory and practice: Monograph. L. : Lviv Polytechnic, 340.
Shapoval, S., Venhryn, I. (2016). The efficiency of the solar collector in gravity mode in the southern orientation. 5th International youth science forum ‘Litteries et artibus’. Lviv Polytechnic, 124-126.
Zhelykh, V., Shapoval, S., Venhryn, I. (2014). Potential of solar energy in Ukraine for use with low-temperature solar panels. Theses of the 3rd International Congress "Environmental protection: Energy conservation. Balanced natural resources". Lviv, September 17-19, 2014. nat. in-tion "LP", 80.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Stepan Sapoval, Vasyl Zhelykh, Volodymyr Shepitchak
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
