Základy alternativních zdrojů energií

letní semestr 2018/2019

2162023, 2+1, kz

 

Výsledky zápočtových testů z 11.6.2019 zde.

 

Klimatické údaje pro výpočty (hodnocení SS)

Teplotní intervaly (hodnocení TČ)

Diagram chladiva R134a

 

Podklady z přednášek

Sluneční energie

Solární kolektory

Solární soustavy

Solární soustavy II – sezónní akumulace, akumulační zásobníky

zápočtový test ze solární techniky (bude stanoveno)

Tepelná čerpadla – základy

Navrhování a bilancování tepelných čerpadel

Nízkopotencialni zdroje pro tepelná čerpadla

zápočtový test z tepelných čerpadel (bude stanoveno)

 

Obsah předmětu – požadavky k zápočtovému testu

Sluneční energie. Původ sluneční energie, šíření prostorem a dopad na Zemi. Spektrální hustota zářivého toku. Sluneční konstanta. Záření přímé, difúzní, odražené. Geometrie slunečního záření. Sluneční ozáření a dávka slunečního ozáření na obecně orientovanou a obecně skloněnou plochu. Teoretická a skutečná doba slunečního svitu. Měření. Dávky slunečního záření v ČR a Evropě.

Fototermální přeměna slunečního záření. Solární tepelné kolektory – druhy (ploché, trubkové, koncentrující, kapalinové, vzduchové). Spektrálně selektivní a neselektivní povrchy absorbérů. Tepelný výkon solárního kolektoru. Plocha kolektoru (absorpční, apertury, hrubá). Účinnost solárních kolektorů, křivka účinnosti a její zjišťování.

Solární tepelné soustavy kapalinové. Rozdělení solárních soustav. Výpočet potřeby tepla a stanovení tepelných zisků solární soustavy. Návrh plochy solárních kolektorů pro základní aplikace (příprava teplé vody). Solární pokrytí. Měrné využité zisky solární soustavy.

Solární soustavy s vysokým pokrytím, sezónní akumulace, vodní akumulační zásobníky, zásobníky teplé vody, kombinované zásobníky

Tepelná čerpadla. Základní principy přečerpávání tepla. Carnotův oběh. Rankinův oběh. Skutečný oběh. Prvky tepelných čerpadel – kompresor, výparník, kondenzátor, expanzní ventil, chladiva (CFC, HCFC, HFC, HC).

Parametry tepelného čerpadla. Topný výkon, chladicí výkon, elektrický příkon. Zkoušení tepelných čerpadel. Topný faktor. Sezónní topný faktor. Optimální topný faktor (vliv na úsporu). Minimální topný faktor z hlediska nahrazení primárních paliv.

Zdroje nízkopotenciálního tepla pro TČ (vzduch, voda, zemský polomasív, odpadní teplo). Návrh zemních vrtů (délka, hloubka). Návrh podzemního kolektoru (délka, plocha). Návrh čerpací studny (vydatnost, průtok). Návrh průtoku vody (odpadní, říční). Návrh průtoku vzduchu (odpadní, venkovní).

Návrh a provoz tepelných čerpadel. Způsoby provozování tepelných čerpadel (monovalentní, bivalentní, alternativní). Bilancování provozu, intervalová metoda. Sezónní topný faktor. Akumulační zásobníky pro tepelná čerpadla a jejich návrh. Hydraulická zapojení. Ekonomika.

Pokročilé soustavy s tepelnými čerpadly. Pokročilá zapojení tepelných čerpadel (dochlazovač, chladič přehřátých par). Snižování spotřeby elektrické energie soustav s tepelnými čerpadly kombinací se solárními soustavami.

 

Obsah cvičení:

Sluneční energie, geometrie slunečního záření.

Solární kolektory, účinnost, výkon kolektoru, potřeba tepla.

Solární soustavy, návrh plochy solárního kolektoru pro přípravu TV, bilance zisků.

Tepelné čerpadlo, Carnotův cyklus, Rankinův cyklus, výpočty s diagramem p-h, topný faktor při daných podmínkách, návrh zásobníku tepla

Návrh nízkopotenciálních zdrojů tepla pro tepelné čerpadlo (vrt, zemní kolektory, čerpací studna, odpadní vzduch)

Návrh tepelného čerpadla pro dané podmínky (tepelná ztráta objektu, teplotní spád otopné soustavy atd.), intervalová metoda – bilancování sezónního topného faktoru.

 

Doporučená literatura:

Matuška, T.: Solární tepelné soustavy, STP 2009.

Matuška, T.: Solární zařízení v příkladech. GRADA, 2012

Remmers, K.H.: Velká solární zařízení. Era 2007.

Petrák, J., Petrák, M.: Tepelná čerpadla, ČVUT v Praze

 

Podmínky přistoupení k zápočtovému testu:

Docházka na cvičení 70 %.

Student musí být zapsán v elektronickém rozvrhu !