Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Passzív szolár szerkezetek Napkollektorok Csoknyai Tamás Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Passzív szolár szerkezetek Napkollektorok Csoknyai Tamás Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék."— Előadás másolata:

1 1 Passzív szolár szerkezetek Napkollektorok Csoknyai Tamás Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék

2 2 Energiatudatos tervezés elemei 1 ALAPKONCEPCIÓ: Kompakt forma, alacsony  A/V arány Defenzív/szoláris tervezés Táj- és klimatikus adottságok kihasználása

3 3 Energiatudatos tervezés elemei 2 TRANSZMISSZIÓS VESZTESÉGEK CSÖKKENTÉSE: Határolószerkezetek hőszigetelése U-érték  -érték Nyílászárók hőtechnikai minősége Ug Uw: keret+üvegezés  -érték: beépítés függvénye Éjszakai külső árnyékolás hőellenállása

4 4 Energiatudatos tervezés elemei 3 SZELLŐZÉSI VESZTESÉGEK: Légtömörség Kiegyenlített hővisszanyerős szellőzés Természetes szellőzés lehetősége (pl. napkémény)

5 5 Energiatudatos tervezés elemei 4 NYÁRI HŐVÉDELEM: Külső árnyékolás/integrált árnyékolás Speciális hővédő üvegezések

6 6 Energiatudatos tervezés elemei 5 PASSZÍV-SZOLÁR ESZKÖZÖK: Nagy benapozott üvegfelületek Napterek: télikert, átrium Tömegfal, trombe-fal, vízfal Transzparens hőszigetelés Fázisváltó anyagok

7 7 Példák defenzív tervezési stratégiára

8 8 Példák szoláris tervezési stratégiára

9 9 Átmeneti tervezési stratégiák

10 10 Nyílászárók Üvegtáblák száma TöltetRésméret mm U g W/m2K g-értékFényáteres ztés 3 LECXenon8 mm0,40,4264% 3 LECKripton10 mm0,50,4264% 2 LECXenon8 mm0,80,5776% 2 LECArgon, kripton 16 mm1,10,6578% 2 LECLevegő20 mm1,50,6578% 2Levegő3,00,7580% 1--5,80,990% Forrás: Othmar Humm: Alacsony energiájú épületek, 83. o.

11 11 Nyílászárók

12 12 HŐNYERESÉGEK NÖVELÉSE

13 13 A napsugárzás A sugárzás energiahozamát a sugárzás intenzitásával (W/m 2 ) fejezzük ki. A földi atmoszférán kívül a napsugárzás intenzitása éves periodicitással W/m2 között ingadozik (extrateresztriális sugárzás). Hogy ebbõl mennyi jut egy a Föld felszínén elhelyezett felületre, az függ attól, hogy: a sugárzás milyen szög alatt éri a felületet a sugárzásnak milyen hosszú utat kell megtennie a légkörön keresztül, mennyi a vizsgált helyszín tengerszint feletti magassága mennyi a légkörben a vízgõz, a köd, a felhõzet, a többatomos gázok, a légköri szennyezõdés (szilárd lebegõ részecskék - aeroszol).

14 14 A napsugárzás mennyiségi jellemzői NAPÁLLANDÓ: 1,352 kW/m 2 A napsugárzás értéke a föld légkörének külső határán Jellemző napsugárzás értékek a Föld felszínén A közvetlen és a szórt sugárzás aránya Magyarországon Forrás: Naplopó Kft.

15 15 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Vízszintes felületre érkező globális napsugárzás Magyarországon Déli tájolású, 45°-os dőlésű felületre érkező, és ebből napkollektorokkal hasznosítható napsugárzás havi megoszlása Magyarországon Forrás: Naplopó Kft.

16 16 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Derült nap Május 26. Változékony nap Május 07. Borult nap Január évi napsugárzási adatok napi bontásban Forrás: Naplopó Kft.

17 17 A napsugárzás mennyiségi jellemzői Déli tájolású és 45°-os dőlésszögű felületre érkező globális napsugárzás derült idő esetén Téli és nyári napsugárzás összehasonlítása Forrás: Naplopó Kft.

18 18 Áteresztés, elnyelés, visszaverés Ha egy test felületét sugárzás éri: a felület az energia egy részét elnyeli, az elnyelt hányad nagyságát az "a" elnyelési (abszorpciós) tényezõ jellemzi, a felület a sugárzás egy részét visszaveri, a visszavert hányadot az "r" visszaverési (tükrözési, reflexiós) tényezõ jellemzi, a felület és a mögöttes anyag a sugárzás egy részét átereszti, az áteresztett hányadot a "t" áteresztési (transzmittálási) tényezõ jellemzi. Az elnyelt, visszavert és áteresztett energia összeg megegyezik a felületre jutó energiával, azaz a + r + t = 1

19 19 Opaque szerkezet energiamérlege

20 20 Transzparens szerkezet energiamérlege

21 21 A napsugárzás spektrális eloszlása 1 A látható fény az ibolyától a vörösig. Ebben az intervallumban érkezik a sugárzási energiának majdnem a fele. Természetes világítás és fütõhatás szempontjából egyaránt fontos.

22 22 A napsugárzás spektrális eloszlása 2 A rövid hullámhosszú infravörös sugárzás. Ebben az intervallumban a sugárzási energiának valamivel több, mint a fele érkezik. Fütõhatása fontos.

23 23 Szerkezetek hősugárzás- spektruma A földi felszinek (talaj, épület) által kibocsátott sugárzás spektruma a hosszabb hullámhosszú infravörös tartományba esik

24 24 Az üveg hőáteresztő képessége  4  m hullámhossz alatt 0,  Hosszúhullámú infravörös tartományban az üveg átlátszatlan  Ez a jelenség az üvegházhatás oka.

25 25 Üvegezés transzmisszió [%] Napsug. sepktrum [W/m 2 ] Földi testek spektruma [W/m 2 ] %

26 26 Az üvegházhatás 1

27 27 Az üvegházhatás 2

28 28 Az üvegházhatás 3

29 29 Az üvegházhatás 4

30 30 Az üvegházhatás 5

31 31 Passzív szoláris térfűtés A fejezet anyaga részletesen olvasható a következő honlapon: Direkt rendszerek Energiagyûjtõ falak Napterek Szoláris légtechnika Hibrid rendszerek Aktív rendszerek

32 32 Energiagyűjtő falak Tömegfal: Trombe-fal: Transzparens hőszigetelésű fal:

33 33 Tömegfal télen Nappal:Éjjel:

34 34 Tömegfal nyáron Nappal:Éjjel:

35 35 Vízfal

36 36 Fázisváltó fal

37 37 Trombe-fal télen Nappal:Éjjel:

38 38 Trombe-fal nyáron Nappal:Éjjel:

39 39 Transzparens hőszigetelés 1

40 40 Télen nappal:Nyáron nappal: Transzparens hőszigetelés 2

41 41 Napterek működése Éjjel Frisslevegő előmelegítés éjjel Frisslevegő előmelegítés20 C naptérhőm. felett

42 42 Naptér példák Beüvegezett lodzsa Télikert Átrium

43 43 PASSZÍV HÜTÉS HŐTÁROLÁS, IDŐÁLLANDÓ ÁRNYÉKOLÁS ÉJSZAKAI ÁTSZELLŐZTETÉS

44 44 A hőtároló tömeg jelentősége Az időállandó arányos a hőtároló tömeggel és a határolófelületek hőellenállásával A kívülről szigetelt nehéz szerkezetek időállandója nagy A könnyü szerkezetek időállandója kicsi A nagy időállandó helyes épülethasználat (éjszakai átszellőztetés, nappal alacsony légcsere, árnyékolás) mellett kedvező: Csökkenti a nyári napi hőingást, ezért a passzív hütés egyik fontos eszköze Csökkenti a téli csúcshőigényt, ezáltal a beépített teljesítményt Könnyüszerkezetek időállandójának megjavításához elegendő néhány belső nehéz szerkezet alkalmazása

45 45 Példa: Léghőmérséklet egy nyári napon (ideális árnyékolás, ablaknyitás) - szimuláció

46 46 Árnyékolás 1 Külső árnyékoló lényegesen jobb, mint a belső Vízszintes árnyékolók déli tájolás esetén. Fő megoldások: Folytonos felület Lamellák

47 47 Árnyékolás 2

48 48 Árnyékolás 3

49 49 Árnyékolás 4 Keleti és nyugati tájolás esetén függőleges árnyékoló szükséges

50 50 Árnyékolás 5 A függőleges elemek télen és nyáron is ugyanúgy árnyékolnak. Ez mozgatható, forgatható elemekkel oldható meg.

51 51 DELTA ® -COOL

52 52 A PCM működési elve… szilárd olvadás folyadék érzékeny érzéketlen Hőmennyiség hőmérséklet érzéketlen

53 53 PCM-típusok

54 54 A PCM hőtároló képessége Különböző anyagok vastagsága 5700 kJ hőtároló képesség mellett (Hőmérséklet emelkedés 10 K) PCMKönnyű szerk.Tömör faBetonTéglafal

55 55 Kísérleti beépítés eredménye

56 56 Energiamérleg példa Új építésû házPasszív ház

57 57 Napkollektorok A napkollektor feladata: elnyelje a napsugárzást, az elnyelt napsugárzást hőenergiává alakítsa, a keletkezett hőenergiát átadja egy hőhordozó közegnek. Forrás: Naplopó Kft.

58 58 A napkollektoros rendszerek általános felépítése Napkollektorok Csővezeték rendszer Szoláris szerelési egység Szabályozó Tároló Tágulási tartály Forrás: Naplopó Kft.

59 59 Napkollektorok általános felépítése, főbb részei Forrás: Naplopó Kft.

60 60 Napkollektorok A jó napkollektorok titka: szelektív bevonat A szelektív bevonat a hullámhossz függvényében engedi át, vagy veri vissza az elektromágneses sugárzást. A Nap rövid hullámhosszú sugárzását átengedi, azaz elnyeli Az abszorber lemez hosszú hullámhosszú sugárzását visszaveri, azaz nem engedi át Nikkelpigmentes alumínium-oxid Forrás: Naplopó Kft.

61 61 Napkollektorok energiamérlege Kollektorok energia átalakítási viszonyai átlagos napsugárzás esetén Forrás: Naplopó Kft.

62 62 Napkollektorok jellemző felületei Vákuumcsöves kollektorSíkkollektor Teljes, bruttó felület:A kollektor szerkezet teljes befoglaló mérete Szabad, besugárzott üvegfelület:Az üvegfelület nagysága, ahol a napsugárzás bejut az abszorber lemez felületére Abszorber felület:A kollektor elnyelőlemezének besugárzott felülete Forrás: Naplopó Kft.

63 63 Napkollektorok A napkollektorok főbb típusai: Lefedés nélküli kollektorok (szolárszőnyegek) Nem szelektív síkkollektorok Szelektív síkkollektorok Vákuumos síkkollektorok Vákuumcsöves kollektorok Forrás: Naplopó Kft.

64 64 Napkollektorok Lefedés nélküli kollektorok Elsősorban medencék fűtésére Forrás: Naplopó Kft.

65 65 Napkollektorok Síkkollektorok Nem szelektív síkkollektorok Szelektív síkkollektorok Vákuumos síkkollektorok Vákuumos síkkollektor Szelektív síkkollektor Síkkollektorok általános felépítése Forrás: Naplopó Kft.

66 66 Napkollektorok A síkkollektorok belső csövezése Forrás: Naplopó Kft.

67 67 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok A vákuum előnye, hogy kiküszöböli a kollektor házon belül a konvektív hőátadást. Ennek elsősorban akkor van nagyobb jelentősége, ha a hőmérséklet különbség a kollektor és a környezeti levegő között nagy, tehát pl. télen, fűtésrásegítés esetén, vagy akkor, ha a kollektoroknak magas hőmérsékletű közeget kell fűteni. Vákuumcső típusok Forrás: Naplopó Kft.

68 68 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Vákuumcső kollektorok belső csövezése Forrás: Naplopó Kft.

69 69 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Hőcsöves napkollektor (Heat pipe) Forrás: Naplopó Kft.

70 70 Napkollektorok Vákuumcsöves napkollektorok Schott vákuumcső CPC reflektor Forrás: Naplopó Kft.

71 71 Napkollektor típusok összehasonlítása

72 72 Napkollektorok Napkollektorok tartószerkezetei Szivattyús szerelési egységek Tágulási tartályok Melegvíz-, és puffertárolók Szabályozók Hőcserélők Motoros váltószelepek Légtelenítők Fagyálló folyadék Csővezeték Hőszigetelés A napkollektoros rendszerek részei Forrás: Naplopó Kft.

73 73 Napkollektorok tetőre szerelése Szerelőkeret napkollektorok ferdetetőre szereléséhez Forrás: Naplopó Kft.

74 74 Napkollektorok tetőre szerelése Tetőbe integrált beépítés A napkollektorok helyettesítik a tetőhéjalást. Forrás: Naplopó Kft.

75 75 Szerelőkeret napkollektorok lapostetőre szereléséhez Napkollektorok tetőre szerelése Forrás: Naplopó Kft.

76 76 Szoláris szerelési egységek Forrás: Naplopó Kft.

77 77 Melegvíz- és puffertárolók Forrás: Naplopó Kft.

78 78 Tárolók Tárolók hőveszteségének csökkentése Forrás: Naplopó Kft.

79 79 Külső hőcserélők Külső hőcserélők alkalmazása Forrás: Naplopó Kft.


Letölteni ppt "1 Passzív szolár szerkezetek Napkollektorok Csoknyai Tamás Épületenergetikai és Épületgépészeti Tanszék."

Hasonló előadás


Google Hirdetések