Systém dlouhodobé akumulace ze solárních kolektorů a následné využití tepla
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Cílem bakalářské práce je navržení a zhodnocení systému dlouhodobé akumulace ze solárních kolektorů a následného využití tepla. V teoretické části jsou popsány základní principy využití sluneční energie, uvedeny jednotlivé typy solárních kolektorů, tepelných čerpadel a vyhodnoceny možnosti akumulace tepla. V praktické části je navržen systém dlouhodobé akumulace tepla pro vytápění rodinného domu po částečné rekonstrukci ve dvou variantách, akumulace do vody a do štěrku. Sluneční energie je zachycována solárními kolektory a akumulována do zásobníku pro dlouhodobou akumulaci. V systému je zapojené tepelné čerpadlo voda/voda nebo země/voda, které vybíjí zásobník na nižší teplotu a zvyšuje tím teplotní diferenci systému. Obě varianty vyžadují velký objem pro jímání tepla včetně velké plochy solárních kolektorů. Vzhledem k vysoké pořizovací ceně a nárokům na prostor se systém v praxi ukazuje jako nereálný. Z tohoto důvodu je v závěrečné části práce proveden alternativní návrh vytápění rodinného domu tepelným čerpadlem (případně napojeným na solární kolektory). Výsledkem práce je zjištění, že systém dlouhodobé akumulace není vhodný pro vytápění a ohřev TUV rodinných domů, ale nachází využití v místech s dostatkem prostoru pro akumulaci, jako jsou například velkokapacitní zásobníky nebo zatopené doly. Stávající rodinné domy (částečně zateplené s kotlem na zemní plyn) lze vytápět pomocí tepelného čerpadla, jehož návratnost se pohybuje mezi 14 a 25 lety, a přispívat tak k trvale udržitelnému rozvoji a ke snížení potřeby neobnovitelné primární energie.
The aim of the thesis is the design and evaluation of the long-term accumulation of solar collectors and the subsequent use of the heat. The basic principles of the use of solar energy are introduced in the theoretical part as well as the list of available heat pumps, solar collectors moreover options for the accumulation of heat are evaluated. In the practical part the system of a long-term heat accumulation for a partially restored family house is designed, where accumulation into water or gravel are the two presented options. Solar energy is collected by solar collectors and accumulated in the long term storage. The system involves water to water or ground to water heat pump that reduces the temperature of the reservoir in order to increase the temperature difference of the system. Both options require a large volume of heat collecting, including large surface of solar collectors. Because of the high cost and spatial requirements the system shows to be hardly realistic in practice. For this reason an alternative solution of a family house heating system more suitable from the economic point of view is described. As a result it was proved that system of the long-term accumulation is not an appropriate solution for heating system of family houses and it is used in places with enough space for the accumulation such as high capacity trays or flooded mines. For existing family houses (partly insulated and with a heat source such as natural gas) the usage of the heat pump eventually supported by solar collectors appears as the most sensible solution. Such solution shows a return of investment from 14 to 25 years, and contributes to sustainable development and to reduction of non-renewable primary energy.
The aim of the thesis is the design and evaluation of the long-term accumulation of solar collectors and the subsequent use of the heat. The basic principles of the use of solar energy are introduced in the theoretical part as well as the list of available heat pumps, solar collectors moreover options for the accumulation of heat are evaluated. In the practical part the system of a long-term heat accumulation for a partially restored family house is designed, where accumulation into water or gravel are the two presented options. Solar energy is collected by solar collectors and accumulated in the long term storage. The system involves water to water or ground to water heat pump that reduces the temperature of the reservoir in order to increase the temperature difference of the system. Both options require a large volume of heat collecting, including large surface of solar collectors. Because of the high cost and spatial requirements the system shows to be hardly realistic in practice. For this reason an alternative solution of a family house heating system more suitable from the economic point of view is described. As a result it was proved that system of the long-term accumulation is not an appropriate solution for heating system of family houses and it is used in places with enough space for the accumulation such as high capacity trays or flooded mines. For existing family houses (partly insulated and with a heat source such as natural gas) the usage of the heat pump eventually supported by solar collectors appears as the most sensible solution. Such solution shows a return of investment from 14 to 25 years, and contributes to sustainable development and to reduction of non-renewable primary energy.
Description
Citation
LITERA, J. Systém dlouhodobé akumulace ze solárních kolektorů a následné využití tepla [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2015.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Základy strojního inženýrství
Comittee
Ing. Martin Lisý, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Martinec, Ph.D. (člen)
Ing. Jiří Moskalík, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2015-06-18
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení