Zásobník tepla solární soustavy

Abstract

Solární zásobník tepla představuje důležitý prvek solární soustavy. Umožňuje akumulaci přeměněné energie, a tím překrývá rozdíly mezi dodávkou a odběrem tepla mezi solární soustavou a odběrným místem. Vhodný návrh zásobníku je klíčový pro efektivní provoz a účinnost celé solární soustavy. Svou velikostí stanovuje množství využitelné energie a vlastní tepelné ztráty. Návrh solárního zásobníku vychází ze tří hypotéz. Solární pokrytí potřeby tepla, poměr akumulační kapacity zásobníku vzhledem ke kolektorové ploše a předpokladu, že objem solárního zásobníku odpovídá 1 - 2 násobné potřebě teplé vody. Smyslem této disertační práce je rozvinout poznání v oblasti navrhování solárních zásobníků tepla. Klade si za cíl stanovit pravidla pro návrh solárního zásobníku s pomocí numerického modelování a vycházejících z exaktních postupů založených na experimentálním měření a obecných výpočtech. Rovněž je zaměřena na ověření platnosti uvedených hypotéz a následného vyvození patřičných závěrů pro praxi a další možný výzkum. Numerický model obsahuje tři proměnné parametry, a to akumulační objem solárního zásobníku, plochu solárních kolektorů a počet uživatelů. Smyslem simulací je najít vzájemnou závislost těchto tří parametrů a na základě vzájemného ovlivnění, následně upravit návrh solárního zásobníku s ohledem k potřebě uživatele.

The solar hot water storage tank is off great importance in the solar collector array. It allows transformed energy accumulation thus deals with the inconsistency between supply and demand. The suitable design of the storage tank can improve system efficiency. The storage capacity represents the balance between the amount of stored hot water and the tank's heat losses. The design of the storage capacity is based on three hypotheses. The coverage of hot water demand by solar energy, the ratio between storage capacity and solar thermal collector area and the prediction that the storage capacity corresponds to one- to twofold hot water demand. The purpose of this thesis is to share an understanding of the solar storage tanks design and to improve the design through numerical simulation, experimentations and general calculations. It also focuses on the confirmation of the used hypotheses and determination of the best way to design the solar storage tank for general practice and further potential discussions. The simulation model has three variables – the storage capacity, collector area and the number of occupants. The intent is to find the interdependence of these three variables. The purpose of the simulations is to modify the design of the solar tank based on the mutual influence of studied parameters. The modifications are performed based on the users' needs.