Forgások, morgások energiaügyben

Az "energiatanúsítvány" kritikája, valamint szó esik még energiatakarékossági témákról háztartás-lakás méretekben.

Tartalomjegyzék

Energetikai tanúsítvány téma

Energiatanúsítvány "szájbarágó" (a fő cikk, ide be van linkelve a többi)

Felszínes dolgok(a felület/térfogat arány...)

Vissza a gyökerekhez(avagy a primer energia)

Mese a lakásról, ami F-es, de majdnem B-s

Máshogy van ez, mint a valóságban... (az épületenergetikai modellezés gyengeségei)

Energiatanúsítvány szerintem (hogy lehetett volna úgy, hogy értelme is legyen)

Gépesített mérnök (egy olcsó ingyenes szoftver kéne!)

Az energiatanúsítvány és a politikai realitás (jóslásaim még a törvény megjelenése előtt)

ÉMI-EZ?

A terméket használni nem kell félnetek jó lesz (egy hőszigetelő festék ÉMI-tanúsítványáról)

Egyebek

Fal-, mennyezet-, padlófűtés (Tényleg takarékosabb?)

Friss topikok

  • Kőmíves Kelemen: Már bocsánat, de a szerző életében nem látott/épitett még falfűtést. Alap kiindulás, hogy 0.20 fel... (2012.02.06. 08:26) Fal-, mennyezet-, padlófűtés
  • goldprint: HÁNY BŐRT LEHET MÉG LEHUZNI AZ EMBEKRŐL?????????????? EZEKNEK AZTÁN VAN BŐR A POFÁJUKON!!!!!!!!!!!... (2012.01.18. 10:23) Az energiatanúsítvány és a politikai realitás
  • IGe: Egely Gyuri???? hahahahahahahaha vilagnezet.blog.hu/2010/03/06/a_napsutes_energiaja (2010.03.06. 10:35) Az örökmozgót tanúsító ÉME
  • ZöldszemM: Más a vevő és más az eladó érdeke. Az eladóé, hogy minnél jobb szinben tüntesse fel a portékát. Í... (2009.12.08. 14:41) Energiatanúsítvány szájbarágó
  • ciki: Igen. A János kórház lehet, hogy rossz példa volt, de a rendeletben nem a hatósági rendeltetésű, h... (2009.01.25. 16:05) A jószándékú EU...

Linkblog

Fűtésrásegítés légkollektorral

2010.07.12. 21:01 Csavarhúzós

I. rész: alapok, egy egyszerűsített modell

A kollektorokkal a nap hőjét próbáljuk hasznosítani. A légkollektorok levegőt melegítenek, a meleg levegővel fűtési idényben a lakást fűtjük, fűtési idényen kívül üzemen kívül van. Létezik arra sikeres próbálkozás, hogy egy levegő-víz hőcserélőn (=bontásból származó teherautó-hűtőn) meleg vizet készítsünk, de ezt többe kerül üzemeltetni mint egy tisztán vizes rendszert (a szivattyún kívül a ventillátort is működtetni kell), és megvalósítani sem egyszerű.
Előnye, hogy a napkollektoros fűtésrásegítésnek egy viszonylag olcsón megvalósítható módját jelentik. A hőtároló maga a lakás tömege, nem kell tehát tárolóra költeni. Nem kell a fagyállóságon sem gondolkodni.
Hátránya, hogy a levegő kis tömege miatt a napkollektor teljesítményének elszállításához nagy átmérőjű csövek és viszonylag nagy légsebesség kell. Ez azt jelenti, hogy nem hangtalan a működése, zavaró lehet, és a befújás irányéval is ügyeskedni kell, hogy ne kerüljünk a légáramba. A nagy légsebesség nagy (akár 40-50 W) ventillátor-fogyasztással is jár, ha viszont kisebb teljesítményű ventilátort használunk, akkor a kollektorban a levegő hőmérséklete nagyon megnő, a hatásfok pedig lecsökken.
Hogy az alapösszefüggések világosak legyenek, először egy faék egyszerűségű légkollektoron mutatom be az alapösszefüggéseket, később bonyolítom a valósághoz. Szóval képzeljünk el egy sík fémlemezt, a hátsó oldala mögött áramlik a fűtendő levegő, elöl hőszigetelő levegőréteg, előtte üvegfedés. Ha az egyszerűség kedvéért feltesszük, hogy a fűtendő levegő mögött tökéletes hőszigetelés van, akkor ilyen egyszerűsített áramköri rajza van a kollektornak:

Ja, ha valaki nem tudná, a hőáramok az elektromos áram analógiájára számolhatók, a feszültségnek a hőmérsékletkülönbség felel meg, az áramnak a hőáram, az ellenállásnak a hőellenállás (az U-érték reciproka)
A narancs nyíl jelöli a bejövő hőáramot (napenergia mínusz optikai veszteségek), az abszorberen kialakuló (ismeretlen) hőmérséklet Ta, az áramoltatott levegő hőmérséklete Th, a külső hőmérséklet Tk. (Az áramoltatott levegő jelentősen emelkedik, az áramoltatott levegő hőfoka tehát egy kollektor-szeletre jellemző, illetve közelítő számításhoz használhatjuk a beömlő és kiömlő levegő hőfokának átlagát) Látszik, hogy a piros nyíllal jelölt veszteségi hőáram úgy csökkenthető, ha növeljük a piros ellenállás értékét. Ez megtehető kétrétegű, háromrétegű fedéssel, de ennek az optikai hatásfok csökkentése az ára. Ha a nyereség-irányú hőáramot  növeljük, akkor is csökken a veszteség, Ta csökkenése miatt. A zöld nyíllal jelzett nyereségi hőáram úgy növelhető, ha az áramló levegő Th hőmérséklete minél kisebb. Nagy légsebességgel elérhető, hogy az áramló levegőt ne hagyjuk nagyon felmelegedni - de az  már eleve a belépési ponton melegebb, mint a kinti hőmérséklet. A másik lehetőség, hogy a zölddel jelzett ellenállást minimalizáljuk. Ez jelen esetben a fém és a mögötte áramló levegő közötti hőátadási tényező reciproka, ami szintén a légsebesség növelésével csökkenthető.
Az egyenletek némi átrendezésével (képként itt a levezetés, ha valakit érdekel) a következő képletet kapjuk a hatásfokra:

Látható, hogy a hatásfok a hőkülönbség és a beérkező napenergia hányadosának függvénye, emiatt is szokták a napkollektorok hatásfokát
hatásfok = A - B*deltaT/I
formában megadni, ahol A és B mért konstansok. Azt szokták mondani, hogy ebben a képletben "A" az optikai hatásfok, de ez csak vizes kollektorok esetében van így. A folyadékok jóval nagyobb hőátadási tényezője miatt a fenti képletben az optikai hatásfok szorzója gyakorlatilag egy.  Gyakorlásképpen becsüljük meg egy olyan sörkollektor hatásfokát, ahol a sörcsövek hátulja ügegyapotba van ágyazva, és kétrétegű polikarbonát fedése van.
A polikarbonát U értéke 3,1, annak reciproka 0,3226, ezt megfeleltetem a veszteség oldali hőellenállásnak. Némileg nagyobb lenne amiatt, hogy a levegő már nem olyan hőfokú, mint az abszorber (pedig az U-érték kalkulálásánál egységes meleg-oldali hőfokkal számoltak), de a hőszigetelés felé menő veszteségeket se vesszük figyelembe, és azt sem, hogy az U érték valójában hőmérsékletfüggő, és a kollektorban nem szobahőmérséklet van. Szóval Rv=0,3226
A sörcső belsejében kényszeráramlás van. A hőátadási tényező 5,7+3,7v lenne akkor, ha ez egy sík, sima felület lenne. Nem az, de vegyük nulladik közelítésnek. 100 légköb/óra tényleges légsebességnél, 13 párhuzamos sörcsőnél 0,644 m/s a sörcsőben az átlagos áramlási sebesség. Ez 8,08-as hőátadási tényezőt ad. Tovább növelhetjük amiatt, mert egy négyzetméterre több mint egy négyzetméter hőátadó felület jut. Hogy hányszor több az a nap beesési szögétől is függ, számoljuk 1,4-szeres felülettel, így adódik 11,3-as hőátadási tényező. Így Rh=0,0884
Tudnunk kell még az optikai hatásfokot. A kétrétegű PC fényáteresztése 80%, az abszorberfesték annak kb. 90%-át nyeli el, tehát az optikai hatásfok 72%.
Így a hatásfok: A=72%*(0,3226/(0,3226+0,0884))=56,9%
B=2,38
Ez azt jelenti, hogy abban az üzemállapotban, amikor a nap a kolira merőlegesen 1000W/nm intenzitással süt, kint nulla fok van, a beszívott levegő 20, a kifújt 40 fokos, akkor:
deltaT átlaghőfokkal számolva: 30 fok, így deltaT/I= 0,03
a hatásfok 56,9%-7,1%=49,8%
Ez csak egy leegyszerűsített modell légkollektorok - sőt bármilyen kollektor - hatásfokának első becslésére. A következő részben bonyolultabb modellekkel jelentkezem....

Szólj hozzá!

Címkék: napenergia sörkollektor hatásfok

A bejegyzés trackback címe:

http://fm.blog.hu/api/trackback/id/tr912147424

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.

Nincsenek hozzászólások.