Sunčani toplinski pretvornici

Sunčani toplinski pretvornici pretvaraju Sunčevu energiju u toplinsku energiju te nalaze primjenu u sustavima pripreme sanitarne potrošne vode te u sustavima grijanja zgrada. U sustavima pripreme sanitarne tople vode ostvaruju se uštede na razini 50-100% ovisno o dimenzioniranju pokrivenosti sustava. Sustav se dimenzionira prvenstveno za pripremu sanitarne vode, ali se može proširiti i za pomoć u grijanju. Pravilnim postavljanjem kuta toplinskog pretvornika od 15° pa do 65° može se toplinsko polje dimenzionirati za različite toplinske zahtjeve i razdoblja uporabe. Tijekom zime je gotovo nemoguće 100% pokriti toplinske potrebe klasičnim sunčanim sustavima, ali je moguće primjenom velikih međuspremnika topline i hibridnih sunčanih sustava koji se rijetko primjenjuju u Europi. Višak Sunčeve energije se može koristiti tijekom ljeta u sustavima sunčanog hlađenja.
s1s2

 

flat
Pločasti sunčani pretvornik ima učinak pretvorbe Sunčeve energije 50-80% te je osnovni element sunčanih toplinskih sustava. Pretvornik je prekriven kaljenim staklom koje je otporno na tuču i lom. Cijevi se laserski spajaju na bakreni lim. Jedinica se može postavljati na kosi krov, ravni krov ili se može uklopiti u krovište, a mogu se postavljati položeni na krov pa do kuta od 60° u odnosu na horizontalu. Apsorberi su premazani selektivnim premazom visoke učinkovitosti. Okvir jedinice je napravljen od aluminija. Preporuka je da se dimenzioniraju za ljetne sustave i kuteve postavljanja 20-30°.



 

 

 

2
Vakuumski sunčani pretvornik na godišnjoj razini daju 5-8% više energije te se primjenjuju za zimsko zagrijavanje vode te tijekom ljeta mogu brzo pregrijati vodu na visoke temperature preko 130°C. Koriste se u sustavima ljetnog apsorpcijskog hlađenja. Pretvornici imaju visoki stupanj apsorpcije zahvaljujući apsorberu s presvlakom aluminijskog nitrita. Svaka cijev se može posebno zamijeniti bez potrebe pražnjenja sustava. Koriste se u sustavima pripreme sanitarne vode te u sustavima pomoći u grijanju. Mogu se instalirati na kose, ravne krovove te uklopiti u krov. Preporuka je da se dimenzioniraju za zimske sustave i kuteve postavljanja 50-60%. Postoje modeli vakuumskih jedinica koji se mogu izgrađivati od elemenata i može se konstruirati pretvornik koji ima i do 150 vakuumskih cijevi.
 
 




 
 
 
 
 
Osnovna razlika pločastih i vakuumskih toplinskih pretvornika je u različitoj učinkovitosti ovisno o godišnjem dobu, a ta razlika proizlazi iz ovisnosti o vanjskoj temperaturi zraka koja direktno djeluje na učinkovitost jedinice. Pločasti pretvornici su bolji u ljetnom razdoblju dok su vakuumski bolji u zimskom razdoblju. Po cijeni su vakuumski pretvornici znatno skuplji te se pretežito primjenjuju u izrazito hladnim klimama sjeverne Europe. 80% sunčanih sustava se koristi prvenstveno za pripremu sanitarne vode, a takvi sustavi se dimenzioniraju za ljetno opterećenje. Kako su pločasti pretvornici predviđeni za ljetno razdoblje dolazi se do zaključka da je jedini optimalni izbor pločasti pretvornik za područje jugoistočne Europe koja ima relativno toplu klimu kada se napravi usporedba cijene i učinkovitosti.


11

 


Godišnje sunčevo zračenje
u Hrvatskoj je oko 1600 kWh/m2god u primorskoj pa do 1100 kWh/m2god u kontinentalnoj Hrvatskoj. Sunčani toplinski pretvornici direktno pretvaraju Sunčevu energiju u toplinsku energiju, a učinkovitost pretvorbe ovisi o vrsti jedinice. Kako opada vanjska temperatura zraka povećava se razlika temperature između pretvornika i vanjskog zraka te dolazi do opadanja ukupne učinkovitosti. Srednja godišnja učinkovitost pretvornika je oko 50-60% (oko 500-800 kWh/m2 jedinice godišnje) dok je stupanj korisnosti sustava oko 30-50% za pravilno dimenzionirani sustav. Tijekom zime sustav najbolje učinke daje u kombinaciji s podnim grijanjem jer se mogu ostvariti temperature od 40 do 50°C u toplinskom pretvorniku koje će biti dovoljne za rad podnog grijanja.

solar

 

Tlačni sunčani sustavi (KLASIČNI SUSTAV) su zastupljeni u 95% sunčanih instalacija te se zasnivaju na zatvorenom krugu glikola koji prolazi kroz spremnik tople vode, preko crpke i toplinskih pretvornika. Sustav je ispunjen glikolom da se izbjegne smrzavanje tijekom hladnijih dana. Modularni međuspremnici se  koriste za: podršku grijanja, sunčanu pripremu potrošne tople vode, pripremu bazenske vode i dr. Primarno se spremnik zagrijava putem sučeve energije (putem sunčanih toplinskih i fotonaponskih pretvornika), a dodatno se dogrijava putem bilo kojeg uređaja za proizvodnju toplinske energije (plinski zidni uređaj, plinski kotao, uljni kotao, kotao na kruta goriva, geotermalne dizalice topline i dr.). Prema zahtjevu za potrošnom toplom vodom odabire se i odgovarajući modul za toplu vodu čiji je zadatak da na protočnom principu (putem pločastog izmjenjivača) prenese toplinu s akumulirane tople vode u međuspremniku na potrošnu sanitarnu toplu vodu. 

1

 

Beztlačni sunčani sustav (DRAIN BACK) se primjenjuje kod zgrada koje se stalno ne koriste kao što su vikendice ili se koristi kod sustava koji se dimenzioniraju za pomoć u grijanju odnosno kod sustava koji su predimenzionirani za grijanje sanitarne vode. Primjenom sustava koji nije pod tlakom moguće je cijeli krov prekriti sunčanim toplinskim pretvornicima te je moguće koristiti Sunčevu energiju prema potrebi. To je sustav koji nije pod tlakom te nema ekspanzijsku posudu, a toplinske dilatacije radnog medija na sebe preuzima drain spremnik. Zahvaljujući posebno projektiranim pločastim pretvornicima sa strukturnim staklom i serpetinskim apsorberom sustav u fazi mirovanja gravitacijskim putem slijeva glikol nazad u izmjenjivač spremnika tako da su pretvornici tada ispunjeni zrakom i nema opasnosti od pregrijavanja pa se sustav lako može predimenzionirati. Osnovni problem kod zračno-vodenih krugova je što se moraju koristiti visokotlačne crpke koje mogu podignuti vodu iz razine spremnika do sunčanih toplinskih pretvornika, a ta visina može biti i do 15 m. Često se u radu kombiniraju dvije crpke za pokretanje sustava i punjenje pretvornika te kada se cjevovodi napune gasi se jedna crpka i aktivna je samo jedna radna. Crpka mora cijelo vrijeme rada biti potopljena da bi sustav mogao funkcionirati te u sustavu ne smije biti nepovratnih ventila da se osigura povrat vode u spremnik. Spremnik bi trebao biti što bliže pretvornicima da ne dođe do velikih gubitaka na električnoj snazi crpke. Kod dimenzioniranja sustava potrebno je obratiti pozornost na radnu visinu dobave crpke te na potreban pad distribucijskih cjevovoda da se ostvari slijevanje glikola u spremnik kod gašenja crpke. Glavni element drain back sustava je spremnik u koji se slijeva glikol gravitacijskim putem kada crpka ne radi. Sustav se može napuniti i destiliranom vodom koja neće ostaviti naslage minerala na toplinskim pretvornicima kod isparavanja vode. U drain back sustavima se koriste isključivo pločasti pretvornici jer se samo iz njih može prirodnim tokom vratiti radni medij, dok se vakuumski ne mogu koristiti u ovim sustavima zbog same konstrukcije vakuumskih cijevi. Moguće je koristiti klasičnu diferencijalnu regulaciju koja pali i gasi crpku na osnovi razlike temperatura na vrhu pretvornika i dna spremnika. Kada je temperatura na vrhu pretvornika veća za 15°C od temperature na dnu spremnika onda se aktivira crpka, dok se crpka gasi kod razlike od 5°C. Kada temperatura na vrhu spremnika dostigne 95°C također se gasi crpka te se aktivira kada temperatura padne ispod 90°C. Osnovni nedostatak drain back sustava su šumovi koji se stvaraju u cjevovodima kroz koje može teći dualni tok vode i zraka. Te se stvaraju šumovi oko samog drain spremnika koji se mora dobro zvučno i toplinski izolirati. Tijekom rada pretvornici neće biti u potpunosti ispunjeni glikolom već će se javljati zone koje su ispunjene zračnim mjehurima pa je stoga potrebno postaviti pretvornike pod dovoljnim kutem da se može  zrak djelovanjem crpke izvesti iz jedince.
3

 

Termosifonski sunčani sustav za pripremu potrošne tople vode koji radi na principu sile teže i razlike u gustoći hladne i zagrijane vode. Sustav radi bez dodatnih crpki, osjetnika te automatike tako da je instalacija vrlo jednostavna i brza. Sustav sadrži instalacijski set za ravni ili kosi krov; spremnik, toplinske pretvornike i glikolnu tekućinu. Ovaj sustav je namijenjen prvenstveno za toplije predjele gdje zimske temperature ne padaju ispod 0° C, ali moguće ga je koristiti i u hladijim područjima uz obavezno ispuštanje sustava prije zime. 

1 

Energetski Projekti

hrastovic energetski projekti banner

Energetski Video

hrastovic energetski video banner

Energetski Članci

hrastovic energetski clanci banner

Random video

Udruga SOLAR

Udruga SOLAR  je nastala 2011. godine kao potreba organiziranja civilnog društva u smjeru korištenja i primjene obnovljivih izvora energije, primjene alternativnih izvora energije te povećanja energijske učinkovitosti na razini korisnika i lokalne zajednice.

Opširnije

O nama

Hrastović Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture.

Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.

Kontakt info

HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.

Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.

Kralja Tomislava 82
31417 Piškorevci
Hrvatska

E-mail:dario.hrastovic@gmail.com
Fax: 031-815-006
Mobitel:099-221-6503
© HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. - design & hosting by Medialive