Підтримання параметрів мікроклімату із застосуванням сонячної енергії в однородинному житловому будинку в м. Бережани Тернопільської області
Автор: Лабик Назарій Павлович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплогазопостачання і вентиляція
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Зростання кількості населення призвело до збільшення споживання енергії людьми, при цьому виникає різниця в балансі між видобуванням та споживанням енергії. Використання відновлювальних видів палива потребує з кожним роком більшого значення для світової спільноти, адже кількість шкідливих речовин, які потрапляють в навколишнє середовище з кожним роком зростає із застосуванням традиційних видів палива. Насьогодні основною метою є перехід з традиційних видів енергії до відновлювальних. Підтвердженням цього є праці Д. Медоуза [1], в яких досліджується проблема залежності використання енергоресурсів від функціонального зростання економіки, зважаючи на стан енергобалансу планети Земля. Саме тому на сьогодні доцільним є застосування в енергопостачанні домашніх господарств та промисловості відновлювальної енергії, а саме, водяних та електричних сонячних колекторів, теплових насосів, вітрогенераторів і т.д. [2]. Зниження залежності від імпортного органічного палива можливе при наявності власних джерел енергетики. Таким джерелом енергії в Україні може бути сонячна енергія. Повільний розвиток сонячних систем має ряд причин, які є основними перешкодами у впровадженні систем сонячного теплопостачання в Україні. Основними причинами хотілось би відзначити саме високу вартість та не приведену до однакових стандартів ефективність систем сонячного тепло постачання [3]. Актуальним питанням сьогодення, крім вибору альтернативних джерел енергії, на противагу традиційному паливу, є завдання інтегрувати ці сонячні установки в простіші конструкції, при цьому не втративши набутого ККД, але водночас і підвищивши його за рахунок максимального використання сонячної енергії, навіть за різних орієнтацій цих установок відносно сторін горизонту [4]. При встановленні сонячних теплових установок рекомендовано встановлювати такі геліосистеми на південну сторону, для вищої ефективності. Однак споживач не завжди може встановити геліоустановку саме на цю сторону, що може бути пов’язано із конструкцією будівлі. Тому метою дослідження було, експериментальний комбінований сонячний колектор в режимі протоку, досліджувати на східну орієнтацію відносно горизонту [5]. Об’єкт дослідження: експериментальна механічна система теплопостачання, що складається з водяного сонячного колектора, теплового акумулятора, випромінювача теплової енергії. Предмет дослідження: ефективне підтримання температури в приміщеннях однородинного житлового будинку із застосуванням установки акумуляції сонячної енергії. Мета дослідження: дослідження параметрів системи сонячного теплопостачання залежно від часу опромінення Сонцем; визначення дії різних факторів на роботу сонячного колектора і дослідження його ефективності. Ефективність 33% системи сонячного теплопостачання спостерігалась при інтенсивності надходження сонячної енергії – 100 Вт/м2 при напряму повітряного потоку 50° відносно площини колектора та об’єму баку-акумулятора 15 л. Аналіз показав, що ККД гелііоколектора при швидкості руху теплоносія V = 0,28 л/хв та в міжтрубному просторі контуру циркуляції ? = 11 мм становить 0,56. При цьому ККД для усієї системи в цілому може становити 0,62. Отримана теплова енергія геліосистемою впродовж 2 годин експерименту з 1 м2 геліоколектора становила 1253 кДж! Це дає значну перспективу із використання сонячногенерувальної установки в системах сонячного опалення і гарячого водопостачання. Ключові слова: 1. ККД – коефіцієнт корисної дії. 2. Сонячний колектор – пристрій для збору енергії випромінювання Сонця у видимому та інфрачервоному спектрі. 3. Тепловий акумулятор – пристрій (або сукупність пристроїв), що забезпечує оборотні процеси накопичення, зберігання і віддавання теплової енергії відповідно до вимог споживача. 4. Паливо – горючі природні або штучні тверді, рідкі або газоподібні речовини, які при спалюванні слугують джерелом теплової енергії. Основною складовою частиною яких є вуглець. 5. Відновлювальна енергетика – енергетична галузь, що спеціалізується на отриманні та використанні енергії з відновлюваних джерел енергії. Перелік використаних джерел. 1. Медоуз Д. Х. Пределы роста. 30 лет спустя. / Медоуз Д. Х., Медоуз Д.Л., Рандерс Й. пер. с англ. – М.: Изд-во МГУ, 2007. – 342 с. 2. Гелетуха Г. Україна: нетрадиційні та відновлювані джерела енергії /Гелетуха Г., Кудря С. // Зелена енергетика.- 2005. - No2. - С. 8-10. 3. Желих В. М. Потенціал променистої енергії в України та її використання для низькотемпературних сонячних колекторів / В. М. Желих, С. П. Шаповал, І. І. Венгрин. // НУ "ЛП". – 17. – С. 80. 4. Shapoval S., Vengryn I. Prospects for the use of solar energy in Ukraine / Shapoval S, Vengryn I.// «Young Scientist». - 2014.- No 7. - P. 21-24 (in Ukrainian). 5. Solar Collectors and Panels, Theory and Applications. Edited by Reccab Mochieng Croatia: Sciyo; 2010.