Modelování energetických systémů budov

Prezentace na téma: "Modelování energetických systémů budov"— Transkript prezentace:

1 Modelování energetických systémů budov
T*SOL Pro – navrhování solárních systémů

2 dopadající energie – přímé a difúzní záření
globální záření 1367 W/m2 (zemská atmosféra) energie záření na zemský povrch W/m2 množství dopadené energie ~ 1000 kWh/m2,rok (75% léto) využitelná energie kWh/m2 denní zisk ~ 8 kWh/m2 (jih, jasný den), 2-3 kWh/m2 jasná obloha 800 – 1000 W/m2 lehce zataženo 400 – 700 W/m2 zcela zataženo 50 – 300 W/m2

3 solární systémy prvky zajišťující využití sluneční energie v době slunečního svitu ► potřeba akumulace ( velikost ?) ► potřeba rozdílu teplot pro sdílení tepla nízká teplota v zásobníku, nízkoteplotní soustavy

4 sklon a orientace ideální je sledovat dráhu slunce (kolmo na sluneční paprsky) léto 30° přechodné období, zima (50-60°) ± 30° od jihu ztráta cca 5-10% ± 40° od jihu ztráta cca 10%-20%

5 umístění kolektoru tam, kde nebude stíněn a co nejblíže k akumulační nádrži střechy, fasády, zahrady integrace do konstrukce

6 druhy kolektorů ► vysoká účinnost přeměny záření na teplo, malé ztráty ploché, trubicové, koncentrační absorbéry bez zakrytí, selektivní vrstvy, vakuum, vzácné plyny

7 druhy systémů ► volby systému je velmi specifická pro jaké účely, stupeň využití, dodatečné krytí tepla …. co sledujeme – návratnost, energetický zisk (audit), osobní přístup

8 Solární příprava teplé vody
teplota ohřáté vody 45-55°C potřebná provozní teplota v okruhu 50-70°C parametry spotřeba teplé vody ??? (20-80 l/os, den), letní pokles o 25% 1-1,5 m2 plochy kolektoru, litrů zásobník léto (80-100% krytí potřeby) doporučené hodnoty pro návrh soustavy na osobu průměrné pokrytí potřeby 40-60% letní pokrytí potřeby % stupeň pokrytí (pro ekonomický návrh)

9 Solární příprava teplé vody
kolektory, potrubí, zásobník … 5-15% ztráty při ohřevu RD – duben a září s 60% krytím zásobník - 1,5-2x objem denní potřeby teplé vody BD – červenec 40-50% krytí zásobník - 1x denní potřeba teplé vody návrhové parametry

10 SOFTWARE F-Chart Polysun (polysun4 – česká verze)
SHW-Win (freeware-NJ) T*Sol (online, demo) TRNSYS firemní SW (Aquatherm 2008)

11 T*SOL Pro POPIS T*SOL Professional – program pro simulaci tepelných solárních zařízení v oblasti přípravy teplé vody, podpory vytápění a ohřevu bazénů umožňuje zjistit jaký vliv mají jednotlivé části zařízení na provozní chování solární soustavy výsledkem simulace jsou tabulky a grafy znázorňující parametry jednotlivých částí zařízení a celkové bilance energií obsahuje rozsáhlou databázi prvků pro sestavení různorodých solárních zařízení umožňuje ekonomické hodnocení provozu soustavy

12 T*SOL Pro CHARAKERISTIKA
simulace zařízení v časově volitelných obdobích (minuta až rok) zohlednění případného zastínění kolektorové plochy výkladový asistent s optimalizací zařízení databáze komponentů (kolektory, zásobníky, kotle…) databáze klimatických údajů (hodinové intenzity záření) porovnání více zařízení jednoho projektu pomocí paralelního zpracování variant předdefinované spotřební profily teplé vody a jejich možná úprava bilance energií, emisí škodlivých látek a nákladů

13 T*SOL Pro DESIGN ASSISTENT
samostatná nezávislá aplikace, jejíž výsledky je možno převzít do výpočtové části programu pomocný modul k dimenzování zařízení, neznáme-li : plochu kolektorového pole velikost zásobníku během podrobného zadávání soustavy lze kdykoli modul použít a nezávisle na zadání vyhodnotit navrhovaný solární systém omezený počet předdefinovaných solárních sestav zkrácená simulace po hodinovém kroku výstupem je porovnání variant různých objemů zásobníků a počtu kolektorů v závislosti na stupni pokrytí potřeby energie solárním systémem

14 T*SOL Pro Na případové studii spotřeby teplé vody při běžném provozu v rodinném domě proveďte návrh solárního zařízení pro zadané okrajové podmínky. V první variantě vyhodnoťte optimální návrh plochy kolektorů a velikosti zásobníku vzhledem k nabízeným možnostem programu podle stupně účinnosti soustavy. VSTUPNÍ PARAMETRY KLIMATICKÁ OBLAST : PRAHA VYUŽITÍ SOLÁRNÍ ENERGIE : OHŘEV TEPLÉ VODY SYSTÉM : TEPELNÝ ZÁSOBNÍK S NEPŘÍMÝM NABÍJENÍM, PŘÍMÝM VYBÍJENÍM A EXTERNÍM DOHŘEVEM PLYNOVÝM KOTLEM PŘES VNITŘNÍ TEPELNÝ VÝMĚNÍK SPOTŘEBA TEPLÉ VODY : 4 OSOBY (40-60 l/os,den) TEPLOTA 55°C KOLEKTORY : STANDARDNÍ PLOCHÉ KOLEKTORY ORIENTACE A SKLON : JIH, 45° DÉLKA POTRUBÍ UVNITŘ/VNĚ : 16m/2m STUPEŇ VYUŽITÍ OHŘEVU : 50% EXTERNÍ ZDROJ : PLYNOVÝ KOTEL 10 kW

15 T*SOL Pro výsledky simulace – varianta 1

16 T*SOL Pro výsledky simulace – varianta 2 80 % krytí potřeby

17 T*SOL Pro výsledky simulace – varianta 3 orientace Z, 10°