Търси

Климатични и вентилационни системи с иновационни решения

Използване на възобновяеми енергийни източници за целите на отопление и вентилация в индустриалния и в битовия сектор.

Слънчев колектор.

Слънчев колектор. Автор / Източник: http://www.sustainableguernsey.info

Хоризонтална тръбна система за геотермална термопомпена инсталация.

Хоризонтална тръбна система за геотермална термопомпена инсталация. Автор / Източник: http://summitmechsystems.netii.net

Вертикална термопомпена система.

Вертикална термопомпена система. Автор / Източник: http://howtobuildahouseblog.com

Термопомпа.

Термопомпа. Автор / Източник: http://beodom.com

PREV NEXT

Използването на възобновяеми енергийни източници за целите на отопление и вентилация както в индустриалния, така и в битовия сектор, е получило значително по-малко внимание в сравнение с използването на възобновяеми източници за производство на електрическа енергия и използването на биогорива за транспортни цели.
Понастоящем са разработени такива системи, използващи слънчева енергия, биомаса или геотермални ресурси и те представляват ефективно средство за намаляване на емисиите на въглероден диоксид и консумацията на електрическа енергия. 

Съществуват няколко технологии за отопление и вентилация, използващи възобновяеми енергийни източници, които се използват успешно. Една от тях използва слънчевата енергия за целите на отоплението. Тя е добре развита и доказано ефективна при определени обстоятелства. Разработени са системи за отопление на базата на слънчевата енергия, използващи различни принципи на действие. Първият вид са тези, работещи на принципа на активното затопляне. В този случай вода или друга течност циркулира по тръбна система и се нагрява от слънчевата радиация попадаща върху колекторен панел. Те имат доказана ефективност и се използват широко в битовия сектор. Друг вид устройства за отопление, използващи слънчева радиация са концентриращите слънчеви системи за отопление. Подобни механизми се използват в индустрията, селското стопанство и др. Една такава система се състои от концентратор, приемник и транспортно – съхранителна уредба. Концентраторът улавя слънчевата радиация и я насоча към приемника, където топлинната енергия се абсорбира от специална течност. Загрятата течност се транспортира по тръбна мрежа, което дава възможност за директно използване на топлината посредством топлообменник или за запасяването и за през нощта или дни, през които не е налична достатъчно слънчева радиация. Друга система, използваща слънчева радиация е за активно слънчево охлаждане. Това е принцип, използван от климатични и хладилни устройства, базиран на термо-химичен сорбционен процес. Течност или газ се свързват или с твърдо вещество или с порест материал (адсорбция), или се абсорбират от друга течност или твърдо вещество (абсорбция). Затворените системи, при които има и адсорбционни и абсорбционни чилъри могат да бъдат използвани за централна или децентрализирана климатизация. Отворени цикли за охлаждане използват изсушителните и изпарителните системи за директно охлаждане. Друг принцип за охлаждане и отопление с помощта на слънчева радиация е пасивното слънчево отопление и охлаждане. 

Биоенергийни технологии. Биомасата има голям потенциал като енергиен източник, тъй като е единствения енергоносител, който може директно да замени изкопаемите горива. Биомасата може да бъде от различен произход – отпадъци от дървен материал, органични отпадъци, специално отгледани за целта растения, животински отпадъци и други. Генерирането на биоенергия, обаче се предхожда от сложна първична обработка на биомасата. Недостатък на този вид енергиен източник е също така съхранението и транспорта на значителни количества биомаса, което го прави неизгоден за битови цели.

За целите на климатизацията на въздуха в битовия сектор все по-голямо значение придобиват геотрмалните технологии. Тези технологии биват основно два вида – дълбочинни и плитки. Системите, използващи топлината на земята на дълбочина от 500 до 5000м. се наричат дълбочинни. Плитките геотермални системи използват топлината на водните пластове на дълбочина до 300м., като работят с помощта на термопомпи. Именно тези системи понастоящем представляват голям интерес за целите на отоплението и вентилацията, тъй като могат да бъдат инсталирани буквално без оглед на мястото, като разходите за експлоатацията и поддръжката им са минимални. Термопомпите трансформират нискотемпературната топлина на подпочвените слоеве в по-високотемпературна топлина, подходяща за затопляне на сгради. През летния сезон, когато земните пластове имат съответно по-ниска температура от околния въздух, същите системи се използват за циркулация на флуид от земните слоеве към сградата и обратно. 

Климата в България предполага сезонни температурни екстремуми – от големи горещини през летния сезон до минусови температури през зимния. Въпреки значителните промени в температурите на околния въздух, обаче, на метри под повърхността на земята, температурата се запазва относително постоянна, т.е. през летния сезон температурата под земята е по-ниска от тази на околния въздух, а през зимата – по-висока. Именно тази закономерност се използва при геотермалните системи за кондициониране на въздуха. Принципа на действие на геотермалните термопомпи е следния: посредством топлообменник, те могат да транспортират топлина от едно място на друго. През лятото геотермалната система отнема топлина от сградата и я транспортира към земните слоеве, а през зимата – обратно – отнема топлина от земята и я транспортира към сградите с цел отоплението им. 

Геотермалните термопомпени системи работят на принцип подобен на този на въздушните термопомпи, но те са значително по-ефективни, тъй като използват относително постоянната температура на земята, която се променя в много по-малки граници от тази на въздуха. Използването на геотермални системи води до намаляване на консумацията на енергия с приблизително 25 до 50% в сравнение със системите използващи въздушни термопомпи. Геотермалните системи достигат най-висока ефективност в най-студените зимни нощи. Както и другите видове термопомпи, геотермалните термопомпи могат да затоплят, охлаждат и евентуално да снабдяват сградата с топла вода посредством допълнителни съоръжения. Някои модели геотермални системи са съоръжени с двускоростни компресори и различни вентилатори с цел постигане на по-голям комфорт и енергоспестяване. В сравнение с въздушните термопомпени мрежи те са по-тихи, имат по-дълъг живот, изискват по-малко поддръжка и не зависят от температурата на външния въздух. 

Съществуват и смесени системи, при които се използва геотермална термопомпа в съчетание с въздушна такава. Предимството на тези устройства е, че са по-ефективни от въздушните и едновременно с това по-достъпни от геотермалните такива. 

Геотермалните термопомпи биват четири вида в зависимост от разположението на тръбната система, която отвежда топлината от земята до сградата и обратно. Три от тях – хоризонталните, вертикалните и тези използващи подземни или наземни езера са системи със затворен цикъл. Четвъртият тип е отворена уредба. Изборът на геотермална система за климатизация зависи от климата, вида на почвата, наличното място и инсталационните разходи.

Системи със затворен цикъл. Хоризонтални – този тип инсталации е като цяло най-евтин за битови нужди, особено когато става въпрос за ново строителство, където има и достатъчно земна площ. За тази инсталация е необходимо изкопаването на канали за полагане на тръбната система с дълбочина поне 1.3м. 

Вертикални – този тип геотермални мрежи се използват обикновено за по-големи търговски сгради, където наличните земни площи са ограничени. Те са по-скъпи, но за инсталирането им е необходимо по-малко място.

Езерни системи – ако до мястото има воден басейн, това може да се окаже най-евтиния вариант на геотермална уредба. Захранваща тръбна мрежа се прокарва под земята от водния басейн до сградата на дълбочина поне 2.6м, за да се избегне замръзването. За целта е необходимо водния басейн да отговаря на определени изисквания. 

Отворени геотермални системи. При този тип системи се използва кладенец или наземна вода като топлообменен флуид, който циркулира директно в системата на геотермалната термопомпена инсталация. След като водата е преминала през термопомпената инсталация, тя се връща в земята посредством кладенец или повърхностен воден басейн. Този вид система може да бъде използван, само при наличието на постоянно количество относително чиста вода и в случай, че местните правила и закони позволяват това. 

Въпреки, че инсталирането на геотермална термопомпена уредба изисква по-голяма първоначална инвестиция в сравнение с инсталирането на въздушна климатична инсталация със същия кпацитет, тази инвестиция се възвръща посредством енергоспестяване в рамките на 5 до 10 години.

Използването на възобновяеми енергийни източници за целите на отоплението и климатизацията на въздуха в битовия сектор все още не е силно застъпено, но добива все по-голямо значение не само поради енергоефективността си, но и поради „чистотата“ на технологията. Разработването на все по-конкурентни системи за кондициониране на въздуха, използващи възобновяеми източници също допринася за бързото им навлизане на пазара.

Автор: инж. Полина Петкова

Изпрати на E-mail
 

За да оцените и/или коментирате е необходимо да сте регистриран потребите!

Влез в Профила си Регистрация


На сайта на ka6tata.com

затвори