Hledej
Zobraz:
Univerzity
Kategorie
Rozšířené vyhledávání
12 663
projektů
Alternativní zdroje energie
«»
| Přípona |
Typ studijní materiál |
Stažené 0 x |
| Velikost 8,3 MB |
Jazyk český |
ID projektu 7230 |
| Poslední úprava 11.01.2016 |
Zobrazeno 1 138 x |
Autor: pacha |
Sdílej na Facebooku |
||
| Detaily projektu | ||
- Cena:
4 Kreditů - kvalita:
88,8% -
Stáhni
- Přidej na srovnání
- Univerzita:České vysoké učení technické v Praze
- Fakulta:Fakulta stavební
- Kategorie:Technika » Stavebnictví
- Předmět:Základy alternativních zdrojů energií
- Studijní obor:-
- Ročník:1. ročník
- Formát:PDF dokument (.pdf)
- Rozsah A4:120 stran
1. Solární tepelné soustavy
1.1. Sluneční energie
1.1.1. Původ
Země je součástí planetární soustavy, jejíž středem je Slunce. Slunce je nám nejbližší a nejdůležitější hvězdou. Je trvalým zdrojem veškeré energie pro naší planetu. Slunce má tvar koule o průměru 1,39´109 m, tj. 109krát větším než je průměr Země. Od Země je Slunce vzdáleno v průměru 1,5´1011 m. Hmotnost Slunce je 1,98´1030 kg.
Slunce se skládá převážně z atomárního vodíku (70 %), helia (28 %) a s nepatrným množstvím ostatních prvků periodické soustavy (2 %). Všechny prvky jsou ve hmotě Slunce obsaženy ve skupenství plasmy. Zdrojem energie Slunce je termonukleární reakce (jaderná syntéza, fúze) probíhající v centrálních oblastech Slunce, při níž dochází k přeměně vodíku na helium. Přeměna probíhá při teplotě 13´106 K a tlaku 2´1010 MPa, tj. za stavu, při němž jsou všechny atomy zcela ionizovány. Jádro atomu vodíku má za těchto podmínek podstatně vyšší hmotnost a ztrácí svůj záporně nabitý obal elektronů, které narážejí rychlostí okolo 1000 km/s na jiné atomy vodíku. Do reakce vstupují čtyři protony vodíku, spojují se a vytváří jedno jádro helia. Hmotnost jádra helia je menší než hmotnost čtyř protonů vodíku. Rozdíl hmoty se při reakci přemění na energii, která je vyzařována do kosmického prostoru. Celkový tok vyzařované energie je 3,85´1026 W. Hustota zářivého toku energie na povrchu Slunce je 6´107 W/m2. Slunce září jako absolutně černé těleso s povrchovou teplotou okolo 5700 K. Sluneční záření zahrnuje vlnové délky od 10-10 m (rentgenové a ultrafialové záření) až do několika metrů (rádiové záření). Největší část energie však připadá na vlnové délky 0,3 až 3,0 mm (světelné a infračervené záření). Spektrální charakteristika zářivého toku sluneční energie je uvedena na obr. 1.1. Podle množství helia, které až dosud vzniklo, lze stáří Slunce odhadnout na 5 miliard let a předpokládá se, že jaderná fúze bude pokračovat ještě dalších 5 až 10 miliard let.
1.1. Sluneční energie
1.1.1. Původ
Země je součástí planetární soustavy, jejíž středem je Slunce. Slunce je nám nejbližší a nejdůležitější hvězdou. Je trvalým zdrojem veškeré energie pro naší planetu. Slunce má tvar koule o průměru 1,39´109 m, tj. 109krát větším než je průměr Země. Od Země je Slunce vzdáleno v průměru 1,5´1011 m. Hmotnost Slunce je 1,98´1030 kg.
Slunce se skládá převážně z atomárního vodíku (70 %), helia (28 %) a s nepatrným množstvím ostatních prvků periodické soustavy (2 %). Všechny prvky jsou ve hmotě Slunce obsaženy ve skupenství plasmy. Zdrojem energie Slunce je termonukleární reakce (jaderná syntéza, fúze) probíhající v centrálních oblastech Slunce, při níž dochází k přeměně vodíku na helium. Přeměna probíhá při teplotě 13´106 K a tlaku 2´1010 MPa, tj. za stavu, při němž jsou všechny atomy zcela ionizovány. Jádro atomu vodíku má za těchto podmínek podstatně vyšší hmotnost a ztrácí svůj záporně nabitý obal elektronů, které narážejí rychlostí okolo 1000 km/s na jiné atomy vodíku. Do reakce vstupují čtyři protony vodíku, spojují se a vytváří jedno jádro helia. Hmotnost jádra helia je menší než hmotnost čtyř protonů vodíku. Rozdíl hmoty se při reakci přemění na energii, která je vyzařována do kosmického prostoru. Celkový tok vyzařované energie je 3,85´1026 W. Hustota zářivého toku energie na povrchu Slunce je 6´107 W/m2. Slunce září jako absolutně černé těleso s povrchovou teplotou okolo 5700 K. Sluneční záření zahrnuje vlnové délky od 10-10 m (rentgenové a ultrafialové záření) až do několika metrů (rádiové záření). Největší část energie však připadá na vlnové délky 0,3 až 3,0 mm (světelné a infračervené záření). Spektrální charakteristika zářivého toku sluneční energie je uvedena na obr. 1.1. Podle množství helia, které až dosud vzniklo, lze stáří Slunce odhadnout na 5 miliard let a předpokládá se, že jaderná fúze bude pokračovat ještě dalších 5 až 10 miliard let.
Klíčová slova:
sluneční energie
potřeba tepla
tepelná čerpadla
vlhkost
fluidní kotle
akumulační zásobník
Obsah:
- Obsah
1. Solární tepelné soustavy -4-
1.1. Sluneční energie -4-
1.1.1. Původ -4-
1.1.2. Průchod slunečního záření atmosférou -5-
1.1.3. Geometrie slunečního záření -7-
1.1.4. Sluneční ozáření na obecnou plochu -10-
1.1.5. Dopadlá sluneční energie a doba slunečního svitu -10-
1.1.6. Sluneční energie v ČR -12-
1.2. Solární tepelné kolektory -12-
1.2.1. Princip -12-
1.2.2. Prvky solárního kapalinového kolektoru -13-
1.2.3. Typy solárních kolektorů -16-
1.2.4. Koncentrační kolektory -22-
1.2.5. Parametry solárního kolektoru -23-
1.3. Solární tepelné soustavy -33-
1.3.1. Solární soustavy pro přípravu teplé vody -34-
1.3.2. Solární kombinované soustavy pro přípravu teplé vody a vytápění -36-
1.3.3. Solární soustavy pro ohřev bazénové vody -40-
1.3.4. Prvky solárních soustav -41-
1.3.5. Energetické parametry solárních soustav -42-
1.4. Navrhování a bilancování solárních soustav -45-
1.4.1. Potřeba tepla -45-
1.4.2. Návrh plochy solárních kolektorů -49-
1.4.3. Stanovení ročních zisků solárních soustav -53-
1.4.4. Reálné energetické přínosy solárních soustav -56-
2. Tepelná čerpadla -57-
2.1. Základní principy -57-
2.1.1. Přečerpávání tepla -57-
2.1.2. Carnotův oběh -58-
2.1.3. Parní oběh -59-
2.1.4. Diagram reálné pracovní látky (chladiva) -60-
2.1.5. Rankinův oběh -61-
2.1.6. Reálný oběh tepelného čerpadla -63-
2.2. Prvky tepelného čerpadla -65-
2.2.1. Kompresor -65-
2.2.2. Výparník -67-
2.2.3. Kondenzátor -68-
2.2.4. Škrticí (expanzní) ventil -69-
2.2.5. Chladiva -70-
2.2.6. Mazací oleje -71-
2.3. Charakteristiky tepelných čerpadel -71-
2.3.1. Výkonové charakteristiky -71-
2.3.2. Skutečný topný faktor -72-
2.3.3. Podmínka energetické hospodárnosti tepelných čerpadel -72-
2.3.4. Úspora energie a topný faktor -73-
2.4. Nízkopotenciální zdroje tepla pro tepelná čerpadla -74-
2.4.1. Země -74-
2.4.2. Voda -81-
2.4.3. Vzduch -85-
2.5. Navrhování tepelných čerpadel -89-
2.5.1. Návrh výkonu a pokrytí potřeby tepla -89-
2.5.2. Provozní režimy tepelných čerpadel -91-
2.5.3. Akumulační zásobník tepla -92-
2.5.4. Hydraulická zapojení tepelných čerpadel -93-
3. Biomasa -94-
3.1. Původ -94-
3.2. Zdroje biomasy a její energetické využití -95-
3.3. Druhy biomasy pro spalování -96-
3.4. Vlastnosti fytopaliv -96-
3.4.1. Chemické složení -96-
3.4.2. Obsah popela -97-
3.4.3. Další prvky -97-
3.4.4. Vlhkost -97-
3.4.5. Výhřevnost -98-
3.5. Spalování tuhé fytomasy -99-
3.6. Spalovací zařízení na fytomasu -100-
3.6.1. Základní konstrukční uspořádání -101-
3.6.2. Regulace výkonu kotlů na fytomasu -101-
3.6.3. Emise ze spalování fytomasy -102-
3.6.4. Lokální topidla - krby a kamna -104-
3.6.5. Klasické kotle na tuhá paliva -105-
3.6.6. Zplyňovací kotle s ručním přikládáním -105-
3.6.7. Automatické kotle s mechanickým přikládáním -105-
3.6.8. Roštové kotle -107-
3.6.9. Zařízení pro spalování slámy -108-
3.6.10. Fluidní kotle -108-
3.7. Navrhování soustav se zdroji tepla na biomasu -108-
3.7.1. Trojcestný směšovací ventil na vratném potrubí -109-
3.7.2. Akumulační zásobník -110-
3.7.3. Skladovací prostor a manipulace s palivem -111-
Literatura -115-
Přílohy -116-
Příloha A - Střední hodnota slunečního ozáření GT,m -116-
Příloha B - Teoretické denní dávky celkového slunečního ozáření HT,den,teor -117-
Příloha C - Teoretické denní dávky difúzního slunečního ozáření HT,den,dif -118-
Příloha D - Poměrná doba slunečního svitu tr -118-
Příloha E - Střední venkovní teploty te,s a te,p -118-
Příloha F - Diagram chladiva R 134a -119-