Ηλιακή Θέρμανση - Μύθος ή πραγματικότητα?

[panos09]

quote:Originally posted by CONSTANTINOS
[Δεν το λέω Πάνο για λόγους εντυπωσιασμού επειδή είδα στον ελεγκτή 60 βαθμούς θερμοκρασία κάποια στιγμή στο αισθητήριο των συλλεκτών.
Το λέω για να συγκρίνουμε τις 2 σχολές.

Το ξέρω ακριβώς πως το λες, αφού καταλαβαίνεις & ξέρεις πολλά πιο πολλά από πολλούς "εξπέρ" του είδους.

Και εμείς βλέπουμε μεγαλύτερες μεγαλύτερες θερμοκρασίες τις μέρες που κάνει πιο ζέστη, άρα κλείνει η ενδοδαπέδια, ζεσταίνεται το μπόιλερ, στέλνει ο εναλλάκτης στους συλλέκτες με ας πούμε 45C, γυρνάει με 55C (λέω νούμερα στην τύχη). Το σημαντικό όμως η ενέργεια που παίρνεις, δηλαδή (Τ2-Τ1)*Παροχή και όχι οι επιμέρους τιμές.

Μια μέρα θα κλείσω στο πανελάκι την επιλογή της μεταβλητής ταχύτητας για να δω την διαφορά που κάνει όταν δουλεύει on-off. Αλλά πρώτα πρέπει να διορθώσουμε το θέμα της ροής κάτι που ελπίζω να γίνει μέσα στις γιορτές. (αφού εμείς είμαστε οι μηχανολόγουδραυλικοηλεκτρολόγοεμπόρολογιστες εδώ μέσα[8D])

Το θέμα της ροής δημιουργήθηκε γιατί χρησιμοποιήσαμε για πρώτη φορά σπιράλ ανοξείδωτο σωλήνα χωρίς να υπολογίσουμε τις μεγαλύτερες τριβές που έχει + ότι έχουν "δυναμώσει" τα ανεπίστροφα στα αντλιοστάσια που βάζουμε και έχουν και αυτά αρκετή αντίσταση. (στα συστήματα των πελατών υπολογίζουμε τα πάντα, το δικό μας έγινε με το "εντάξει θα είναι") Θα τοποθετήσουμε λοιπόν ένα νέο αντλιοστάσιο που αντικαθιστά τα ανεπίστροφα με ηλεκτρική βαλβίδα.

Και φυσικά θέλω να συγκρίνουμε τα σύστηματά μας... πως θα αποδειχτεί η συντριπτική ανωτερότητα μας??!! [8D] (αστειεύομαι πάντα!)

[Pirate]

Πάνο αυτές είναι οι τιμές σου που μας πόσταρες σε διαγράμματα. Είναι σε μορφή ώστε να μπορούν να τις καταλάβουν όλοι. Ο πίνακας βασίσθηκε μόνο στα συγκεκριμένα Δts τα οποία πήρες τον συγκεκριμένο χρόνο. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε μόνο το διάγραμμα της ροής που κατά βάση πρόκειται για σταθερή ροή. Δεν χρησιμοποιήθηκε τίποτα άλλο.
Όντως απ' ότι φαίνεται κερδίζεις κάπου 3.800 Wh/m² & ημέρα σε μία θερμοκρασία περιβάλλοντος γύρω στους 10° θα έλεγα;
1. Αναγκάσθηκα να φτιάξω το πινακάκι όχι για να ελέγξω τόσο τις τιμές σου αλλά γιατί δεν μπορώ να καταλάβω τον όρο που χρησιμοποιείς «στιγμιαία ενέργεια». Για μένα δεν υπάρχει στιγμιαία ενέργεια ούτε καθορίζεται. Υπάρχει στιγμιαία ισχύς ναι! Όχι όμως στιγμιαία ενέργεια η οποία φέρει μέσα της τον χρόνο εκ των πραγμάτων. Για παράδειγμα αν πάρουμε κάποια στιγμιαία ισχύ, τότε άλλη ενέργεια θα βρούμε σε 0,1 sec, άλλη σε 0,5 sec, άλλη σε 1 sec κοκ. Στο μεταξύ κάτι άλλο πολύ σημαντικό: η ενέργεια συσσωρεύεται ενώ η ισχύς υπάρχει και μπορεί να είναι στιγμιαία ή να θεωρήσω ότι είναι σταθερή για n στιγμές!
2. Κώστα δεν είναι σταθερών Δts το σύστημα του Πάνου. Δες τον πίνακα που ποστάρησα. Αντίθετα είναι σταθερής ροής! Δες πάλι τον πίνακα. Και μάλιστα ταυτίζεται με τον συντελεστή εκείνον που σας ανέφερα το καλοκαίρι. (Δεν θυμάμαι τώρα πού).

Πάνο. Για μένα το τελικό νούμερο είναι μεγάλο. Άντε να το έφτανα στα 2800 Wh/m² & ημέρα, όχι πάντως στα 3.800!
Be cool counting


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[CONSTANTINOS]

Έχετε δίκιο. Δεν έγραψα σωστά αυτό που ήθελα. Κάποιος νευρώνας ίσως.....


Του Πάνου είναι μεταβλητής ροής ή μπορεί να γίνει σε αντίθεση με τα δικά μου που είναι πάντα σταθερής ροής.


Pirate για να βγεί η απόδοση ενέργειας ποιά δεδομένα είναι απαραίτητα;

Με εκτίμηση. ( Πρόσεχε, άσχετος ).
Κώστας.

[Pirate]

Τα δεδομένα που χρειάζονται είναι: η ακριβής τιμή της σταθερής σου της ροής, και εκτός αυτής να κάτσεις μία μέρα στο boiler και να σημειώσεις ανά 15' την θερμοκρασιακή πτώση μεταξύ εισόδου και εξόδου (από και προς τους συλλέκτες) στη σερπαντίνα του boiler. Όταν μου ποστάρεις έναν τέτοιο πίνακα, εγώ θα σου ποστάρω έναν άλλον ακριβώς ίδιον με τον προηγούμενο που πόσταρα βάσει των δεδομένων του Πάνου. Πρόσεξε όμως: αν με παραμυθιάσεις λίγο στη ροή για παράδειγμα και μου τη δώσεις κατά 25% μεγαλύτερη τότε ως είναι φυσικό θα σου δώσω κι εγώ υψηλότερες αποδόσεις κατα το ίδιο ποσοστό! Το ίδιο θα συμβεί αν μου δίνεις προσαυξημένο Δt. Πάλι θα σου βγάλω σούπερ-Απορροφητικό τον συλλέκτη σου!
Αν μου δώσεις αυτά που βλέπεις θα πάρεις τις πραγματικές αποδόσεις και νομίζω ότι αυτές είναι που ζητάς στο τέλος...

Υ.Σ.
Του Πάνου το παράδειγμα είναι σταθερής ροής. Θα δούμε τι θα συμβεί όταν το γυρίσει σε μεταβλητής κατά πόσο αξιόλογη θα είναι η μεταβολή.


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[panos09]

Καλημέρα,

Pirate έχεις δίκιο, δημιούργησα δικιά μου ορολογία "στιγμιαία ενέργεια".. Για να φτιάξω τις καμπύλες έχω και εγώ ενα πινακάκι σχεδόν ίδιο με αυτό που έφτιαξες και ήθελα να δείξω την "ροή" της ενέργειας και.... βουαλά! νέα τεχνική ορολογία!

Το πινακάκι που έχεις φτιάξει είναι πολύ κοντά στο δικό, με κάποιες διαφορές που ειναι λογικές αφού εσύ διαβάζεις από τα όχι πολύ καθαρά διαγράμματα μου. Η συσωρευμένη ενέργεια ημέρας που βγαίνει στο δικό μου πίνακα είναι 34,170 KWh. Το πανελάκι των ηλιακών δίνει και αυτό μέτρηση σε kWh αλλά χωρίς δεκαδικό. Τις τελευταίες 2 μέρες έχει γράψει 35 kWh/μέρα άρα τα νούμερα ταιριάζουν.

Την ροή την υπολογίζω με αρκετή ακρίβεια ελπίζω παίρνωντας την μέτρηση του ογκομετρητή σε διάφορα χρονικά διαστήματα (στέλνει παλμό/λίτρο στο πανελάκι αλλά έχει και ένδειξη σε μ3).

Με αυτή την κατάσταση και 100% ηλιοφάνεια το σύστημα δουλεύει πρακτικά με σταθερή ροή εκτός από το τέλος της μέρας όταν αρχίζουν κι κρυώνουν οι συλλέκτες και ρίχνει την ροή προσπαθώντας να κρατήσει το ΔΤ σε σωστά επίπεδα.

Μολίς κάνει καμμιά μέρα με συννεφιά θα το φτιάξουμε (έχουμε 6 μέρες στη σειρά με ήλιο!).

[panos09]

Καλή χρονιά σε όλους!

Το αντλιοστάσιο αλλάχτηκε μία βροχερή μέρα οπότε η ροή ανέβηκε από τα 7,39 στα 8,50 lt/min. Περιμέναμε να ανέβει και άλλο αλλά φαίνεται κάτι προκαλεί μεγαλύτερη πτώση πίεσης από ότι λέει η θεωρία.

Από κάτω το διάγραμμα από 31/12 με τα στοιχεία μετά τις 16:00, την ώρα δηλαδή που ο ήλιος πέφτει για να φανεί πως μεταβάλει την ροή όταν πέφτει η θερμοκρασία των συλλεκτών. Τις ώρες με καλή ηλιοφάνεια το σύστημα δουλεύει σε μέγιστη ροή.



Βγάλαμε και τα στοιχεία Δεκεμβρίου.
Ενδοδαπέδια 560 kWh
Ηλιακή ενέργεια 459 kWh ή 1,77 kWh/m2/day
Κατανάλωση pellet 75 κιλά = 286,9 kWh (με 4,5 kWh/κιλό και 85% απόδοση από την σόμπα)
Απο κάτω τα σχετικά διαγράματα.

[dimis]

Είπα και γω... το ξεχάσαμε το θέμα?
Πολύ κατατοπιστικά τα στοιχεία panos09. Αν συνεχίσεις θα βρούμε το σύνολο της χρονιάς. Καλή χρονιά και σε σένα

http://levitostasia.net

[dimis]

Αναφερθήκαμε μέχρι τώρα στις αποδώσεις των συλλεκτών και την ωφέλιμη ενέργεια που συλλέγουμε απ αυτούς.
Υπάρχουν βέβαια διάφορες εκτιμήσεις και συμπεράσματα τα οποία με μια πρώτη ματιά φαίνεται ότι δεν είναι ίδια μεταξύ τους. Αν το καλοεξετάσει όμως το θέμα κάποιος καλός ερευνητής δεν θα βρει μεγάλες διαφορές μεταξύ των συγγραμμάτων αυτού του topic. Νομίζω ότι το κεφάλαιο αυτό της Ηλιακής θέρμανσης (απόδοση συλλεκτών) έχει εξαντληθεί. Θα περιμένουμε βέβαια τα τελικά συμπεράσματα του panos09. Μέχρι τότε όμως ας συνεχίσουμε με τα υπόλοιπα μέρη ενός ηλιακού συστήματος θέρμανσης.

Ένα από τα κυριότερα κεφάλαια είναι αυτό του θερμοδοχείου ή αλλιώς του δοχείου αποθήκευσης.

Καπετάνιε έκανα την εισαγωγή. Προχώρα όταν έχεις καιρό στο κυρίως θέμα. Και προβλέπω «μάχη». Νικητές και στην μάχη αυτή θα ήμαστε όλοι.


Λεβητοστάσια και άλλα

[Pirate]

Πριν γράψω ο,τιδήποτε πρέπει να σου ξεκαθαρίσω μάστορα ότι πιθανότατα θα βγουν και θα γκρινιάξουν κάποιοι που ασχολούνται με το θέμα. Κι αυτό όχι γιατί θα θέλουν να γκρινιάξουν αλλά αυτά που θα διαβάζουν δεν θα υποστηρίζονται από κάποια συγγράματα κάποιων που πρωτοπορούν στην εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας (εμείς σαν έλληνες το χάσαμε το τρένο πλέον). Αυτά που θα γράψω είναι generic από τη λογική μου και μόνο και δεν αναφέρονται σε καμία υπαρκτή τεχνολογία.

Θερμοδοχείο ηλιακής εκμετάλλευσης
Τι να είναι αυτό; Μόνος σου το αποκάλεσες «Δοχείο αποθήκευσης». Δηλαδή δοχείο αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας που στη συνέχεια ταυτίζεται με δοχείο αποθήκευσης θερμικής ενέργειας. (πάει ο όρος «ηλιακής» περίπατο). Δηλαδή ένα θερμομονωμένο καζάνι με ζεστό νερό εν τέλει! Τώρα μάλιστα! Το κατάλαβε κι η γιαγιά μου περί τίνος πρόκειται. Τώρα που καταλάβαμε καλά τι ρόλο παίζει αυτό, τώρα μπορούμε να προχωρήσουμε στην χωρητικότητα του. Πριν πάμε όμως εκεί, καλό είναι να κάνουμε μία διευκρίνηση ώστε να μη συγχέουμε τις δύο έννοιες: Δοχείο αποθήκευσης & Δοχείο συναλλαγής ή άλλως γνωστό ως buffer. Άλλο το ένα και άλλο το άλλο! Ναι αλλά θεωρητικά όμως! Διότι πολλές φορές και κατά τη λειτουργία το δοχείο αποθήκευσης παίζει τον ρόλο του buffer και το αντίθετο! Θεωρώ όμως ότι εδώ πρέπει να πούμε δύο λογάκια γι' αυτούς που δεν γνωρίζουν τι ακριβώς κάνει το δοχείο συναλλαγής ή buffer. Θα το εξηγήσω κι αυτό με τον δικό μου τρόπο. Buffer σημαίνει κάτι που διαμεσολαβεί μεταξύ δύο μαζών που είναι σε κίνηση και η μία μεταδίδει κίνηση στην άλλη με σκοπό να αποκόψει τις τυχόν κινητικές μεταβολές της πρώτης ώστε η άλλη να έχει τον δικό της ρυθμό.
Ας πούμε ένα παράδειγμα: Είμαστε μία ομάδα αχθοφόρων που ξεφορτώνουμε μία νταλίκα. Κιβώτιο με κιβώτιο. Κάνουμε αλυσίδα και ο ένας το πετάει στον άλλον μέχρι τον τελικό που το βάζει πάνω στο ράφι. Κάποια στιγμή οι τρεις τελευταίοι από την αλυσίδα κουράζονται και πέφτει ο ρυθμός τους. Τότε τι ακριβώς συμφέρει να γίνει ώστε να μη μειωθεί ή να μη χαθεί η ενεργτικότητα των πρώτων; Τοποθετούμε ένα μεγάλο κασόνι εκεί όπου ξεκινά το πρόβλημα και λέμε στους πρώτους: εσείς ρίχνετε συνεχώς μέσα στο κασόνι μέχρι να αδειάσει η νταλίκα. Στους δεύτερους λέμε: παιδιά θα παίρνετε μέσα από το κασόνι και θα στοιβιάζετε όσο μπορείτε. Τι θα συμβεί; Το κασόνι θα αρχίσει σιγά-σιγά να γεμίζει και κάποια στιγμή θα αδειάσει και η νταλίκα οπότε θα πάρουμε τα τσακάλια να τα στείλουμε σε άλλη εργασία παραγωγική. Αν έμεναν εκεί και περίμεναν τι θα γινότανε; Θα χανότανε όλος ο χρόνος της δεύτερης παραγωγικής εργασίας.
Το ίδιο συμβαίνει αν έχεις να μεταφέρεις μεγάλο όγκο δεδομένων από τον σκληρό δίσκο του PC στο φλασάκι σου. Το λειτουργικό δίνει αμέσως δεδομένα με κάποιο γρήγορο ρυθμό, γεμίζει ο buffer και συνεχίζουν τα δεδομένα να περιέρχονται μέσα στο φλασάκι με άλλο ρυθμό πολύ πιο αργό.
Κανείς δεν ενοχλείται! Βρίσκει ευκαιρία ο γρήγορος και κάνει τσιγάρο μ' αυτό τον τρόπο!
Τώρα μπαίνει το ερώτημα: ποια η σωστή χωρητικότητα του buffer; Αυτό εξαρτάται από την διαφορά του ρυθμού του γρήγορου με τον αργό. Ας πούμε ένα παράδειγμα: έχουμε ένα δίκτυο νερού που δίνει μία μέση παροχή 3 lit/min με διακυμάνσεις. Θέλει η οικογένεια να κάνει μπάνιο και απαιτείται μία σταθερή παροχή νερού 7 lit/min. Τα μπάνια διαρκούν 1 ώρα συνολικά. Ποιά πρέπει να είναι η ελάχιστη χωρητικότητα του Buffer; Είναι (7 - 3) Χ 60 = 240 λίτρα!
Τώρα που εξηγήσαμε τι ακριβώς είναι το δοχείο αποθήκευσης από την μία και ο buffer από την άλλη νομίζω ότι ήλθε η ώρα να πάμε να δούμε πώς υπολογίζουμε την χωρητικότητα τους και τελειώσαμε.
Το πράγμα απλουστεύθηκε πολύ και νομίζω ότι δεν χρειάζονται ανώτερα μαθηματικά.
Ας ξεκινήσουμε από το Δοχείο αποθήκευσης.
Ας ανατρέξουμε στη λογική και στην παράδοση που έχουμε ως τρισχιλιετής λαός και βάλε. Ας αναρωτηθούμε πότε αποθηκεύει ο κόσμος κάτι; Και αν χρειασθεί να αποθηκεύσει κάτι σε τι ποσότητα θα το ήθελε; Έτσι λοιπόν αν πάρουμε ένα παράδειγμα με αποθήκευση ξύλων για το τζάκι θα κρίνουμε ως παρακάτω: Στις 150 μέρες που έχει ένας χειμώνας ο νοικοκύρης θα ήταν ευχαριστημένος αν μπορούσε να περάσει τουλάχιστον τις 30 ως τις 60 μέρες που θα ήταν οι καταστάσεις σκληρές και δύσκολες για να βρει ξύλα για να θερμανθεί. Συνεπώς με ένα ποσοστό αποθήκευσης από 20% έως 40% ήταν ικανοποιημένος. Κάπως έτσι θα έλεγα ότι λειτουργεί και η ιδέα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας από τον ήλιο. Εκεί σαν σημείο αναφοράς δεν έχουμε την ετήσια ζήτηση αλλά την ημερήσια ζήτηση. Εδώ λοιπόν διαχωρίζουμε δύο (ή μάλλον τρεις) διαφορετικές περιπτώσεις:
1. Σύστημα εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας μέσω ενδοδαπέδιας θέρμανσης.
2. Σύστημα εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας μέσω θερμαντικών σωμάτων ΦΚ π.χ. πάνελς.
3. Σύστημα εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας μέσω κολυμβητικής δεξαμενής (πισίνας).

Ανάλυση των επί μέρους περιπτώσεων:
1. Η ενδοδαπέδια είναι για την ηλιακή ενέργεια η καλύτερη πελάτισσα! Απαιτεί χαμηλής θερμοκρασίας νερό με αποτέλεσμα να αυξάνονται σημαντικά οι αποδόσεις των ηλιακών συλλεκτών. Εδώ το θερμοδοχείο παίζει τον ρόλο του buffer παρά τον ρόλο του δοχείου αποθήκευσης. Γιατί όμως; Ας πούμε ότι τροφοδοτούμε μέσω ηλιακών συλλεκτών μία μικρή ενδοδαπέδια η οποία έχει μία απαίτηση θερμικής ενέργειας 6.000 Kcal/h. Η μέση ηλιακή απορρόφηση είναι 4.000 Kcal/h. Για να μη κόβω την ροή των σωμάτων και έχω συνεχόμενα ξεκινήματα του καυστήρα απαιτώ να έχω τις 6.000 Kcal/h τουλάχιστον για 3 ώρες. Άρα (6000 - 4000) Χ 3 = 6.000 Kcal χωρητικότητα του buffer. Τι σημαίνει αυτό; Για να μετατρέψω το δοχείο από ενεργειακή χωρητικότητα σε ογκομετρική χωρητικότητα τότε θα πρέπει να αποφασίσω ποια θα είναι η θερμοκρασία του νερού μέσα στον buffer. Ας πούμε 45°. Αρα το δοχείο θα πρέπει να περιέχει την ενέργεια των 6.000 Kcal μέσω μιας θερμοκρασιακής διαφοράς 30° (45-15=30). Όγκος δοχείου = Αποθηκευμένη ενέργεια / Δt Άρα όγκος δοχείου = 6000/30 = 200 λίτρα.
Το να αποθηκεύσεις ενέργεια για μία ενδοδαπέδια είναι μία μεγάλη ουτοπία. Αν το ενεργειακό δοχείο των 6000 Kcal σημαίνουν για την ενδοδαπέδια 200 λίτρα όγκος, τότε αυτά είναι ικανά να μας δώσουν μόνο 1 ώρα θέρμανση στο παράδειγμα ή 1000 λίτρα δεξαμενή (τεράστια) να μας δώσουν 5 ώρες θέρμανσης και κάτι τρέχει στα γύφτικα για να έχω αποθηκεύσει συνολικά 30.000 Kcal ή άλλως 4 λίτρα πετρελαίου και να διατηρώ μία δεξαμενή 1000 λίτρα!
2. Προσεχώς
3. Σε σύστημα ηλιακής εκμετάλλευσης για πισίνα δεν θα χρησιμοποιούσα ούτε buffer ούτε αποθήκη θερμού νερού. Θα έκανα άλλο σύστημα! Θα το συνεχίσω κι αυτό εν καιρώ


Στίγμα Μαστροκαπετάνιου

[The Mechanix]

quote:Originally posted by Pirate
Το να αποθηκεύσεις ενέργεια για μία ενδοδαπέδια είναι μία μεγάλη ουτοπία. Αν το ενεργειακό δοχείο των 6000 Kcal σημαίνουν για την ενδοδαπέδια 200 λίτρα όγκος, τότε αυτά είναι ικανά να μας δώσουν μόνο 1 ώρα θέρμανση στο παράδειγμα ή 1000 λίτρα δεξαμενή (τεράστια) να μας δώσουν 5 ώρες θέρμανσης και κάτι τρέχει στα γύφτικα για να έχω αποθηκεύσει συνολικά 30.000 Kcal ή άλλως 4 λίτρα πετρελαίου και να διατηρώ μία δεξαμενή 1000 λίτρα!

Έτσι όπως το θέτεις είναι αλήθεια.. 1000 λίτρα δεξαμενή για 5 ώρες? Too much...

So many beers.... so little time...