c1-3 surse neconventionale de energie

8/4/2019 C1-3 Surse Neconventionale de Energie

1/17

Conf. dr. ing. Marza Carmen

SURSE NECONVENTIONALE DE ENERGIE

CURS 11. Introducere. Politici energetice. Surse neconventionale de energie.Anii '70 au adus pe plan mondial 0 problema acuta pentru lumea industrializata ~i pentru

oameni - ca beneficiari ai civilizatiei moderne, si anume prima criza energetica majora. Circa undeceniu mai tarziu a urmat si cea de-a doua criza a petrolului, astfel incat s-a impus de la sine, caobiectiv fundamental, gasirea unor solutii care sa inlature acest neajuns. In consecinta, problemaasigurarii resurselor energetice a ajuns sa fie 0 prioritate atat pentru "legiuitorii" tarilor (puternicindustrializate, In special) cat si pentru marile organisme stiintifice internationale, respectiv aliteraturii tehnice de specialitate. Dezbaterile comune au avut un rol impotant In conturareasolutiilor viitoare.

Problema energiei are un caracter international: ea nu mai reprezinta problema unei tarisau a unor grupuri de t an , ci devine 0 problema a intregii lumi, relevandu-se astfel si caracterulei umanist. Impreuna, trebuie conjugate eforturile pentru a oferi solutii reale acestei probleme.

Retrospectiv, putem afirma ca aceasta mobilizare general a a dat rezultate: s-au descoperitno} zacaminte fosile (In special petrol, dar si gaze, carbune), s-a rationalizat utilizarea celorexistente prin elaborarea unor tehnologii moderne, cu consumuri reduse de energie, s-a extinsponderea utilizarii energiei cursurilor de apa (hidro), a celei nucleare, si deosebit de important,s-au depus eforturi pentru gasirea unor surse noi, neconventionale de energie.

In urma Conferintei de la O.N.D. de la Montreal (1979), s-a desprins 0 idee optimista, ~ianume aceea ca "potentialul energetic al planetei este considerabil, trebuie numai reorientataexploatarea lui". Astfel, cand "mari1e energii" devin nesigure, se acorda 0 atentie deosebita"micilor energii". Raspandirea lor mare In spatiu, precum si micimea purtatorilor - suport,constrang la 0 instrumentare speciala In cazul evaluarilor cantitative. Acest neajuns le-a acordatstatutul de nepreferate atata timp cat natura oferea din abundenta energii concentrate sau usor deconcentrat. Dificultatile de concentrare, capt are, stocare, transport ~i valorificare a energiilorneconventionale sunt depasite azi datorita efortului global, declansat, de ce sa nu recunoastem,de instinctul de conservare al omenirii.

Legat de utilizarea surselor noi, se impune sa accentuam faptul ca, solutiile oferite detehnicieni nu pot fi globale, ci vor fi In concordanta cu conditiile si potentialul specific fiecarei .zone de pe glob, respectiv din fiecare tara. De aceea, cercetarea nationala capata un rol

---_.-----~


2/17

important, acela de a adapta solutiile generale pentru cazuri concrete, locale. Pentru ca 0 partedin aceste surse de energie pot avea caracter variabil, se recomanda ca in fiecare tara sa existemai multe variante de producere a acesteia. Legat de acest aspect, a aparut conceptul derezilienta a sistemelor de energie, care exprima rezistenta la soc a sistemelor de energie insituatii exceptionale,

Principalele surse neconventionale de energie sunt:(1) Energia hidraulica ~ obtinerea electricitatii folosind potentialul cursurilor de apa; are uncaracter "curat", este ieftina si pennite amenajarea unor zone agricole cu mari productii; daca seiau masuri indicate pentru evitarea coroziunii solului, regimului de ape care sa nu afecteze fauna~i flora, acestea vor actiona in favoarea omului, al unui nou echilibru om-natura. In tara noastraacopera 30,6% din productia totala interna de electricitate.(2) Energia nucleara ~ obtinerea energiei prin doua metode:~ fisiunea nucleara ~ nucleul, format din protoni ~i neutroni, capteaza un neutron, nuc1euldevenind instabil fisioneaza, adica se rupe in mai multe fragrnente, avand ca rezultat degajareaunei cantitati semnificative de energie. Parra inprezent se cunosc doua nuclee fisionabile, carepot fi considerate drept combustibil nuclear: uraniu U 235 (se gaseste in natura) si plutoniuPu 239 ( nu se gaseste in natura). Reactoarele nucleare de la Cernavoda au la baza aceastametoda, respectiv tehnologia canadiana, avand numele comercial CANDU.~ fuziunea nucleara (fenomen opus fisiunii), prin care nuc1ee usoare se unesc, producandu-senuclee compuse, mai grele si energie. Astfel, prin fuziunea a doua nuc1ee de hidrogen se obtinedeuteriu ~i energie; prin unirea a doi deutroni se obtine un neutron, un izotop al heliului sienergie.

Exista 0 reticenta in privinta implementarii energiei nucleare, datorita unei supraevaluaria riscurilor, care trebuie sa recunoastem ca exista, incepand cu extractia uraniului, preparareacombustibilului nuclear, continuand cu functionarea centralelor nucleare si tratamentulreziduurilor. Omul de stiinta cauta solutii pentru reducerea si monitorizarea acestora.

Tinand cont ca energia nucleara este singura dintre sursele neconventionale care esteapropiata structural de cele clasice (petrol, carbune ~i gaze naturale), se poate grefa laraschimbari majore pe cea existents si este curata, respectiv nu produce poluarea pe care 0 datorarnaltor tipuri de energie (de circa 1000 ori), putem afinna ca va reprezenta sursa viitorului.Orientativ, putem aminti ca Unitatea Ide la Cemavoda (singura finalizata din cele cinciprognozate) asigura cca 10-12 % din consumul electric al tarii.

Mentionez ca sursele (1) si (2) nu reprezinta obiectul cursului actual.


3/17

(3) Energia solara ~ este inepuizabila pe intreaga suprafata a Terrei ~i face parte din categoriaenergiilor curate, nepoluante. Ca dezavantaje a utilizarii ei, ar fi: dispersia sa, energia redusa peunitatea de suprafata, prezentarea de fluctuatii functie de perioade, zone geografice si conditiic1imaterice.(4) Energia eolian a ~ reprezinta 0 sursa de energie neconventionala generata de putereavantului, care practic este constanta in fiecare moment pe ansamblul globului. Din cauzafenomenelor meteo este caracterizata prin neregularitate pe loc si moment. De asemenea, variazaeu inaltimea de la sol si eu altitudinea. De aeeea, este neeesar un studiu riguros anterioramplasarii statiilor eoliene. Reprezinta 0 alternativa care nu pune probleme din punet de vedereal impactului asupra mediului. Un neajuns, dar totusi rezolvabil, este acela legat de nivelul dezgomot pe care 11determina montarea unui Ian! de aerogeneratoare de mare putere.(5) Energia valurilor. Prin energie marina se intelege energia valurilor, a curentilor marini, amareelor si energia termica a apei. In zona litoralului romanesc, eea care prezinta interes esteenergia valurilor de vant. Utilizarea energiei valurilor se afla in faza de pionierat in intreagalume, iar implementarea unor asemenea sisteme nu este prevazuta prea curand datorita unordificultati tehnice, a necesitatii solutionarii locale, a unui aport energetic relativ redus sirtecunoa~terii exacte a impactului asupra florei si faunei marine. Amplasarea corecta aeaptatoare1or ar putea favoriza si alte trebuinte, ca de pilda apararea costiera, adapostirea navelor, .realizarea de constructii hidrotehnice de largo(6) Energia geotermala ~ se poate exploata inzonele bogate in ape geotermale, cu mijloacetehniee re1ativ simple si posibilitati de aplieare la scara industriala, Rezultatele sunt in armonieeu mediul. Pentru ca sursa de energie 0 eonstituie caldura continuta in fluidele geotermale, uzualse folosese pentru incalzirea cladirilor.(7) Energia biomasei. Pe planete.noastra se produc anual 150 miliarde tone biomasa uscata.Pretul biomasei este redus (adica al combustibilului), in schimb instalatiile energetice bazate peastfel de eombustibil sunt costisitoare. Dintre procese1e de conversie a biomasei in energieamintim: Procese Biologice:

~ Hidroliza enzimatica a celulozei;~ Fermentatia anaeroba a materialelor vegetale si a deseurilor animale;-s-Fermentatia aeroba a glucozei;

Procese fizico- chimice:~ Gazeificarea pirolitica;


4/17

_, Hidroliza cu acizi (H2S04, HCl) a celulozei;_, Decorticarea lemnului.

Ca produs de baza ce poate fi valorificat din energia biomasei este biogazul avandcomponenta si capacitate calorica variabila, functie de materia prima utilizata si de procedeele deobtinere,

In cazul folosirii culturilor de plante radacinoase si a materialului lemnos din paduri, seacorda 0 atentie deosebita pastrarii unui echilibru ecologic.(8) Energia degajata in procese chimice _, in aceasta categorie se incadreaza producerea H2prin intermediul pilelor de combustie. Hidrogenul este eel mai simplu element chimic, care segaseste in univers in cantitati abundente, sub forma unor combinatii cu alte elemente (cele maicunoscute ar fi apa - H20, hidrocarburi organice, etc.). Tehnologiile de producere constau indescompunerea materiei prime sau a unor compusi care contin hidrogen. Deocamdata singurulimpediment este acela legat de costurile de productie. Astfel, datorita randamentului ridicat alpilelor de combustie si faptului ca reprezinta 0 forma nepoluanta de energie, producereahidrogenului constituie 0 alternativa atractiva.

Constatam ca surse de energie alternative exista, trebuie doar dezvoltate in timp utiltehnologiile de extractie, captare, conversie, stocare si (eventual) transport. De asemenea, seimpune un studiu laborios privind impactul pe care aceste forme de energie 11 au asupramediului.

Romania este una din tarile care a manifestat interes vis-a-vis de valorificarea acestorenergii si a inteles necesitatea utilizarii surselor neconventionale de energie. Unele dintre studiiau ramas la nivel de cercetare, dar altele au fost aplicate. Spre exemplificare, in Figura anexataeste redata Distributia rezervelor de energie regenerabila pe teritoriul tarii noastre.


5/17

,rIA

UCRAINA

I-energie solaraII-energie solara, energie eoliana;III-energie eoliana, biornasa, hidro;IV-potential ridicat in biomasa.hidro;V-potential ridicat in micro-hidro;VI- potential ridicat pentru energia geotermica;VII- biomasa, micro-hidro;

1!. i~ .n. lilI .','DJ lil'\i~,,""NEAGRi\

VIII- biomasa, energie geotermica, energiesolara

Distributia rezervelor de energie regenerabila pe teritoriul Romanie

B1JLGARli\


6/17

CURS 2

2. ENERGIA SOLAM2.1. Radiatia solara.In unna reactiilor termonuc1eare de transfonnare a hidrogenului in heliu, care au loc in

Soare, la 0 temperatura de cca 20 000 OOOC,se degaja in mod continuu in spatiul cosmic, unflux de energie radianta de cca 8,8x1025 calls (lcal=4.l84J). Studiul spectrului continuu alfotosferei (strat superior al soarelui, sursa celor mai multe radiatii solare), a pennis evaluareatemperaturii straturilor superioare ale Soarelui la cca 5762 K. Se poate deci considera ca radiatiasoarelui este echivalenta cu aceea a unui corp negru aflat la aceasta temperatura. Cantitatea deenergie care vine de la Soare si cade in unitatea de timp pe 0 suprafata unitara dispusaperpendicular pe razele solare, la limita exterioara a atmosferei terestre, numita si constantasolara Eo, este aproximativ 1350 W/m 2. Fluxul de energie radianta care ajunge in continuare pePamant este diminuata prin parcurgerea t.:grin atmosfera la valoarea ~ 900 W1m 2

Atmosfera modifica intensitatea, distributia spectrala si spatiala a radiatiei solare prindoua mecanisme:~ absorbtia, respectiv~ difuzia.

Radiatia absorbita este transfonnata in caldura, iar radiatia difuza este retransmisa intoate directiile in atmosfera.

Radiatia solara este influentata la nivelul suprafetei Pamantului de factori meteorologici,cum ar fi: transparenta atmosferica, nebulozitatea, felul norilor, grosimea si pozitia lor.

In calculele de dimensionare ale instalatiilor solare se cere cunoasterea valorilor radiatieiglobale (directa + difuza) primita pe 0 suprafata orizontala sau sub un unghi oarecare deincidenta - in decurs de 0 zi, 0 luna, un anotimp -, distributia densitatii radiatiei solare, duratade stralucire a soarelui, numarul mediu al zilelor cu cer senin, parametrii aerului exterior(temperatura, umiditate, presiune barometrica), intensitatea si frecventa vantului, precipitatiileatmosferice.

2.2. Posibilitati de conversie a energiei solare in alte forme de energie.Exista patru moduri de conversie a energiei radiante solare:

~ conversia fotomecanica ---+ presupune producerea energiei cinetice; momentan are numaiaplicatii spatiale (vela solara);


7/17

~ conversia fototermica ___.,.oaca un rol deosebit pentru planeta noastra si a contribuit inc1usivla aparitia si dezvoltarea vietii pe Pamant; are aplicatii tehnice legate de generararea caldurii,motiv pentru care prezinta interes, tinand cont de specializarea "Instalatii pentru Constructii";

~ conversia fotochimica ___.,.re ca rezultat obtinerea energiei chimice;~ conversia fotoelectrica ___.,.re ca rezultat obtinerea energiei electrice.

2.3. Captarea energiei solareCaptarea energiei solare se realizeaza prin intennediul captatorului solar. Acesta

reprezinta elementul esential al unei instalatii care transfonna energia radianta solara intr-o altaforma utila de energie. Frecvent se utilizeaza termenul de captator solar pentru a desemna unconvertor heliotermic, care are ca scop principal conversia energiei solare in caldura. De aceea,in continuare, vom folosi tennenul in aceasta acceptiune.

Exista doua categorii de captatoare solare: fara concentrarea radiatiei solare ___.,.a care aria suprafetei ce absoarbe 0 anumita cantitate

de radiatii solare este identica cu aria suprafetei care intercepteaza acea cantitate de radiatiisolare;

cu concentrarea radiatiei ___.,.tilizeaza sisteme optice bazate pe reflexie si refractie pentru amari densitatea fluxului de radiatie care cade pe suprafata de captatre a receptorului; astfel dela densitati ale fluxului de radiatie pe suprafetele absorbante ale receptorului de 1,5-2 kW/m2se poate ajunge la valori de ordinul10 000 kW/m2 prin interpunerea intre receptor si Soare aunui concentrator de radiatii.

In cele ce urmeaza vom face 0 prezentare a captatoarelor plane (din prima categorie),care are urmatoarele avantaje:

utilizeaza atat radiatia solara directa cat si cea difuza;nu necesita orientare precisa spre Soare;au constructie simpla, deci costuri mai reduse;implica 0 intretinere simpla.

Domeniul de aplicare al acestor captatoare este eel al temperaturilor joase 100C), sianume : instalatii de preparare a apei calde, respectiv, instalatii de incalzire, climatizare si uscare.


8/17

Alcatuire:1 placa absorbanta -+ tabla metalica pe care sunt pnnse tuburile care alcatuiesc circuitulfluidului purtator de caldura; e acoperita cu filme subtiri de vopsele de culoare neagra, in vedereacresterii factorului de absorbtie (~90%) si a scaderii factorului de emisivitate.2 suprafata vitrata -+ se compune din unul sau mai muIte randuri de placi de stic1a in grosime de3-4 mm; uzual se folosesc doua randuri: una de stic1a securit, iar a doua din folie de materialplastic. Suprafata vitrata permite trecerea spre placa absorbanta a radiatiei solare cu lungime deunda A =0,3...0.8 J .L si opreste traversarea in sens invers a radiatiei infrarosii emise de suprafataabsorbanta.3 circuitul fluidului purtator de caldura, alcatuit dupa cum urmeaza: pentru apa - tevi de forme simarimi diferite, pentru etilglicol si aer - canale de tabla.4 izolatie termica -+ .materiale cu conductivitati termice mici (vata stic1ata, polistiren), utilizata

(\./pebtru micsorarea pierderilor de caldura a captatorului.5 carcasa, care imbraca elementele componenete ale captatoarelor, realizata din tabla de otelzincat, tabla de aluminiu, tabla de otel vopsita.

Observatie:Pentru imbunatatirea eficientei unui captator plan, se poate recurge la inlocuirea

suprafetei plane a placii absorbante cu 0 suprafata cilindrica sau semicilindrica. Ambele tuburi seexecuta din acelasi material (sticla sau material plastic). De asemeni, pentru cresterea eficienteicaptatorului se poate recurge la vidarea spatiului dintre cele doua tuburi. Aceste captatoarerealizeaza concentrarea partiala a radiatiei. Montarea unui astfel de captator se face astfel incat,axa lui sa fie perpendiculara pe directia razelor solare pentru utilizarea integral a a radiatieisolare.


9/17

2

~~~+-~---7~--~"-- ..~.~.~.--"~~~~~~

3

1

1 suprafata absorbanta; 2 suprafata vitranta; 3 fluid purtator de caldura.

Pierderile de caldura la un captator plan au loc prin transrnisie QT si reflexie QR. Inrnedie, din energia totala Q primita de un captator 45% reprezinta energie utila Qu si 55%pierderi de caldura - cca 24% prin transrnisie si cca 31% prin reflexie.

Daca notam Qe pierderile de caldura spre exterior, rezulta:

Prin raportarea la unitatea de suprafata ~q= qu + qT + qR (2).Stirn ca:

(3),in care,tp= temperatura placii absorbantete= temperatura mediului exteriork = coeficient total de transfer termic (pentru captatoare plane autohtone =4,5...;--5,5W/m2C),

respectiv:(4),

IIIcare,t-= factor optic mediu = produsul echivalent al transmisiei 1 " si a absorbtiei a in ansamblulgeam- placa absorbanta.

Din (2), (3), (4) ~ . =q.r.a-k(tp -tJ (5),

respectiv exprimat in cuvinte, caldura utila reprezinta cota parte din energia solara patrunsa prinzona vitrata la suprafata absorbanta din care se scad pierderile de caldura ale captatorului.

A doua forma a ecuatiei functionale a captatorului (qu) pe care 0 gasim in literatura despecialitate este:


10/17

(6),IIIcare,F= factor de eficienta al captatorului si caracterizeaza calitatea transferului de caldura intre placaabsorbanta si fluid; reprezinta raportul dintre caldura reala utila transferata fluidului purtator decaldura si caldura primita de 0 placa absorbanta considerata izoterma, la temperatura medie tm(ideal, F= 1).

A treia forma a ecuatiei functionale a captatorului este:e. =Fr[q m-k ( t r -tJ] (7),

IIIcare,FT = factor de transport al caldurii sau coeficient de eficienta globala a unui captator plan;reprezinta raportul dintre caldura reala utila transferata fluidului purtator de caldura si calduraprimita de suprafata absorbanta considerata la temperatura egala cu temperatura de intrare afluidului in captator tr.

Principal a masura a performantei unui captator plan este randamentul captatorului.~ Randamentul pe un interval de timp (zilnic, lunar, trimestrial, anual) este:

(8);

~ Randamentul instantaneu:17= Q u = Qu

Q Sq (9),sau

- k (t -t)17=T .a- m eQ (10).

Conform relatiei (10), observam ca daca se doreste obtinerea unui fluid cu temperaturascazuta captatorul va functiona cu randament ridicat si cand se doreste un fluid cutemperatura ridicata, captatorul va functiona cu randament scazut.

- - 1- _


11/17

CURS 3

2.4. Aeumularea energiei soIare.Problema stocarii energiei trebuie analizata privind instalatia tenuoenergetica ca un

sistem compus din unnatoarele elemente:~ captatorul de energie solara;~ unitatea de stocarc a energiei;~ aparatura de conversie a energiei;~ instalatia consurnatoare de energie (principala si auxiliare);~ sistemul de automatizare si control.

Deoarece, energia solara la nivelul scoartei terestre are un caracter variabil, instalatiilecare functioneaza pe baza acestei energii, trebuie sa beneficieze de posibilitatea stocarii(acumularii) acesteia. Stocarea se poate face in diverse moduri, de exempIu, sub forma de:

caldura sensibiia a unui mediu solid (pat de pietre) sau lichid (apa);caldura Iatenta Ia schimbarea de faza a unor sisteme chimice;energie chimica a produselor rezultate dintr-o reactie chimica reversibila.

2.5. Instalatii solare.2.5.1. Instalatii pentru prepararea (inealzirea) apei ealdeAceste instalatii sunt alcatuite din:

~ elementele de baza: captatorul si unitatea de stocare termica;~ alte componente, ca de exemplu: sursa auxiliara de energie, echiparnente pentru circulareaapei si pentru reglarea sistemului, vase de expansiune, vase de aerisire.

al. Sistem eu eireulatie naturala(termosifon)

Apa circula prin convectie natural a intre captator si rezervorul de stocare - datoritadiferentei de densitate care se stabileste prin absorbtia energiei solare. Pentru a evita inversareasensului de circulatie al apei, ceea ce ar conduce la cedarea caldurii stocate catre mediul arnbiant,se va respecta 0 distanta de min 0.3 m intre partea superioara a captatorului si partea inferioara arezervoruIui, sau se va utiliza 0 supapa cu un singur sens.


12/17

sursor--~ Quxil.

de en. cons.A . c .

Rezervorstocore

A.R .Alil'1entore

a2. Sistem en eirenlatie fortata..- A_.c__~ConsuMotor

SenzorteMpero.turo.Co.ptotor

Surso. ouxltlor-ode energie

Rez.stoco.re

I Regula. tor o.PQ senzoro----------~___e_M_p_._ e _ z - , - - ' .A.R ,

'---------~E_ AliMentQre

Intr-un astfel de sistem rezervorul de stocare poate ocupa orice pozitie fata de captator.Circulatia apei intre captator si .srrezervor se asigura prin pompa, care este asistata de unregulator care comanda punerea in functiune a pompei atunci cand temperatura apei la iesirea dincaptator este cu un numar de grade mai mare decat temperatura apei la intrarea in rezervorul destocare.


13/17

Intr-o instalatie pot fi folosite unul sau mal multe captatoare (module) care pot ficonectate in unul din modurilc:

oJpQrQlel

Intr Qr ~ I ' - - - - - - - - - J I I I I I IIesire>

b)serie-PQrQlelIesire>

c)pQrQlel-serie Iesire

~IntrQreIn cazul sistemelor cu circulatie natural a sau fortata, conectarea in paralel a maximum 24

tuburi da rezultate bune.In cazul sistemelor cu circulatie fortata, daca captatoarele insumeaza peste 24 tuburi, este

necesara 0 grupare serie - paralel sau paralel - serie a captatoarelor, fara a avea mai mult de 16tuburi intr-o conexiune paralel.

Rezervorul de stocare poate fi inchis sau deschis. eel deschis duce la ruperea presiunii ininstalatie (inaintea consumatorului), ceea ce impune montarea unei pompe in circuitulconsumatorului; de aceea, mai frecvent se utilizeaza rezervorul inchis (sau de presiune). Acestaeste construit din metal galvanizat, beton sau stic1a fibroasa, este bine izolat termic si trebuie safie vizitabil, pentru intretinere.


14/17

Aria suprafetei totale de captare se calculeaza pomind de la relatia:

in care,M= cantitatea de apa calda necesara zilnic [kg/zi];~T =TAC - TAR [0C];llzi=randamentul mediu zilnic al instalatiei [-0.2 (vara) ...0.7 (iama)];Qzi = valoarea medie a densitatii zilnice a radiatiei solare incidente pe suprafata de captare[Kcal/m2zi]; orientativ, in Romania Qzi = 1300 Kcal/m2zi (iarna) ....6000 Kcal/nr'zi (vara).

2.5.2. Instalatii solare de incalzire a cladirilor.Exista doua sisteme de functionare a instalatiilor folosind energia solara, si anume:

-+ sisteme active, care utilizeaza captatoare cu fluide intermediare si corpuri de incalzire;1Jv-+ sisteme pasive, care folosesc captatoare cu acumilare de caldura (de ex. panouri de beton),

care au si rol de corpuri de incalzire.Incalzirea cladirilor necesita 0 cantitate insemnata de combustibil. In tarile cu c1ima

temperata, cca un sfert din intreaga cantitate de combustibil este destinata incalzirii cladirilor.Incalzirea (pe baza energiei solare) se poate realiza in doua moduri, utilizand:-+ sisteme cu aer -+ mai simple, mai usor de intretinut, nu pun probleme legate de fierbere siinghet, nici de coroziune, dar sunt mai putin eficiente;-+ sisteme cu lichid -+ sunt mai compacte (ca volum), conduc la un consum mai redus deenergie pentru pomparea fluidului purtator de caldura si se adapteaza mai usor sistemului c1asicde incalzire.

In continuare, vom prezenta schematic, cele mai raspandite sisiteme.A. Sisteme activeParticularitati ale acestor instalatii:

fluidul purtator de caldura dispune de un nivel energetic redus 50C);presupune existenta unei surse (clasice) de adaos datorita caracterului aleator al energieisolare;din aceleasi considerente, sunt necesare instalatii de reglaj si automatizare performante;aspectul economic, avand in vedere ca cererea de caldura este maxima, cand energia solara eminima.


15/17

Moduri de funetionare ale instalatiei de inealzire:

RezervorQcuMulQre Qc

COnSUMQtor/(: ~ 1 tL______~ ___1__ 1-I- -- deeat eel furnizat de statia de eaptare;

d) ~ eu cireulatia direeta a agentului intre aeumulatoarele de ealdura si eonsumator, eand statiade eaptare nu poate furniza caldura;

e) ~ in eireuitul fluidului inealzitor, intre aeumulatoar1si eonsumator, se introduce 0 statie deadaos (serie sau paralel), in seopul aeoperirii neeesarului de ealdura la eonsumator.

Uzual, eaptatoarele folosite sunt plane si se monteaza preferabil pe 0 fatada a cladiriiexpusa insoririi, in eombinatie eu eIementele de arhiteetura (fatade dublultriplu vitrate) sau peaeoperis. Aeestea din unna, vor avea incIinarea cat mai aproape de vertieala, 65 - 90C pentru aobtine aporturi de ealdura cat mai mario

Ca agent tennie se utilizeaza fluidul: apa + etilenglieol.Se prefera eorpuri de inealzire tip plafon sau pardoseala radianta (taC50C) sau ventilo-

eonveetoare.B. Sisteme pasiveAeeste sisteme utilizeaza 0 struetura eaptare - stoeare - distributie integrata in elementele

de arhiteetura.


16/17

Sistemul de inealzire solara care foloseste ea element inealzitor peretele - eaptator, poartanumele initiatorilor sai Trombe - Michel.

4

)5

6

1 suprafata eaptatoare - masiv de zidarie, vopsit pe suprafata exterioara eu vopsea neagra; cavarianta, peretele poate avea in struetura cilindri umpluti eu apa (pentru ea apa are calduramasiea de 5 ori mai mare ea betonul); gper =40 - 45 em;2, 3, 4 jaluzele mobile care, funetie de orientare, determina inealzirea sau ventilarea natural a;5 petrete vitrat, aleatuit din 2 (3) randuri de geam;6 spatiu pentru eireulatia aerului.

Suprafata reeeptoare transmite caldura aerului din spatiul 6 determinand 0 cireulatieeonveetiva naturala. De asemeni, fata interioara a peretelui captator eedeaza ealdura prineonveetie si radiatie, eontribuind la incalzirea incaperii.

Un alt sistem de inealzire pasiva este eel eu aeumularea in plansee - Skyterm - utilizatI

pentru inealzirea si climatizarea unor case eu un singur nivel, construite in zone aride.

I X~ X7x X X X X X X x~3~~~~~!=0=~~~~---2

Convectie )'-----1 1 tavan metalie fix (otel);2 saci din material plastic

negro, umpluti eu apa; hstrat~ 25 em;3 Panou izolant deplasabil.


17/17

In timpul iernii, in zilele insorite, razele solare incalzesc apa, apa incalzeste tavanulmetalic, care apoi cedeaza caldura - prin radiatie si convectie, evident daca panoul izolant ~tedeplasat. In timpul noptii panourile sunt readuse deasupra sacilor pentru a evita pierderile decaldura catre mediu. Pe timp de vara, operatiile se inverseaza.

c. Pompe de calduraPompele de caldura constituie, III esenta, 0 instalatie termica, care, folosind energia

electrica pentru actionarea unui compresor, extrage caldura dintr-un mediu (sursa) cutemperatura scazuta si 0 cedeaza altui mediu cu temperatura mai ridicata.

Clirwtizare

c1-3 surse neconventionale de energie

Documents