СИСТЕМА ЗАХИСТУ ВІКОН ВІД СОНЯЧНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ З ОДНОЧАСНИМ ОТРИМАННЯМ ВОДИ ДЛЯ ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1813-5420.4.2020.233594Ключові слова:
захист від перегріву приміщень, охолодження повітря, побутове водопостачання, енергоефективність, сонячна радіація, енергозбереження, збереження навколишнього середовищаАнотація
Проблеми. Влітку вікна пропускають у приміщення велику кількість сонячної енергії, що спричинює додаткові витрати на охолодження повітря за допомогою кондиціонування. Відомо, що межею комфорту є температура 26oС. Для зниження температури використовуються кондиціонери, яким на 10 м2 житла потрібно 0,3 ... 0,5 кВт електричної потужності. Дослідження стосується захоплення сонячної енергії водою та використання її для побутових водних потреб (ГВП).
Мета дослідження. Експериментальна перевірка запатентованих розробок та розрахунки кількості гарячої води, що отримується на добу, економії енергії та економічних показників.
Методи реалізації. Експерименти проводились на південному вікні кімнати, з перекачуванням води насосом та періодичним вимірюванням температури повітря та води на виході з системи ртутним термометром. Розрахунки проводились із використанням методів, розроблених авторами. Дослідження проводились протягом трьох днів листопада. Температура всередині коливалася в приміщенні від 19 до 23 ° C. Система працювала в циркуляційному режимі на резервуарі для водної батареї, розташованому під поглиначем. Ізоляція поглинача з боку кімнати була зроблена з прозорої харчової плівки.
Результати досліджень. Температура води досягала 45 ° C за 1,5-2 години. Споживання води посилюється завдяки ефекту термосифона, коли вода рухається знизу вгору. У ясний день весни та осені ви можете нагріти на 50-70% більше води, ніж середній за середній день місяців теплої пори року. Для приготування гарячої води з 1 м2 поглинача можна отримати 45-50 кВт · год тепла за кожен місяць з березня по вересень, беручи до уваги хмарність. Підраховано економію від використання гарячої води та від зменшення споживання електроенергії в кондиціонері.
Висновки. Термін окупності системи, враховуючи вартість тепла для ГВП та економію електроенергії для електричного кондиціонера, становить приблизно 4-5 років. Вартість системи близька до вартості домашнього кондиціонера для приміщення з єдиним вікном, орієнтованим на південь. Щодо фактору енергозбереження, додатковою перевагою є екологічність системи порівняно з кондиціонером.
Посилання
Web-source «OKNA.ua». Article «Windows: Sun protection».
URL: https://okna.ua/ua/library/vikna-zakhyst-vid-sontsya (refresh date: 20.03.2021).
Web-source «SUNNY». Article «Sun protection on the window: what is better to choose?».
URL: https://sunny-tm.com/uk/blog-headlines/articles/zashchita-na-okno-ot-solnca-chto-luchshe-vybrat (refresh date: 21.03.2021).
Benjamin D.Hattona, Ian Wheeldon, Matthew J.Hancock, Mathias Kolle, Joanna Aizenberg, Donald E.Ingber «An artificial vasculature for adaptive thermal control of windows». – Solar Energy Materials and Solar Cells Volume 117, October 2013, pp. 429-436.
Web-source «Atmosfera». Article «Photoelectric hot water supply».
URL: https://www.atmosfera.ua/uk/rishennya/sistemi-fotoelektrichnogo-garyachogo-vodopostachannya/ (refresh date: 22.03.2021).
Web-source «Solency». Article «Solar water heating».
URL: https://solensy.com.ua/solar-water-heating/ (refresh date: 22.03.2021).
Puhoviy І., Makhrov М. Method of protection against overheating and use of passive solar heating system and windows for hot water supply in summer, Stalemate. Of Ukraine on k. M. No 118236. Published: 25.07.2017, IPC: F24J 2/42.
Puhoviy І., Makhrov М. Method of protection against overheating and use of windows for hot water supply in summer, Stalemate. Of Ukraine on k. M. No 135091. Published: 10.06.2019, IPC: F24S 20/00, F24D 17/00, F25B 35/00.
Puhoviy І., Makhrov М. System of protection against overheating of rooms in the summer through windows and stained-glass windows of passive systems of solar heating. Abstracts of the XVI International Scientific and Practical Conference of Postgraduates, Undergraduates and Students "Modern Problems of Scientific Support of Energy" Kyiv, April 2018 – «Polytechnic». -2018. – Т.1. – 200 p.
Puhoviy І., Novakivsky E. Energy obtained from solar radiation in different climatic and geographical zones of Ukraine, taking into account cloudiness and its dependence on the orientation of solar collectors // Renewable energy. – 2006. - No 4. – pp. 28 – 36 p.
Puhoviy І., Novakivsky E. Orientation coefficients of solar collectors in relation to the southern direction depending on the orientation for the conditions of Ukraine. Scientific news of NTUU KPI. -2012.- No1.- pp. 15-21.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).