Στην παραγωγή θερμού νερού χρήσης, κεντρική θέρμανση, και κλιματισμό χώρων
Τα κλιματικά δεδομένα και οι υπολογισμοί συλλογής της ηλιακής ενέργειας σε κεκλιμένο επίπεδο είναι γνωστά, όπως επίσης και η αξιοπιστία των Ελληνικών βιομηχανιών παραγωγής επίπεδων ηλιακών συλλεκτών. Ωστόσο δεν καταφέραμε μέχρι σήμερα να εκμεταλλευτούμε με τον καλύτερο δυνατό τρόπο την ηλιακή ενέργεια, κυρίως στην θέρμανση των κτιρίων, κάτι που θα έπρεπε να έχουμε κάνει.
Προσπάθειες προς την κατεύθυνση αυτή έγιναν από αρκετούς ερευνητές, οι οποίες όμως όλες οδήγησαν στην υπέρδιαστασιολόγηση των ηλιακών συστημάτων και κατ΄ επέκταση σε αντιοικονομικές κατασκευές με πολύ μικρή δυνατότητα απόσβεσης.
Έτσι η συμμετοχή της ηλιακής ενέργειας στην θέρμανση για πολλούς πέρασε στο περιθώριο, όχι όμως για την FILOKAL η οποία μετά από έρευνα πολλών ετών κατάφερε να επισημάνει και να δώσει την λύση στις βασικές αιτίες που οδηγούν σε αντιοικονομικά ηλιακά συστήματα θέρμανσης.
1η αιτία: Ο υπολογισμός για την διαστασιολόγηση της απαιτούμενης συλλεκτικής επιφάνειας γινόταν με βάση την εγκατεστημένη ισχύ των θερμαντικών σωμάτων του κτιρίου και την θερμοκρασία του νερού λειτουργίας των συλλεκτών, αυτή που ορίζεται από την παγκόσμια βιβλιογραφία.
Η αντιμετώπιση της αιτίας αυτής είναι, η διαστασιολόγιση της συλλεκτικής επιφάνειας πρέπει να υπολογίζεται με βάση το πραγματικό θερμικό φορτίο που προκύπτει από τη διαφορά των επιθυμητών θερμοκρασιών του χώρου και της μέσης μηνιαίας εξωτερικής του ψυχρότερου μήνα της περιοχής.
2η αιτία: Η συμμετοχή της αποθηκευμένης ηλιακής ενέργειας είχε προκαθορισμένες τιμές θερμοκρασιών εισόδου στο σύστημα θέρμανσης και υποτυπώδη αυτοματοποίηση.
Η αντιμετώπιση της αιτίας αυτής είναι, ο έλεγχος λειτουργίας της θέρμανσης να γίνεται με βάση την εξωτερική θερμοκρασία του τόπου, το πρώτο κριτήριο για την συμμετοχή της ηλιακής ενέργειας να είναι (σε κάθε στιγμή λειτουργίας της) η θερμοκρασία επιστροφής του νερού στο λέβητα θέρμανσης.
Υπολογισμός συστημάτων ηλιακής ενέργειας
Η FILOKAL έχει αναπτύξει λογισμικό όπου δίνει την δυνατότητα στον μηχανολόγο μελετητή να υπολογίσει όλες τις παραμέτρους εκείνες που θα τον οδηγήσουν στην σωστή διαστασιολόγηση του συστήματος συμμετοχής της ηλιακής ενεργειας στην θέρμανση κτιρίου, κολυμβητικής δεξαμενής, κεντρικού συστήματος θερμού νερού χρήσης.
Το λογισμικό αυτό είναι:
Α. filo energy solar 1.0. Υπολογισμός απαιτούμενης συλλεκτικής επιφάνειας ηλιακού συστήματος για εγκαταστάσεις θέρμανσης κεντρική – αυτονομία- δαπέδου.
Β. filo energy save 0.1. Υπολογισμός ποσοστού εξοικονόμησης καυσίμων από την λειτουργία της θέρμανσης των κτιρίων με βάση την διαφορά των θερμοκρασιών επιθυμητής του χώρου και εξωτερικού περιβάλλοντος, την ημερήσια χρήση.
Αυτοματοποίηση συστημάτων ηλιακής ενέργειας
Η FILOKAL σχεδίασε και παράγει συσκευές για την ολοκληρωμένη αυτοματοποίηση των συστημάτων συμμετοχής της ηλιακής ενεργειας τόσο στην θέρμανση και κλιματισμό των κτιρίων, όσο και στην παραγωγή ζεστού νερού χρήσης.
Χαρακτηριστικά παραδείγματα φαίνονται στα διαγράμματα 01 και 02 όπου στη συνέχεια γίνεται περιγραφή της ηλεκτρομηχανολογικής συνδεσμολογίας.
1. Μεταφορά και αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας στο δοχείο αποθήκη Β1.
Η μεταφορά του θερμού νερού από τους ηλιακούς συλλέκτες γίνεται από τον κυκλοφορητή ηλιακών συλλεκτών Κ.Η.Σ και ποτέ αντίστροφα με διαφορικό έλεγχο από δυο εβαπτιζόμενους ανιχνευτές θερμοκρασιών Α2 και Τ.Ν.Σ οι οποίοι διαβάζουν την θερμοκρασία του νερού στην θέση που βρίσκονται.
Όταν η θερμοκρασία του ανιχνευτή Τ.Ν.Σ είναι μεγαλύτερη από την θερμοκρασία του ανιχνευτή Α2 τότε ο κυκλοφορητης Κ.Η.Σ ενεργοποιείται μεταφέροντας το θερμό νερό των συλλεκτών στο δοχείο Β1 μέσω του εναλλάκτη. Όταν οι θερμοκρασίες των ανιχνευτών πλησιάζουν να εξισωθούν απενεργοποιείται ο κυκλοφορητής Κ.Η.Σ και η μεταφορά από τους συλλέκτες σταματά. Για να επαναληφθεί ο κύκλος θα πρέπει η θερμοκρασία του ανιχνευτή Τ.Ν.Σ να είναι αρκετούς βαθμούς πάνω από την θερμοκρασία του ανιχνευτή Α2.
2. Παραγωγή και αποθήκευση θερμού νερού χρήσης στο δοχείο αποθήκη Β2.
Η παραγωγή γίνεται αυτόματα με κριτήρια, από δυο πηγές ενέργειας από την αποθήκη Β1 και τον λέβητα θέρμανσης.
Η επιλογή της πηγής γίνεται με βάση την επιθυμητή θερμοκρασία του νερού χρήσης στην θέση του ανιχνευτή Α5. Εάν η θερμοκρασία αυτή είναι μικρότερη από την επιθυμητή, η μεταφορά από το λέβητα θέρμανσης, γίνεται αυτόματα μέσω της ΤΡ.3 (τρίοδος βάνα on/off) και τον κυκλοφορητή Κ.Β με αυτόματη εντολή λειτουργίας του καυστήρα στο λέβητα θέρμανσης. Όταν η θερμοκρασία του νερού χρήσης φθάσει στην επιθυμητή τιμή η παραγωγή από το λέβητα σταματά.
Ο έλεγχος της παραγωγής θερμού νερού χρήσης από το Β1 στο Β2 είναι διαφορικός.
Για να αρχίσει η παραγωγή θα πρέπει η θερμοκρασία του νερού στο σημείο Α6 να είναι μικρότερη της επιθυμητής θερμοκρασίας του νερού χρήσης, η οποία επιβάλλεται να είναι μικρότερη από αυτή του σημείου Α5.
Ο διαφορικός έλεγχος παραγωγής από το Β1 στο Β2 γίνεται μέσω των ανιχνευτών Α6 και Α4 που βρίσκεται στο δοχείο της αποθηκευμένης ηλιακής ενέργειας. Η μεταφορά από το Β1 στο Β2 γίνεται μέσω της ΤΡ.3 και τον κυκλοφορητη Κ.Β. Όταν η θερμοκρασία του νερού χρήσης φθάσει στην επιθυμητή τιμή του σημείου Α5 η παραγωγή σταματά.
3. Αυτόματος έλεγχος ανακυκλοφορίας θερμού νερού χρήσης.
Ο έλεγχος της ανακυκλοφορίας έχει δυο κριτήρια ( βλέπε δοχείο αποθήκη Β2. )
• Την θερμοκρασία του νερού χρήσης στο σημείο Α7, από την οποία εξαρτάται η εκκίνηση του κυκλοφορητή ανακυκλοφορίας Κ.Ε.
• Την θερμοκρασία της επιστροφής του νερού χρήσης στο σημείο Α8, από την οποία εξαρτάται η παύση του κυκλοφορητή ανακυκλοφορίας Κ.Ε.
Ο έλεγχος της ανακυκλοφορίας σε μεγάλα δίκτυα διανομής είναι απαραίτητος γιατί είναι δεδομένο ότι το 25% περίπου της αποθηκευμένης ενέργειας αναλώνεται στην ανακυκλοφορίας του θερμού νερού χρήσης.
Η αυτοματοποίησή της εξασφαλίζει την άμεση χρήση του θερμού νερού και περιορίζει στο απόλυτα αναγκαίο την λειτουργία του κυκλοφορητή χρονικά.
4. Συμμετοχή ηλιακής ενέργειας στην θέρμανση των κτιρίων.
Η συμμετοχή της ηλιακής ενέργειας στην θέρμανση εξαρτάται αποκλειστικά και μόνο από την θερμοκρασία του νερού το σημείο Α1 (επιστροφής από τα θερμαντικά σώματα, σχέδιο 01 ή την επιστροφή του νερού της θέρμανσης δαπέδου, σχέδιο 02).
Ο έλεγχος μεταφοράς είναι διαφορικός, όταν η θερμοκρασία του σημείου Α2 που βρίσκεται στο δοχείο αποθήκη Β1 είναι κατά μερικούς ή περισσότερους βαθμούς C μεγαλύτερη του σημείου Α1. Η τρίοδος βάνα ενεργοποιείται και οδηγεί την ροή του νερού επιστροφής της θέρμανσης στο δοχείο αποθήκη Β1 πριν επιστρέψει στο λέβητα θέρμανσης. Όταν οι θερμοκρασίες στα σημεία Α1 και Α2 τείνουν να εξισωθούν η ΤΡ.1 οδηγεί το νερό επιστροφής κατ΄ ευθείαν στο λέβητα θέρμανσης.
5. Αυτόματη μεταγωγή της ηλιακής ενέργειας στον κλιματισμό.
Κατά τους θερινούς μήνες όπου δεν έχουμε θέρμανση παρά μόνο την παραγωγή θερμού νερού χρήσης από το ηλιακό σύστημα μπορούμε να οδηγήσουμε την πλεονάζουσα ενέργεια σε απορροφητικό σύστημα βρομιούχου λιθίου/νερό για τον κλιματισμό χώρων.
Η αυτοματοποίηση συστημάτων συμμετοχής της ηλιακής ενέργειας, όπως παραπάνω περιγράφεται, είναι δυνατή μόνο μέσω των συσκευών της σειράς Universal 1000 και 2000 της εταιρίας FILOKAL.
Συμπεράσματα ερευνητικής εργασίας μελέτης
Ο υπολογισμός των θερμικών απωλειών στα κτίρια με βάση την διαφορά των θερμοκρασιών, επιθυμητής του χώρου και της μέσης μηνιαίας του εξωτερικού περιβάλλοντος προσδιορίζει το πραγματικό θερμικό φορτίο.
Ο έλεγχος λειτουργίας της θέρμανσης των κτιρίων με βάση το πραγματικό θερμικό φορτίο οδηγεί στην ορθολογική διαχείριση των καυσίμων.
Η ορθολογική διαχείριση οδηγεί στην εξοικονόμηση των καυσίμων θέρμανσης σε ποσοστό από 30% έως 40%.
Ο υπολογισμός της απαιτούμενης συλλεκτικής επιφάνειας του ηλιακού συστήματος θέρμανσης των κτιρίων με βάση το πραγματικό θερμικό φορτίο οδηγεί σε οικονομικότερες εφαρμογές.
Με τον συνδυασμό, ορθολογικής διαχείρισης και συμμετοχής της ηλιακής ενεργειας στην θέρμανση, η δυνατότητα εξοικονόμησης των καυσίμων στην χώρα μας ξεπερνά το ποσοστό του 65%.
Για όσους ενδιαφέρονται ν΄ ασχοληθούν με την συμμετοχή της ηλιακής ενέργειας στη θέρμανση χώρων, κολυμβητικών δεξαμενών και άλλες χρήσης, η FILOKAL παρέχει:
1. Το filo energy save 0.1, πρόγραμμα για την εκπόνηση μελέτης εξοικονόμησης καυσίμων θέρμανσης κτιρίου με βάση την εξωτερική θερμοκρασία του τόπου.
2. Σεμινάρια επιμόρφωσης τεχνικών στελεχών επιχείρησης.
3. Πλήρη τεχνολογική κάλυψη.
Περισσότερες πληροφορίες: www.filokal .com
