MAGAZYNOWANIE ENERGII CIEPLNEJ NA POTRZEBY BUDOWNICTWA JEDNORODZINNEGO

Problem magazynowania energii cieplnej jest równie istotny jak problem absorpcji promieniowania słonecznego. Globalnie ilość energii słonecznej padającej na powierzchnię domku jednorodzinnego w ciągu roku jest wystarczająca dla zaspokojenia potrzeb związanych z ogrzewaniem i przygotowaniem c.w.u.
Główną niedogodnością ograniczającą możliwości wykorzystania energii jest nierównomierność promieniowania słonecznego w zależności od pogody, pory dnia i roku.

tmpf357-2Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania i przygotowania c.w.u. dla domku jednorodzinnego a promieniowanie słoneczne w cyklu rocznym

tmpf357-1 Zapotrzebowanie na ciepło do ogrzewania w styczniowy pogodny dzień, a natężenie promieniowania słonecznego w tym dniu.

Dla skompensowania nierówności dostaw energii promieniowania słonecznego korzysta się z konwencjonalnych źródeł energii skojarzonych z systemem grzewczym wykorzystującym energię słoneczną i zasobnikami ciepła. Zasobniki magazynujące ciepło na okres od jednej doby do kilku dni nazywane są krótkoterminowymi. Długoterminowe wyrównują różnice w podaży i zapotrzebowaniu na energię cieplną w cyklu rocznym. W dotychczasowych magazynach rozwiązywano problem gromadzenia energii przez:
1)    podwyższenie temperatury użytego czynnika o określonej pojemności cieplnej (ciepło wyczuwalne),
2)    przemiany fazowe czynnika lub reakcje chemiczne zachodzące wewnątrz materiału (ciepło utajone),
3)    substancje, w których zachodzą odwracalne reakcje fizyczne (pompy cieplne).

Porównanie typów magazynów energii cieplnej

Magazyny na ciepło wyczuwalne Magazyny na ciepło utajone Magazyny

chemiczne

Woda Skała Na2SO4  x 10 H2O NH4Br(s) = NH3(g) + HBr(g)
Ciepło właściwe z 1 m³ (kJ/m³) 209 x 10³ 107×10³ 552 x 10³ 5540 x 10³
Masa potrzebna do zmagazynowania 4,18 x 106 kJ energii (kg) 2 x 104 10 x 104 1,18 x 104 0,22 x 104
Objętość potrzebna do zmagazynowania 4,18 x 106 kJ energii (m³) 20 39 7,6 0,9

Porównanie trzech typów magazynów ciepła, w których zmagazynowano równą ilość energii cieplnej — 4,18 x 10 kJ, daje możliwość zobrazowania korzyści płynących ze stosowania zasobników chemicznych, czy wykorzystujących przemiany fazowe.
Z powyższej tablicy wynika, że do magazynowania ciepła najlepiej nadają się materiały akumulujące energię w postaci ciepła utajonego lub związki chemiczne wydzielające ciepło przy rozpadzie lub łączeniu.

Dodaj komentarz