Alternativní zdroje energie

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

ústav techniky prostředí

Anotace:

Principy a základy využití alternativních zdrojů energie. Sluneční energie. Tepelná čerpadla.

Požadavky:

Základy tepelné techniky.

Absolvování předmětu Technika prostředí

Osnova přednášek:

1. Sluneční energie. Původ sluneční energie, šíření prostorem a dopad na Zemi. Geometrie slunečního záření. Sluneční ozáření a dávka slunečního ozáření na obecně orientovanou a obecně skloněnou plochu.

2. Teoretická a skutečná doba slunečního svitu. Měření. Dávky slunečního záření v ČR a Evropě.

3. Solární tepelné kolektory - druhy (ploché, trubkové, koncentrující, kapalinové, vzduchové).

4. Tepelný výkon solárního kolektoru. Účinnost solárních kolektorů, křivka účinnosti a její zjišťování.

5. Solární tepelné soustavy kapalinové. Výpočet potřeby tepla a stanovení tepelných zisků solární soustavy. Návrh plochy solárních kolektorů pro základní aplikace (příprava teplé vody).

6. Solární pokrytí. Měrné využité zisky solární soustavy.

7. Vodní akumulační zásobníky, zásobníky teplé vody, kombinované zásobníky.

8. Tepelná čerpadla. Základní principy přečerpávání tepla. Carnotův oběh. Rankinův oběh. Skutečný oběh. Prvky tepelných čerpadel - kompresor, výparník, kondenzátor, expanzní ventil, chladiva.

9. Parametry tepelného čerpadla. Topný výkon, chladicí výkon, elektrický příkon. Zkoušení tepelných čerpadel. Topný faktor. Sezónní topný faktor. Minimální topný faktor z hlediska nahrazení primárních paliv.

10. Zdroje nízkopotenciálního tepla pro TČ (vzduch, voda, zemský polomasiv, odpadní teplo). Návrh zemních vrtů. Návrh podzemního kolektoru. Návrh čerpací studny. Návrh průtoku vzduchu.

11. Způsoby provozování tepelných čerpadel (monovalentní, bivalentní, alternativní). Bilancování provozu, intervalová metoda. Sezónní topný faktor. Akumulační zásobníky pro tepelná čerpadla a jejich návrh. Hydraulická zapojení.

12. Pokročilé soustavy s tepelnými čerpadly. Pokročilá zapojení tepelných čerpadel (dochlazovač, chladič přehřátých par).

13. Snižování spotřeby elektrické energie soustav s tepelnými čerpadly kombinací se solárními soustavami.

Osnova cvičení:

Geometrie slunečního záření. Účinnost a výkon solárního kolektoru. Návrh plochy solárního kolektoru pro přípravu TV a vytápění, bilance zisků. Oběh tepelného čerpadla v diagramu p-h. Návrh nízkopotenciálních zdrojů tepla pro tepelné čerpadlo (vrt, zemní kolektory, čerpací studna, odpadní vzduch). Návrh tepelného čerpadla pro dané podmínky (tepelná ztráta objektu, teplotní spád otopné soustavy atd.).

Cíle studia:

Získání teoretického přehledu o způsobech využití alternativních zdrojů energie a základů navrhování aplikací s AZE.

Studijní materiály:

Matuška, T.: Solární tepelné soustavy, STP 2009.

Matuška, T.: Solární zařízení v příkladech. GRADA, 2012

Remmers, K.H.: Velká solární zařízení. Era 2007.

Petrák, Dvořák: Tepelná čerpadla, ČVUT v Praze.

Poznámka:

Další informace:

http://users.fs.cvut.cz/tomas.matuska/?page_id=68

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: