Використання сонячних колекторів у системах обігріву приміщень

DOI:10.30857/1813-6796.2018.4.3.

УДК 697.329

РУСУ О. П., ГАЙ Д. О., УСТЕНКО А. Ю.

Одеська національна академія зв’язку ім. О. С.Попова

ВИКОРИСТАННЯ СОНЯЧНИХ КОЛЕКТОРІВ У СИСТЕМАХ ОБІГРІВУ ПРИМІЩЕНЬ

Мета. Визначення найбільш простих способів використання сонячних колекторів для обігріву приміщень.

Методика. Аналіз існуючих технічних рішень використання сонячних колекторів для обігріву приміщень за критерієм простоти інтеграції в існуючі інженерні системи будівель.

Результати. Визначено два способи використання сонячних колекторів для обігріву приміщень, що дозволяють легко інтегрувати їх в існуючі інженерні системи будівель.

Наукова новизна. Обґрунтовано використання повітряних сонячних колекторів для обігріву приміщень як у якості автономних пристроїв, так і у складі інтегрованих опалювально-вентиляційних систем. Обґрунтована інтеграція сонячних колекторів у існуючі системи кондиціонування з використанням у якості теплоносія фреону, що дозволить використовувати їх у опалювальний період.

Практична значимість. Запропоновані способи використання сонячних колекторів можуть стати основою для розробки нових пристроїв та систем для обігріву приміщень, що дозволять зменшити витрати органічних видів палива та рівень екологічного навантаження на довколишнє середовище.

Ключові слова: сонячний колектор, кондиціонер, система обігріву, тепловий насос, альтернативна/сонячна енергетика.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ В СИСТЕМАХ ОБОГРЕВА ПОМЕЩЕНИЙ

РУСУ А. П., ГАЙ Д. О., УСТЕНКО А. Ю.

Одесская национальная академия связи им. А. С. Попова

Цель. Определение наиболее простых способов использования солнечных коллекторов для обогрева помещений.

Методика. Анализ существующих технических решений использования солнечных коллекторов для обогрева помещений по критерию простоты интеграции в существующие инженерные системы зданий.

Результаты. Определены два способа использования солнечных коллекторов для обогрева помещений, позволяющие легко интегрировать их в существующие инженерные системы зданий.

Научная новизна. Обосновано использование воздушных солнечных коллекторов для обогрева помещений как в качестве автономных устройств, так и в составе интегрированных отопительно-вентиляционных систем. Обоснованная интеграция солнечных коллекторов в существующие системы кондиционирования с использованием в качестве теплоносителя фреона, что позволит повысить их эффективность в отопительный период.

Практическая значимость. Предложенные способы использования солнечных коллекторов могут стать основой для разработки новых устройств и систем для обогрева помещений, позволяющих уменьшить затраты органических видов топлива и уровень экологической нагрузки на окружающую среду.

Ключевые слова: солнечный коллектор, кондиционер, система обогрева, тепловой насос, альтернативная/солнечная энергетика.

USING SOLAR COLLECTORS IN THE BUILDING HEATING SYSTEMS

RUSU A. P., GAI D. O., USTENKO A. Y.

A.S. Popov Odessa National Academy of Telecommunications

Purpose. Determination the easiest ways to use solar collectors for building heating.

Methodology. Analysis of existing technical solutions for the use of solar collectors for building heating by the criterion of simple integration into existing engineering systems of buildings.

Findings. Two ways of using solar collectors for building heating making easy to integrate into existing engineering systems of buildings are proposed.

Originality. The use of solar air collectors for building heating both as autonomous devices and as part of integrated heating and ventilation systems is substantiated. The integration of solar collectors into existing air conditioning systems using Freon as a coolant, which will increase their efficiency during the heating season, is substantiated.

Practical. The proposed methods of using solar collectors can be the basis for the development of new devices and systems for building heating, which can reduce the quantity of organic fuels and the level of environmental pressure on the environment.

Keywords: solar collector, air conditioning, heating system, heat pump, alternative / solar energy.

Література

References

1. Lorraine Chow Earth’s Average CO₂ Levels Cross 410 ppm for the First Month Ever. Режим доступу: https://www.ecowatch.com/earth-co2-levels-fossil-fuels-2565799028.html

2. Ніконорова В. Н. Аналіз ефективності впровадження сонячних колекторів в Україні // В.Н. Ніконорова / Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Механізація та автоматизація виробничих процесів». – Випуск 3 (28). – 2016. – С.145 – 147.

3. Проектування. Настанова з розроблення та складання енергетичного паспорта будинків при новому будівництві та реконструкції: ДСТУ-Н Б А.2.2-5:2007. – К.: Мінрегіонбуд. України. – 2008. – 44 с.

4. Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі. Будівельна кліматологія: ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010. – К.: Мінрегіонбуд України. – 2011. – 124 с.

5. Білоус О. М. Методи розрахунку сонячних теплових надходжень / О.М. Білоус // Будівельні конструкції. – 2013. – Вип. 77. – С. 188–191.

6. Andrei-Stelian Air solar collectors in building use – A review / Andrei-Stelian Bejan, Abdelouhab Labihi, Cristiana Croitoru Tiberiu Catalina // E3S Web of Conferences 32, 01003 (2018). – DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/20183201003

7. Putāns H. Solar collector with heat pump / Putāns, H., Ziemelis, I., Jesko, Ž., Kristutis, I //7 th International scientific conference „Engineering for rural development”. – С. 29-30.

8. Poppi S. Solar heat pump systems for heating applications: Analysis of system performance and possible solutions for improving system performance. – KTH Royal Institute of Technology, 2017. – 111 с.

9. Majid Z. A. A. et al. Multifunctional solar thermal collector for heat pump application //Proceedings of the 3rd WSEAS int. conf. on renewable energy sources. – 2009. – С. 342-346.

10. Пахолюк О. А. Дослідження роботи пласких сонячних повітряних колекторів / О.А. Пахолюк, А. Л. Ящинський // Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві. – 2015. – Вип. 4. – С. 139 – 144.

1. Lorraine Chow Earth’s Average CO₂ Levels Cross 410 ppm for the First Month Ever. Access mode: https://www.ecowatch.com/earth-co2-levels-fossil-fuels-2565799028.html

2. Nikonorova V. N. Analiz efektyvnosti vprovadzhennia soniachnykh kolektoriv v Ukraini [Analysis of the effectiveness of the implementation of solar collectors in Ukraine] // V.N. Nikonorova / Visnyk Sumskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. Seriia «Mekhanizatsiia ta avtomatyzatsiia vyrobnychykh protsesiv». – Vypusk 3 (28). – 2016. – P.145 – 147.

3. Proektuvannia. Nastanova z rozroblennia ta skladannia enerhetychnoho pasporta budynkiv pry novomu budivnytstvi ta rekonstruktsii [Designing. Guidelines for the development and assembly of energy passports for buildings under new construction and reconstruction]: DSTU-N B A.2.2-5:2007. – K.: Minrehionbud. – Ukrainy, 2008. – 44 p.

4. Zakhyst vid nebezpechnykh heolohichnykh protsesiv, shkidlyvykh ekspluatatsiinykh vplyviv, vid pozhezhi. Budivelna klimatolohiia [Protection from dangerous geological processes, harmful operational influences, from fire. Construction Climatology]: DSTU-N B V.1.1-27:2010. – K.: Minrehionbud Ukrainy. – 2011. – 124 p.

5. Bilous O. M. Metody rozrakhunku soniachnykh teplovykh nadkhodzhen [Methods of calculation of solar heat revenues] / O. M. Bilous // Budivelni konstruktsii. – 2013. – Vyp. 77. – P. 188–191.

7. Putāns H. Solar collector with heat pump / Putāns, H., Ziemelis, I., Jesko, Ž., Kristutis, I //7 th International scientific conference „Engineering for rural development”. – С. 29-30.

9. Majid Z. A. A. et al. Multifunctional solar thermal collector for heat pump application // Proceedings of the 3rd WSEAS int. conf. on renewable energy sources. – 2009. – С. 342-346.

10. Pakholiuk O. A. Doslidzhennia roboty plaskykh soniachnykh povitrianykh kolektoriv [Research a work of flat solar air collectors] / O. A. Pakholiuk, A. L. Yashchynskyi // Suchasni tekhnolohii ta metody rozrakhunkiv u budivnytstvi. – 2015. – Vyp. 4. – P. 139 – 144.

RUSU ALEXANDER

[email protected];

ORCID: 0000-0002-7315-2537;

Ph.D., Senior Lecturer of the Department of automation of processes and power supply;

A.S. Popov Odessa National Academy of Telecommunications

GAI DMITRY

[email protected]

A.S. Popov Odessa National Academy of Telecommunications

USTENKO ANASTASIA

[email protected]

A.S. Popov Odessa National Academy of Telecommunications