Βελτιστοποίηση ενεργειακής απόδοσης ηλιοθερμικού συστήματος παραγωγής ζεστού νερού χρήσης

Abstract

Η πτυχιακή μας εργασία μας αποσκοπεί στην βελτιστοποίηση της κτιριακής εξοικονόμησης ενέργειας μέσω της βελτιστοποίηση ενεργειακής απόδοσης ενός ηλιοθερμικού συστήματος παραγωγής ζεστού νερού χρήσης. Στην πτυχιακή μας εργασία θα αναλύσουμε τον τρόπο λειτουργείας των ηλιοθερμικών συστημάτων ,των τύπο τους, την απόδοση τους και θα παρουσιάσουμε μία μελέτη για ένα ηλιοθερμικό σύστημα κλειστού τύπου που θα ελέγχεται μέσω μικροελεγκτή. Θα αναλυθεί το πώς μπορεί μία κεντρική μονάδα εργασίας (στη προκειμένη περίπτωση μικροελεγκτής) να βελτιώσει την απόδοση και την λειτουργικότητα ενός τέτοιου συστήματος. Πιο αναλυτικά στην παρούσα εργασία θα αναλυθούν τα ενεργειακά και παθητικά ηλιοθερμικά συστήματα, ανοιχτού και κλειστού βρόχου. Στην συνέχεια παρουσιάζονται τα επιμέρους τμήματα των ηλιοθερμκών συστημάτων αρχίζοντας από τους ηλιακούς συλλέκτες, τους διάφορους τύπους αυτών, την απόδοσή τους, και τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους. Μετέπειτα συναντάμε τα επόμενα βασικά κομμάτια των ηλιοθερμικών συστημάτων, τους θερμοσυσσωρευτές (γνωστοί και ως Boiler), τις σωληνώσεις του ηλιοθερμικού συστήματος, τα τεχνικά χαρακτηριστικά αυτών καθώς και των τρόπο υπολογισμού της εσωτερικής διάμετρος του. Ύστερα αναλύεται η λειτουργία του κυκλοφορητή , που είναι απαραίτητος για τα κλειστά ηλιοθερμικά συστήματα και τα τεχνικά χαρακτηριστικά του. Ακολουθούν σημαντικές αναφορές σε δύο βασικά στοιχεία ,που είναι απαραίτητα στην λειτουργία των ηλιοθερμικών συστημάτων, το δοχείου διαστολής και τη βαλβίδας εξαερισμού ή ασφαλείας, που εκτός από την αναγκαιότητα τους για την λειτουργία του συστήματος επισημαίνεται και η αναγκαιότητα τους για την ασφάλεια του. Στην επόμενή ενότητα αναλύεται τι είναι ένας μικροελεγτής, η λειτουργία του, τεχνικά χαρακτηριστικά του και που βρίσκουν εφαρμογή στην εποχή μας. Αργότερα περιγράφεται ο μικροελεγκτής που θα χρησιμοποιήσουμε στην εφαρμογή μας και τα τεχνικά χαρακτηριστικά του. Ακολουθεί η ενότητα που παρουσιάζεται μία ιδιοκατασκευή ενός κλειστού ηλιοθερμικού συστήματος που ελέγχεται με μικροελεγκτή. Παρουσιάζονται τα σχέδια του, τα επιμέρους κομμάτια του, τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και το πρόγραμμα του μικροελεγτή που έχει αναλάβει τον έλεγχο του συγκεκριμένου ηλιοθερμικού συστήματος Τέλος κλίνουμε την πτυχιακή μας εργασία με τα αποτελέσματα που έχει ένα ηλιοθερμικό σύστημα για την θέρμανση του νερού για οικιακή χρήση, αναφέροντας την οικονομία που μπορεί να προκύψει σε σχέση με το κόστος των συμβατικών μεθόδων θέρμανσης για τις καθημερινές ανάγκες μίας σύγχρονης κατοικίας.