Проветриватель для теплицы на основе парафина сделать самому

необходимость проветривания и устройство автоматического открывания, автооткрыватель для форточки своими руками

Схемы проветривания

Теперь поговорим о том, как разрабатывать схемы автоматического проветривания тепличных помещений. Этот момент очень важен, так как от него зависит урожайность растений и их комфорт. При больших объемах помещения, обычно используются довольно сложные схемы устройства, которые максимально учитывают значение различных характеристик. Однако подобная автосистема для проветривания тепличных помещений не будет столь насущной для не очень большой конструкции домашнего типа.

Наиболее распространенными схемами можно назвать следующие:

одностороннее проветривание – через две или большее количество форточек, расположенных рядом, либо фрамуги;

сквозное – два одновременно открытых окна либо двери, расположенные на различных сторонах постройки;
независимое – каждый элемент, оснащенный необходимым оборудованием, открывается вне зависимости от других;
механизм, подключенный к блоку управления, который будет брать в расчет несколько параметров в зависимости от настройки и характеристик оборудования, и который работает по определенному алгоритму.

Подбор различных механизмов проветривания будет зависеть от типа постройки, а также от целей, которые будет преследовать хозяин теплицы.

Как устроен термопривод

В теплице воздух должен постоянно обновляться, но в то же время температура в ней падать не должна.

Некоторые хозяева защищенных сооружений просто приоткрывают на время двери и окна теплицы. Это становится причиной появления сквозняков, которые вредят растениям, иногда это приводит к гибели капризных культур.

Постоянно открытие и закрытие окон для вентиляции требует постоянного присутствия хозяина теплицы на участке. Но работающие люди делать это не могут. В этом случае выручает термопривод – небольшое автоматическое приспособление, при необходимости регулирующее положение форточек.

Внутри цилиндра устройства залита жидкость – циклогексанол. Когда воздух нагревается до определенной температуры, эта жидкость сильно расширяется, а при похолодании сужается. Она заполняет цилиндр и воздействует на поршень, который давит на шток, он и перемещает дверь или форточку.

Вариант Гамма: термопривод для теплицы своими руками по белорусскому рецепту ↑

Этот автомат придумали в Минске. В отличие от рассмотренных выше вариантов он предназначен не для боковой фрамуги, а для подъемной рамы на крыше тепл

Накопление солнечной тепловой энергии с использованием парафинов в качестве материалов с фазовым переходом для кондиционирования воздуха в застроенной среде

1. Введение

В качестве одного из основных потребителей энергии на здания приходится около 45% мирового потребления энергии с аналогичной долей теплиц. выбросы газов [1]. В связи с увеличением населения, урбанизацией, экономическим ростом и повышением качества жизни потребление энергии в строительном секторе продолжает расти. Исследование Международного энергетического агентства [2] показало, что без принятия мер спрос на энергию в зданиях может увеличиться на 30% к 2060 году.Значительная часть спроса на энергию от зданий приходится на строительные услуги, включая отопление, вентиляцию и кондиционирование (HVAC) и горячее водоснабжение (DHW) [3], в которых потребность в энергии для HVAC, по прогнозам, увеличится более чем на 70%. % с 2010 по 2050 год [4]. С последних десятилетий интеграция возобновляемых источников энергии получила широкое признание как одно из эффективных решений для снижения энергопотребления систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в зданиях, особенно использования солнечной тепловой энергии.Как один из наиболее привлекательных источников возобновляемой энергии, солнечная тепловая энергия является не только идеальным источником тепла для прямого обогрева помещений, но также может использоваться для обеспечения возобновляемого охлаждения (например, абсорбционного / адсорбционного охлаждения). Однако из-за того, что солнечная энергия является непостоянной, интеграция солнечных тепловых систем с накопителями тепловой энергии (TES) имеет важное значение для рационализации управления энергопотреблением [5]. Среди различных технологий TES все большее внимание уделяется TES с использованием материалов с фазовым переходом (PCM).ПКМ - это вещества, которые могут поглощать, накапливать и выделять большое количество тепловой энергии в узком температурном диапазоне посредством фазовых переходов [6], в которых твердо-жидкие ПКМ с существенными альтернативами и небольшим изменением объема во время процесса фазового перехода вполне подходят. подходит для приложений TES во встроенной среде [7]. По сравнению с явным накоплением тепла, TES с использованием PCM не только показывает значительное уменьшение объема накопления [8], но также позволяет использовать тепловую энергию при относительно постоянных температурах [9].

ПКМ в основном подразделяются на органические, неорганические и эвтектические материалы, в которых органические ПКМ могут быть дополнительно классифицированы как парафины и непарафины [10], как показано на рисунке 1. Как и ПКМ, парафины имеют широкий диапазон температур фазового перехода. [11], охватывающий диапазон температур от минусовых до более 100 ° C [12]. Помимо желаемых диапазонов температур фазового перехода, парафины обладают такими преимуществами, как конгруэнтный фазовый переход, самозарождение во избежание переохлаждения, некоррозионная активность, долговременная химическая стабильность без сегрегации и коммерческая доступность при разумных затратах [13, 14].Однако парафины обладают горючестью, низкой теплопроводностью и относительно невысокой объемной скрытой теплоплотностью [15, 16].

Рис. 1.

Классификация ПКМ.

Благоприятные температуры фазового перехода парафинов с температурами фазового перехода около и выше 60 ° C, вместе с другими вышеупомянутыми преимуществами, делают его одним из желаемых кандидатов для солнечной TES в искусственной среде для облегчения солнечной системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. и производство горячей воды.В этой главе основное внимание уделяется солнечным ТЭС с использованием ПКМ на основе парафина (с температурой фазового перехода от 60 ° C и выше) для облегчения кондиционирования воздуха в помещениях в застроенной среде. Эта глава структурирована следующим образом: Раздел 2 представляет собой обзор солнечной TES с использованием парафиновых PCM, которые могут использоваться для облегчения кондиционирования воздуха в помещении. В разделах 3 и 4 представлены два тематических исследования систем солнечного лучистого отопления и адсорбционного охлаждения с парафиновыми ПКМ, соответственно.Раздел 5 содержит краткое содержание этой главы.

2. Обзор накопления тепловой энергии с использованием ПКМ на основе парафина в зданиях

Существует два основных популярных подхода к использованию парафинов в качестве ПКМ в строительной среде. PCM на основе парафина могут быть интегрированы с солнечными тепловыми коллекторами для повышения тепловой эффективности системы, в то же время они служат в качестве TES на объекте. В качестве альтернативы, они могут использоваться как независимые блоки TES, соединенные с солнечными тепловыми коллекторами, для обеспечения непрерывной подачи тепла для потребителя.В обоих подходах сначала необходимо выполнить загрузку парафинов с выделенным теплом, а затем отбор тепла с использованием теплоносителей (HTF) для конкретных применений (например, для обогрева или охлаждения помещений). Соответственно, следующий обзор в основном разделен на два подраздела по двум этапам. Использование парафина PCM TES в различных солнечных системах горячего водоснабжения также обсуждалось и было включено в первый подраздел, так как существует потенциальное использование горячей воды, произведенной для работы систем кондиционирования воздуха.PCM на основе парафина, используемые для TES в искусственной среде в этом обзоре, сведены в таблицу 1.

Индекс	PCM	Температура фазового перехода	Местоположение приложения	Приложение	Ref.
1	RT65	55–66 ° C	Солнечный коллектор - плоский	Водонагреватель	[19]
2	Парафин	58.7–60,5 ° C	Солнечный коллектор - плоская пластина	Нагрев воды	[20]
3	Парафин	64 ° C	Солнечный коллектор - откачанные трубы	Нагрев воды	[22]
4	Tritriacontane	72 ° C	Солнечный коллектор - откачанные трубы	Нагрев воды	[23]
5	Парафин	58–62 ° C	Солнечный коллектор - откачанный трубы	Нагрев воды	[24, 25]
6	Парафин	60 ° C	Блок TES - насадочный слой и резервуар HTF	Водонагреватель	[28]
7	Парафин	62 ° C	Блок TES - набивной слой и резервуар HTF	Нагрев воды	[29]
8	Парафин	60 ± 2 ° C	Блок TES - H Бак TF	Нагрев воды	[30]
9	Парафин	55–62 ° C	Блок TES - бак HTF	Нагрев воды	[31]
10	Парафин	60–62 ° C	Блок ТЭС - уплотненный слой и теплообменник	Водонагреватель	[32]
11	Парафин	56.06–64,99 ° C	Блок ТЭС - теплообменник	Водяной нагрев	[33]
12	Парафин	60 ° C	Блок ТЭС - теплообменник	Воздухонагреватель	[34]
13	RT65	55–66 ° C	Блок TES - набивной слой	Водонагреватель	[21]
14	RT60	55–61 ° C	Блок TES - теплообменник	Охлаждение твердым адсорбентом	[35]
15	RT65	57–68 ° C	Блок TES - теплообменник	Охлаждение твердым адсорбентом	[35]
16	RT70HC	69–71 ° C	Блок ТЭС - теплообменник	Охлаждение твердым адсорбентом	[35]
17	Парафин	67.2 ° C (оптимальное значение)	Блок ТЭС - теплообменник	Охлаждение твердым адсорбентом	[36]
18	RT82	77–85 ° C	Блок ТЭС - теплообменник	Жидкий десикант охлаждение	[37, 39]
19	RT100	99 ° C	Блок TES - теплообменник	Охлаждение жидким адсорбентом	[40]
20	Парафин	6– 62 ° C	Ограждающие конструкции	Напольное отопление с помощью лучистого отопления	[41]

Таблица 1.

Сводка парафинов, используемых в качестве PCM для TES в искусственной среде.

2.1 Накопление солнечной тепловой энергии с использованием ПКМ на основе парафина

2.1.1 Интеграция ПКМ на основе парафина с солнечными тепловыми коллекторами

Интеграция ПКМ с солнечными коллекторами может не только снизить самую высокую температуру солнечных коллекторов, тем самым продлив срок службы [17] и повышение теплового КПД системы [18], но также и сохранение тепла на месте [19]. Например, парафин с температурой фазового перехода около 60 ° C был улучшен с помощью добавок наночастиц Cu и ламинирован в плоском пластинчатом солнечном коллекторе Аль-Кайемом и Лином [20] для применения в нагревании воды.Экспериментальное исследование показало, что значительное улучшение теплового КПД было достигнуто за счет добавления парафина в солнечный коллектор; однако улучшение теплопроводности с использованием наночастиц Cu показало ограниченные преимущества. Haillot et al. Подготовили ряд композитов ПКМ / сжатый расширенный природный графит (CENG), которые интегрировали под плоский солнечный водонагреватель. [19, 21] для улучшения тепловых характеристик. Характеристика ряда кандидатов ПКМ показала, что композит ПКМ на основе парафина, т.е.е. RT65 / CENG был наиболее подходящим материалом для использования из-за его высокой термостойкости, проводимости и плотности хранения. Было обнаружено, что солнечная доля системы с использованием композита RT65 / CENG может быть эффективно увеличена летом; тем не менее, зимой была обнаружена низкая доля солнечной энергии из-за высоких потерь тепла плоскими солнечными коллекторами.

Что касается низких потерь тепла, интеграция ПКМ на основе парафина с вакуумными трубчатыми коллекторами представляется более перспективной. Например, парафиновый воск с температурой плавления 67 ° C был залит в коллектор солнечных коллекторов с вакуумными трубками и тепловыми трубками в качестве блока PCM TES Naghavi et al.[22] для повышения производительности горячего водоснабжения. Численное исследование показало, что предлагаемая система с ПКМ может поддерживать высокий тепловой КПД 55–60%, который был менее чувствителен к изменению расхода воды на водозаборе по сравнению с традиционной системой ГВС без ПКМ ТЭС. Тритриаконтан (то есть C33H68) и эритритол были интегрированы в откачанные пробирки одновременно Papadimitratos et al. [23], чтобы получить функцию аккумулирования тепла при одновременном повышении теплового КПД системы.Проведена серия экспериментов на солнечных водонагревателях ПКМ. Результаты показали, что откачанные пробирки со встроенным парафином (т. Е. Тритриаконтаном) превзошли пробирки с эритритом в нормальном режиме работы с непрерывной циркуляцией воды из-за надлежащей температуры фазового перехода около 72 ° C. Также было обнаружено, что тепловой КПД был улучшен на 26% при нормальной работе за счет одновременного использования обоих PCM по сравнению с традиционным солнечным водонагревателем (SWH) без использования PCM.Парафиновый воск с температурой плавления 58–62 ° C использовался в качестве ПКМ и заполнялся в вакуумированные трубки для хранения тепловой энергии Abokersh et al. [24]. Передача тепла между водой и PCM обеспечивалась различными U-образными теплообменниками с ребрами внутри откачанных труб и без ребер соответственно. Экспериментальные испытания показали, что общая энергоэффективность может быть улучшена на 35,8 и 47,7% для вакуумных трубок с РСМ с ребрами и без них, соответственно, по сравнению с традиционной системой SWH с принудительной рециркуляцией.Дальнейшее исследование [25] показало, что даже использование ребер препятствовало конвективной теплопередаче внутри расплавленного ПКМ во время процесса зарядки, и их существенный вклад в улучшение теплопередачи во время процесса разрядки ПКМ улучшал общую энергоэффективность системы.

2.1.2 Использование парафиновых PCM в качестве блоков TES

Когда PCM использовался независимо от солнечных тепловых коллекторов, одним из сценариев является установка компонента PCM TES в резервуарах теплоносителя для обеспечения гибридного накопления явной и скрытой теплоты .В этом сценарии, помимо увеличения емкости TES, ПКМ на основе парафина также играют роль в усилении термической стратификации воды в резервуарах [26], что снижает потери, вызванные прямым смешиванием холодной воды с горячей водой. Было сообщено, что выбор ПКМ с надлежащей температурой фазового перехода и геометрией ограничения имеет большое значение [27]. Например, инкапсулированный PCM был упакован в резервуар для воды как комбинированный блок TES явного и скрытого тепла [28] для применения в ГВС.Используемый ПКМ представляет собой парафин (с температурой плавления 60 ° C), заключенный в сферические капсулы. Были проведены два типа экспериментов по разгрузке с непрерывным и периодическим процессами извлечения горячей воды, в результате которых было обнаружено, что периодическая разгрузка лучше всего подходит для приложений с периодическими потребностями в горячей воде. Подобный набивной слой PCM TES с парафином (с температурой плавления около 62 ° C), заключенным в сферические капсулы, был испытан Ledesma et al. [29] для системы SWH.Численный анализ тепловых характеристик показал важность согласования системы в сочетании с блоком PCM TES и системой SWH, температура воды на выходе которой должна быть достаточно высокой для зарядки PCM. Парафин, заключенный в алюминиевые цилиндры, был использован Падмараджу и др. В качестве теплоносителя. [30] для системы ГВС. Результаты сравнительных испытаний показали, что тепловая энергия, накопленная в системе PCM TES на основе парафина, намного превышает энергию, накопленную в системе накопления явного тепла того же размера, что и накопительный бак.К аналогичному выводу пришли Каниможи и Бапу [31] в ходе экспериментального испытания, основанного на системе TES с парафином, заполненным рядом медных трубок.

В отличие от первого сценария, во втором сценарии блоки PCM TES использовались только в качестве теплообменников для аккумулирования скрытой теплоты. В этом сценарии более высокая эффективность теплопередачи является одним из ключей к фокусу. Например, блок TES из мульти-ПКМ на водной основе для аккумулирования солнечного тепла был численно исследован Олдоссом и Рахманом [32], в котором три типа парафинов с разными температурами фазового перехода были заключены в сферические капсулы и помещены в разные секции. установки ТЭС, выступающей в качестве различных ступеней аккумулирования тепловой энергии.Было обнаружено, что конструкция с несколькими PCM может улучшить динамические характеристики системы за счет увеличения скорости заряда и разряда. Однако за счет дальнейшего увеличения количества ступеней можно достичь лишь ограниченного теплового эффекта. Парафиновый воск (с температурой плавления около 56–65 ° C) был затянут со стороны ячейки кожухотрубного теплообменника Mahfuz et al. [33] для хранения тепловой энергии в системе SWH. Стоимость энергии, эксергии и жизненного цикла системы была проанализирована экспериментально при различных расходах.Было обнаружено, что более высокая скорость потока была полезна для получения более высокой энергоэффективности и более низкой стоимости жизненного цикла, в то время как она приводила к более низкой эксергетической эффективности. Карткеян и Велрадж [34] испытывали воздушный слой PCM с уплотненным слоем для проверки ряда моделей латентного уплотненного слоя TES. Экспериментальные измерения были использованы для определения подходящих моделей для блоков с уплотненным слоем PCM TES при использовании различных рабочих жидкостей в качестве HTF.

2.2 Системы отопления, вентиляции и кондиционирования с использованием PCM на основе парафина

После зарядки тепловой энергией PCM на основе парафина можно использовать для непосредственного обогрева помещений или для охлаждения помещений с помощью адсорбционных охлаждающих устройств.В качестве теплоносителя в системах можно использовать воздух или воду, в зависимости от требований к регенерации. Например, установка PCM TES на воздушной основе была соединена с роторной осушающей системой охлаждения на солнечной энергии Ren et al. [35], чтобы преодолеть несоответствие между потреблением энергии для регенерации осушающего колеса и выработкой тепловой энергии гибридным фотоэлектрическим тепловым коллектором и солнечным воздухонагревателем (PVT-SAH). Возможность использования четырех ПКМ на основе парафина (т.е. RT55, RT60, RT65 и RT70HC) в качестве среды TES была исследована численно в предлагаемой системе.Результаты определили почти оптимальную конструкцию системы для отдельных сценариев, в которой RT65 оказался оптимальным PCM на основе парафина. При увеличении температуры регенерации с 60 до 70 ° C коэффициент неудовлетворенности для соотношения влажности приточного воздуха может быть уменьшен с 24,2 до 6,0%, несмотря на то, что он снизил долю солнечного тепла со 100,0 до 82,6%. Затем те же авторы [36] с использованием многослойной нейронной сети персептрона и генетического алгоритма оптимизировали роторные осушающие системы охлаждения с использованием PVT-SAH и PCM, чтобы максимизировать их энергетические характеристики.Было установлено, что температура фазового перехода ПКМ является одним из важнейших факторов, оптимальное значение которой составляет 67,2 ° C. Оптимизация конструкции позволила определить оптимальный дизайн; при использовании которого удельная чистая выработка электроэнергии и вклад солнечной тепловой энергии в предлагаемую систему могут достигать 10,32 кВтч / м ² и 99,4%, соответственно, по сравнению с 3,77 кВтч / м ² и 91,5% для базового уровня чехол без оптимизации. Эти исследования показали важность использования парафина с надлежащими тепловыми свойствами и оптимальной связью PCM TES в системе адсорбционного охлаждения с использованием солнечной энергии для повышения производительности.

Помимо охлаждения твердым адсорбентом, также сообщалось о PCM TES на основе парафина, предназначенном для регенерации жидких адсорбционных материалов. Например, тройной трубчатый теплообменник со встроенным PCM в качестве блока TES был разработан Аль-Абиди и др. [37, 38] и Mat et al. [39] для систем кондиционирования воздуха с жидким адсорбентом. Была проведена серия численного моделирования и экспериментальных исследований для изучения тепловых характеристик блока ПКМ ТЭС. Результаты показали, что необходимое время фазового перехода может быть сокращено более чем на 50%, если триплексная трубка была интенсивно оребрена как изнутри, так и снаружи, а процесс плавления ПКМ можно ускорить за счет нагрева с обеих сторон триплексной трубки.Агрегаты PCM TES с различными технологиями улучшения теплопередачи, включая круглые ребра, продольные ребра и многотрубные системы, были разработаны и экспериментально исследованы Agyenim [40] для облегчения систем охлаждения с поглощением солнечной энергии и систем отопления / горячего водоснабжения помещений. Было обнаружено, что многотрубные и продольные ребристые блоки PCM TES продемонстрировали наиболее благоприятные характеристики зарядки и разрядки, общая эффективность использования тепловой энергии которых достигла 83,2% и 82,0% соответственно.Поэтому было рекомендовано объединить два метода улучшения теплопередачи для оптимизации тепловых характеристик блока PCM TES.

Стоит упомянуть, что еще одно потенциальное применение парафинов - это интеграция ПКМ на основе парафина в оболочки зданий для управления спросом. Например, ряд ПКМ со стабилизированной формой был приготовлен Zhang et al. [41], в котором для системы электрического теплого пола были разработаны системы с температурой плавления 60–62 ° C, что облегчает смещение пиковых нагрузок и использование тарифа на электроэнергию.Авторы подчеркнули, что энергоэффективность здания может быть значительно повышена за счет сочетания лучистого теплого пола и аккумулирования тепла. Несмотря на то, что слой ПКМ, описанный в этом исследовании, использовал электрическое тепло в качестве источника тепла, его можно легко модифицировать, интегрируя с гидравлическими трубопроводами / трубопроводами горячей воды / воздуха для хранения и распределения солнечного тепла.

3. Пример I: система отопления с использованием солнечной энергии со встроенными парафиновыми модулями PCM

Рационализация использования солнечной тепловой энергии является альтернативным решением для облегчения отопления помещений.На рис. 2 представлена схема системы лучистого отопления с использованием солнечной энергии со встроенным PCM TES на основе парафина. Он в основном состоит из вакуумных трубчатых солнечных коллекторов, парафинового блока PCM TES, двух насосов, дополнительного электрического нагревателя, оконечных устройств распределения тепла, которые в данном исследовании являются излучающими панелями пола, и соответствующей системы трубопроводов. В этой системе солнечные коллекторы с вакуумированными трубками использовались для выработки горячей воды, которая затем могла подаваться для отопления помещений непосредственно через панели излучающего теплого пола или использоваться для зарядки блока PCM TES или того и другого в дневное время.В ночное время обогрев помещений достигался за счет циркуляции воды между блоком PCM TES и панелями излучающего теплого пола для извлечения накопленного тепла для отопления помещений. Стоит отметить, что поток нагнетаемой воды, направляемый через PCM TES, является обратным по сравнению с потоком воды для зарядки, чтобы максимизировать тепловые характеристики блока PCM TES. Температуру подаваемой воды для панелей излучающего пола контролировали, чтобы она оставалась постоянной, путем смешивания части возвратной воды с горячей водой, подаваемой из откачиваемой трубы или блока PCM TES.Дополнительный электрический нагреватель можно использовать для поддержания заданной температуры подаваемой воды, когда генерируемой или сохраненной тепловой энергии недостаточно. Потребность в отоплении помещений удовлетворялась за счет изменения расхода горячей воды через излучающие панели пола за счет изменения рабочей скорости насоса подачи воды.

Рис. 2.

Схема солнечной системы лучистого отопления со встроенным PCM TES на основе парафина.

Производительность системы оценивалась численно с помощью студии моделирования TRNSYS [42].При моделировании системы тепловая нагрузка на здание типичного австралийского дома с площадью пола с кондиционированием воздуха 150 м ² [43, 44] в зимних погодных условиях Сиднея была смоделирована и использована в качестве потребности в тепле, которая должна быть покрыта за счет Предлагаемая система. Эта тепловая нагрузка здания была смоделирована с использованием Типа 56 в TRNSYS на основе настройки температуры воздуха в помещении, равной 20 ° C, и внутренних нагрузок, графика занятости и внутренних регулируемых настроек затенения, требуемых Австралийской национальной схемой оценки энергопотребления дома (NatHERS) [45].Вакуумный трубчатый солнечный коллектор, дополнительный электрический нагреватель и используемые насосы были смоделированы с использованием типов 71, 6 и 3 в TRNSYS, соответственно. Панели излучающего теплого пола были смоделированы с использованием модернизированного типа 1231, который был немного переработан путем замены средней разницы температур на логарифмическую разность средних температур для повышения ее точности. Блок PCM TES представлял собой теплообменник «труба в баке» на водной основе, в котором парафин был заключен в капсулу со стороны трубы, а вода протекала через цилиндр.Модель PCM TES была разработана с использованием расширенного метода энтальпии для точного моделирования процесса фазового перехода и метода конечных разностей для дискретизации уравнений баланса энергии. Похожую модель PCM TES можно найти у Борна и Новоселака [46]. Используемый ПКМ на основе парафина представляет собой коммерческий продукт ПКМ RT69HC от Rubitherm [47] с номинальной температурой фазового перехода около 69 ° C. Ключевые параметры, используемые при численной оценке производительности системы, сведены в Таблицу 2.

Параметр	Лучистое отопление	Адсорбционное охлаждение
Площадь вакуумного трубчатого солнечного коллектора (м ²)	26,24	59,04
Тип парафина- на основе ПКМ	Rt69HC [47]	RT69HC [47]
Общее количество ПКМ на основе парафина (кг)	632,7	1476,3
Мощность насоса в контуре сбора солнечного тепла ( Вт)	15	38
Максимальная мощность насоса в контуре подачи (Вт)	35	80
Настройка температуры подаваемой воды (° C)	60	64
Максимальная мощность приточного вентилятора (Вт)	-	533.3
Максимальная мощность вентилятора регенерации (Вт)	-	533,3
Настройка влажности воздуха на выходе из осушителя (г / кг)	-	8,1

Таблица 2.

Ключевые параметры, использованные при оценке производительности систем солнечного лучистого отопления и адсорбционного охлаждения со встроенным PCM TES на основе парафина.

На рисунке 3 представлены характеристики солнечной системы лучистого отопления с ПКМ на основе парафина в течение 3 зимних дней (обратите внимание, что результаты моделирования за дополнительный день до 3 дней испытаний не были представлены, чтобы избежать влияния начальных значений. ).Из рисунка 3а видно, что собранная и сохраненная солнечная тепловая энергия может полностью покрыть потребность в тепле. Насосы были единственными потребителями энергии, у которых насос в контуре сбора солнечного тепла был включен в дневное время, когда солнечной энергии было достаточно для нагрева воды, в то время как потребляемая мощность насоса в контуре подачи, по-видимому, представляла собой тенденция пропорциональности тепловой нагрузки. Общее энергопотребление составило всего 0,52 кВтч, что намного ниже потребности в отоплении, равной 115.33 кВтч за 3 дня испытаний. На рис. 3b показано изменение температуры воды на входе и выходе парафиновой установки PCM TES. Когда горячая вода из вакуумного трубчатого солнечного коллектора была забрана для зарядки PCM (выделена красным фоном), можно было наблюдать четкий процесс тепловой зарядки, который представлял собой относительно постоянную температуру воды на выходе из блока PCM TES. Во время периода слива PCM из-за обратного потока воды через блок PCM TES была достигнута высокая температура воды на выходе из блока PCM TES.Это позволило подавать высокотемпературную воду для отопления помещений, даже несмотря на то, что возвратная вода от панелей излучающего теплого пола была низкой. Соответственно, процент накопления тепловой энергии в PCM на основе парафина быстро увеличивался во время периодов зарядки PCM, а затем постепенно снижался во время периодов разряда PCM, который варьировался от 48,96 до 91,54% в течение 3 тестовых зимних дней.

Рисунок 3.

Результаты моделирования солнечной системы лучистого отопления со встроенным PCM TES на основе парафина.(а) Потребляемая мощность и потребность в тепловой энергии. (б) Температура воды на входе и выходе парафиновой установки ПКМ ТЭС.

4. Практический пример II: система охлаждения с использованием солнечной энергии со встроенными парафиновыми модулями PCM

Ротационные адсорбционные системы охлаждения, сочетающие в себе технологии роторного адсорбционного осушения и испарительного охлаждения, были признаны альтернативой традиционным системам парокомпрессионного кондиционирования [ 48, 49]. Он предлагает такие преимущества, как отсутствие хлорфторуглеродов, использование низкопотенциальной тепловой энергии и независимый контроль влажности и температуры, что, следовательно, более энергоэффективно и экологически безопасно, чем традиционные системы кондиционирования воздуха с компрессией пара [49].В ротационной адсорбционной системе охлаждения охлаждение создается за счет удаления влаги из технологического воздуха с использованием адсорбционных материалов, в то время как адсорбционные материалы затем необходимо регенерировать с использованием низкопотенциального тепла, для которого солнечная тепловая энергия является одним из наиболее многообещающих источников. .

На рисунке 4 показана схема системы адсорбционного охлаждения с использованием солнечной энергии со встроенным PCM TES на основе парафина. Он состоит из той же подсистемы сбора и накопления солнечного тепла, что и система отопления, представленная в разделе 3, и подсистемы адсорбционного охлаждения, включая твердое осушающее колесо, вентилятор с рекуперацией тепла, водно-воздушный теплообменник, испарительный охладитель непрямого действия, вспомогательный электрический обогреватель, два вентилятора и соответствующая система воздуховодов.В этой системе солнечное тепло, собираемое вакуумными трубчатыми солнечными коллекторами и / или сохраненное в блоке PCM TES на основе парафина, использовалось для нагрева окружающего воздуха для регенерации осушающего колеса через теплообменник вода-воздух. PCM TES также может разъединять контур сбора солнечного тепла и контур подачи, так что извлечение накопленной тепловой энергии может происходить противотоком через блоки PCM TES и в дневное время, если потребность в горячей воде была выше, чем выработка горячей воды от солнечных коллекторов.Если тепла, переносимого водой, было недостаточно для нагрева воздуха, использовался бы дополнительный электрический нагреватель. Колесо осушителя вместе с испарительным охладителем непрямого действия и блоком рекуперации тепла использовались для охлаждения технологического воздуха. В косвенном испарительном охладителе часть технологического воздуха использовалась в качестве вторичного воздушного потока и, наконец, выбрасывалась в окружающую среду. Был введен поток окружающего воздуха, который смешался с возвратным воздухом после восстановления холода из отработанного технологического воздуха, чтобы компенсировать несоответствие воздушного потока.Потребность в охлаждении помещения удовлетворялась путем изменения скорости воздушного потока путем изменения рабочей скорости вентиляторов в подсистеме адсорбционного охлаждения. Стоит упомянуть, что для работы системы был назначен минимальный расход приточного воздуха, чтобы избежать насыщения регенерирующего воздуха после прохождения осушающего колеса, а относительную влажность воздуха можно дополнительно регулировать с помощью прямого испарительного охладителя перед подачей в внутренняя среда для охлаждения помещений.

Рисунок 4.

Схема солнечной системы лучистого отопления со встроенным ПКМ TES на основе парафина.

Система моделирования для этой системы была создана с использованием TRNSYS, в которой компоненты для подсистемы сбора и накопления солнечного тепла были теми же моделями, что и в системе отопления в разделе 3. Теплообменник, вентилятор рекуперации тепла, осушающее колесо испарительный охладитель непрямого действия, дополнительный электрический нагреватель и вентиляторы были смоделированы с использованием типов 5, 760, 716, 757, 6 и 111 соответственно.Тот же самый типичный австралийский дом использовался для создания охлаждающей нагрузки здания в летних погодных условиях Сиднея. В таблице 2 также обобщены ключевые параметры, использованные при численной оценке производительности этой системы.

На рис. 5 представлены характеристики этой системы адсорбционного охлаждения с использованием солнечной энергии со встроенным PCM TES на основе парафина в течение 3 летних дней. Из рисунка 5а видно, что потребляемая мощность предложенной системы была обусловлена работой насосов и вентиляторов, и никакого дополнительного тепла от вспомогательного нагревателя не требовалось.Приточный вентилятор и технологический вентилятор в подсистеме адсорбционного охлаждения потребляли намного больше энергии (30,55 кВтч), чем насосы (2,43 кВтч) в подсистеме сбора и хранения солнечного тепла. Даже вентиляторы были основными потребителями энергии, потребляемая мощность была намного ниже, чем потребность в тепле для регенерации осушающего колеса, в результате чего отношение тепла к мощности достигало среднего значения 16,55; а соответствующий средний КПД системы достиг 14,37. Из рисунка 5b видно, что эффективный процесс зарядки может быть обнаружен во время периода зарядки PCM (выделен красным фоном), в то время как во время периода разрядки PCM температура воды на выходе выше 68.88 ° C может быть достигнуто за счет эффективного извлечения тепловой энергии. Соответствующая доля накопления тепловой энергии в ПКМ на основе парафина колебалась от 0,52 до 103,85% за 3 летних испытательных дня, что указывает на полное использование емкости накопления тепловой энергии ПКМ.

Рис. 5.

Результаты моделирования системы адсорбционного охлаждения с использованием солнечной энергии со встроенным PCM TES на основе парафина. (а) Потребляемая мощность и отношение тепла к мощности. (b) Температура воды на входе и выходе PCM TES.

5. Выводы

Парафины, как одна из основных категорий материалов с фазовым переходом, предлагают благоприятные температуры фазового перехода для хранения солнечной тепловой энергии. Применение ПКМ TES на основе парафина в зданиях может эффективно рационализировать использование солнечной энергии, чтобы преодолеть ее непостоянство. В этой главе были представлены два тематических исследования: солнечная система лучистого отопления и солнечная адсорбционная система охлаждения со встроенным PCM TES на основе парафина.Результаты показали, что как отопление, так и охлаждение помещений могут выиграть от солнечной TES с использованием ПКМ на основе парафина. С помощью накопителя солнечной тепловой энергии с использованием ПКМ на основе парафина можно значительно повысить энергоэффективность и повысить эффективность систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.

отопление теплицы зимой без электричества.

Основные потери тепла в теплицах происходят из-за сквозняков и сквозняков в конструкции, поэтому эти пять простых операций по уходу и советы по утеплению помогут сохранить тепло в теплице.

Поддержание чистоты стекла или пластика теплицы, особенно перекрытий, и размещение теплицы в ярком месте, на которое в течение всего дня падает солнце, позволяет проникать больше солнечного света.
навесных теплиц извлекают выгоду из тепла, теряемого через стены вашего дома, поэтому максимально используйте бесплатное отопление теплицы.
Теплицы, построенные на кирпичной или деревянной основе, лучше сохраняют тепло, а все стеклянные теплицы можно изолировать, прислонив картонные или соломенные тюки к нижним стеклам.
Уплотнение зазоров вокруг незакрепленных стекол и дверей поможет остановить выход тепла. Проверьте и замените (при необходимости) негерметичные изношенные уплотнения дверей и вентиляторов.
изоляция теплицы пузырчатой пленкой снизит потери тепла через стекло и раму. Утеплить небольшую теплицу пузырчатой пленкой легко и дешево. около часа.Этот комплект пузырчатой пленки включает пластиковые зажимы, чтобы удерживать пленку на месте, или попробуйте использовать прищепки, не забудьте закрепить пузырчатую пленку вокруг окон, дверей и вентиляционных отверстий. прочь, что их еще можно открыть.

Теплица Парафиновый обогреватель на зиму.

Парафиновые обогреватели - это самый простой способ обогреть теплицу до 8 футов максимальной длины зимой.

Если потребность в тепле не слишком сильно зимой и температура наружного воздуха не опускается ниже -6 ° C, а необходимая температура теплицы не превышает + 5 ° C, этот парафиновый обогреватель защитит вашу теплицу от мороз.

Если вы используете обогреватель для теплицы, вы можете сохранить обогрев теплицы. затраты снижаются, и растения по-прежнему выращивают в конце осенних и зимних месяцев, добавляя слой пузырчатой пленки для изоляции ваша теплица. Увидеть ниже.

Я нашел Эта Идея небольшого обогревателя теплицы с использованием ночника, блюдца и терракотового горшка на форуме. Обычно ночник длится восемь часов, так что я собираюсь поэкспериментировать с ними в блюдцах под металлическим ведром и на блюдце в старой лейке.

Отопление теплицы | HowStuffWorks

Теплицы создают защищенную среду для растений, используя солнечное излучение для улавливания тепла. Эта система обогрева и циркуляции воздуха помогает создать в теплице искусственную среду, которая может поддерживать растения, когда наружная температура слишком низкая или переменная. Тепло проникает в теплицу через ее покрытие из стекла или пластика и начинает нагревать предметы, почву и растения внутри. Нагретый воздух возле почвы начинает подниматься и немедленно заменяется более холодным окружающим воздухом, который начинает нагреваться.Этот цикл повышает температуру внутри теплицы быстрее, чем воздух снаружи, создавая защищенный, более теплый микроклимат.

В умеренном климате полностью обогревает теплицу солнце, но там, где температура резко падает, может потребоваться искусственное обогревание для поддержания температуры выше нуля. Там, где одни теплицы имеют доступ к центральному отоплению из главного здания, другие вынуждены полагаться на природный или баллонный газ, змеевики или вентиляторы. Обычно они работают вместе с термостатом.Поскольку тепло - одна из самых больших затрат на содержание теплицы, всегда исследуются другие источники энергии, такие как использование солнечных батарей или животных в качестве источников тепла.

Объявление

В воздухе внутри теплицы действуют и другие процессы. Солнечная энергия может легко проходить через тепличное стекло, но излучение, испускаемое растениями и почвой, которые поглотили тепло, не так легко выходит наружу, помогая удерживать тепло внутри.

Это позволяет сохранять теплицу в тепле, но также может вызвать проблемы с перегревом. Чтобы растения не становились слишком горячими, необходим какой-то метод регулирования температуры. Вентиляционные отверстия, которые позволяют более легкому и горячему воздуху выходить из теплицы около крыши, а более холодному воздуху поступать ближе к уровню земли, действуют как кондиционеры. Правильная вентиляция поддерживает циркуляцию воздуха в теплице. Это помогает поддерживать стабильную температуру, а также обеспечивает циклический цикл углекислого газа (CO2), необходимого растениям для фотосинтеза [источник: Martell].Обычно в теплицах есть по крайней мере два вентиляционных отверстия: одно на крыше или рядом с ней, а другое - в нижней половине конструкции. Механические вентиляторы также могут помочь поддерживать хороший воздушный поток и регулирование температуры, автоматически открывая и закрывая вентиляционные отверстия при изменении температуры в теплице.

И, конечно же, всем растениям в теплице нужна вода. Независимо от того, используете ли вы садовый шланг, лейку или сложную автоматизированную систему с датчиками воды, вода необходима в теплице.Поскольку полив является наиболее трудоемкой работой в теплице, использование некоторых типов автоматизированных систем, таких как капиллярное матирование или капельное орошение, может сделать процесс более последовательным и надежным. Даже если подача воды непосредственно в теплицу по подземной трубе невозможна, размещение теплицы рядом с водой является практической необходимостью.

В следующем разделе мы рассмотрим различные типы теплиц и их связь с содержащимися в них растениями.

Conduit теплицы, бережливые (помощь в проектировании каркаса) (форум теплиц в перми)

Майк Филлиппс написал: Я думаю, что этот веб-сайт был основан потому, что философия покупки корпоративного нефтехимического продукта для любых нужд не принесла миру или его жителям такого же хорошего качества жизни, как выращивание собственной, по крайней мере, некоторых из них. время. Я думаю, что мы здесь по большей части, чтобы поделиться информацией о том, как «вырастить свое собственное». Вы уверены, что находитесь на нужном сайте?

Да, я уверен.
Большинство людей здесь не будут настаивать на своих идеях как на единственно верном пути, демонизируя другие, менее устойчивые методы.
Часть политики "будь хорошим".

Майк Филлипс написал:
Если вы посмотрите видео Пола с 1:00 до 5:00, этот парень скажет, что снять кору с шеста черной саранчи - тривиально.

Я проверю. Я бы не называл эти процессы тривиальными, предварительно удалив небольшие журналы.

Майк Филлипс написал:
Срезать 1-дюймовые саженцы так же легко, как проехать несколько миль до большого коробчатого магазина, а затем придется платить за предметы (если у них есть то, что вы хотите.Доступ к "материалам полок" не дан.), И тащите эти длинные шесты обратно.

Это зависит от обстоятельств. Где ты живешь? Я живу в городе. У меня нет стоянки саженцев саранчи.
Я полагаю, что больше людей в Перми имеют доступ к деньгам и / или транспортным средствам, чем к земле и саженцам.
Я рада, что вы предложили натуральные материалы, так как они будут разумным вариантом для некоторых людей.

Майк Филлипс написал:
ПВХ, нефть и габаритные пиломатериалы являются более ограниченным ресурсом и менее возобновляемыми, чем саженцы диаметром 1 дюйм.
В любом случае для этих целей такой материал, как деревянный столб диаметром 1 дюйм, по существу эквивалентен пластиковой трубе диаметром 1 дюйм. Оба они из полимерного материала. Таким образом, дизайн, в котором используется одно, не более «с нуля», чем другой.

Если я собираю кукурузу, срезаю ее с початков и готовлю из нее, то есть «с нуля».
Если я вылью его из полиэтиленового пакета из морозильной камеры, нет.
Подготовка саженцев к использованию в строительстве больше похожа на старые, чем на поздние.
Мой опыт работы с ПВХ показывает, что он изгибается не так, как деревянный столб.Существуют деревянные копыта, сделанные из планок обрешетки. Планки обрешетки не такие гибкие, и собираются в луки попарно с помощью столярного клея, блоков два на четыре, зажимов, навыков и шурупов.
Willow может сработать, но некоторым людям, в том числе и мне, это не так просто достать.

Майк Филлиппс написал: 10-футовая палка из 1/2 дюйма древесины * полностью * доступна и, вероятно, ближе к вам, в большем количестве, с более широким выбором, более экологичной, с меньшей токсичностью и по лучшей цене!

Действительно? Хотелось бы узнать больше.Не знаю, где такое найти. Близлежащие леса мне не принадлежат и заполнены жимолостью с короткими ножками, а не саженцами ивы или саранчи. В магазинах есть дюбели диаметром 1/2 дюйма, слишком короткие, слишком дорогие и слишком слабые.
Доступный бамбук не работает так же. Он бесплатный, но имеет низкую прочность и не выдерживает изгиба, как может пвх. Я могу найти 3 разных вида пвх 1/2 дюйма, которые ближе ко мне, чем другие предметы, и то, что он делает, нелегко повторить любым деревянным продуктом, доступным аналогичным образом. .
Лично я проектирую с мыслью о полипайпе.
Это около 4 долларов за 10 футов 1,25 дюйма на местном уровне.

Майк Филлиппс писал: Если идея с магазином с большими ящиками кажется проще, это может быть связано с тем, что вы полагаетесь на всех людей, управляющих магазином и фабриками, в их сотрудничестве и в их специализации в разделении труда. Если бы у местного сообщества, или permies.com, был подобный уровень сотрудничества и специализации в разделении труда, то этот аспект работал бы так же хорошо, как и модель большого магазина, если не лучше.

Такого сообщества с таким сотрудничеством и специализацией рядом со мной не существует.
Так что покупать вещи из большой коробки не только кажется проще, но и проще.
Я подозреваю, что больше людей в Перми находятся рядом с большим ящиком, чем такое сообщество.
Я купил кедровые плиты из списка Craig's List по выгодной цене для обеих сторон.
С тех пор мне нужно больше. Новой рекламы нет, старый номер телефона мертв. У кого есть кедровое ограждение?
Большие коробки, каждая из них.

Майк Филлиппс писал: Для некоторых конструкций могут потребоваться прецизионные детали с жесткими допусками, но есть множество конструкций, которые этого не требуют, и наличие гибкости, в которой нет необходимости, - это хорошо, потому что позволяет использовать все, что угодно. доступный. Если вы, например, просто связываете палки вместе, вы можете использовать материалы любого размера. В Азии возводят строительные леса из бамбука, и они очень прочные. Он, вероятно, более экономичен, более устойчив и, вероятно, имеет лучшее отношение прочности к весу, чем сталь, что делает его более эффективным, его легче устанавливать или снимать и легче перемещать при необходимости.

Я использовал скобы, гвозди, винты, болты и стяжки, чтобы закрепить вещи. Я обнаружил, что, хотя я могу просто вкрутить винт и быть уверенным в надежности соединения, крепление не так просто, требуя навыков, которых у меня нет. Ни один из моих дизайнов никогда не выдерживал контакта с реальностью, точность - это одно, а надежность - это то, что я ищу в строительном материале.
Ракетные печи можно построить не более чем из глины, и многие так и делают, но надежность закупленных в магазине материалов побудила большую часть сообщества использовать их.
В больших коробках здесь нет больших мешков с перлитом или шамотом, и их тоже не отправят в магазин.
Немного облом, но я работаю над этим.

Майк Филлипс написал:
Даже если вы используете концевые фитинги, я не припомню, чтобы вы упоминали, как вы собирались их закрепить. Цемент ПВХ не идеален. Установочный винт вроде как удобно, но слабоват. Этот метод часто терпит неудачу. Зажимное действие лучше всего, потому что оно захватывает всю поверхность, регулируется, многоразово и каждый раз подгоняется индивидуально.Обертывание предлагает аналогичный метод зажима. Возможно, он не идеален во всех отношениях, но он эффективен, испытан и верен и может использоваться с любым доступным волокнистым материалом / шпагатом / шнуром / канатом, что часто является довольно экономичным. Опять же, материал оболочки имеет конформную обертку, поэтому не требуется точная структура. Как правило, намного проще, быстрее и проще построить что-то, когда это не обязательно должно быть точным (потому что допустимый допуск больше).

Из-за непостоянства строительных материалов их сложнее использовать.Некоторые навыки, необходимые для постройки стены, заключаются в блоках, кирпичах и мортере.
Строительство хорошей стены из сухого кирпича - это навык, которым стоит овладеть, но построить стену из шлакоблоков намного проще.
На моем участке камни и щебень, но каменщика мало. Если я захочу использовать эти камни, я буду использовать скользящее литье, потому что моя конечная цель - не стать каменщиком, а выращивать еду.
Точно так же, если я собираюсь связать дерево или бамбук, я использую стяжки или проволоку.
Когда я строю из ПВХ, я устанавливаю всухую, а затем продеваю саморез или три через соединение.
Большинство ветвей, с которыми я работал, необходимо предварительно просверлить, иначе они сломаются.
ПВХ становится хрупким при вымывании пластификатора.
Это надежно происходит в линиях подачи ХПВХ, особенно в тех, по которым идет горячая вода.
Я видел это в своей работе, поэтому я не буду устанавливать эти вещи. Вместо этого я использую PEX. Штатный ПВХ для водостоков.

Майк Филлиппс писал: Это похоже на спор между строительством бревенчатых домов с использованием натуральных бревен и построением их из наборов, сделанных из механически обработанных дюбелей.Если вы действительно хотите, чтобы все складывалось вместе, как игрушки для мастеров, вы, вероятно, можете вставить какой-нибудь штамп для инструмента в патрон для ручной дрели и быстро превратить конец шеста в дюбель. Однако это не обязательно сильно или эффективно. Система зажима часто является предпочтительной даже для конструкций с жесткими допусками.

Исторические бревенчатые дома в моем регионе представляют собой бревна, вытесанные в прямоугольные формы.
Я бы не хотел бревенчатый дом, они кажутся древесными отходами, подвержены воздействию вредителей, не имеют хорошей теплоизоляции или достаточной тепловой массы.
Тем не менее, я бы не сказал тому, кто решил строить из бревен, они могли бы достичь того же результата, используя другой материал.
Не то чтобы кто-то был настроен строить из ПВХ, это всего лишь один вариант.

Древесина не заменит ПВХ в доме с обручем без огромного количества НАВЫКОВ со стороны строителя или за его пределами.
Строительство из деревянных опор, которые вы обрабатываете самостоятельно, - это здорово, но это не вариант, доступный для всех нас с точки зрения времени, энергии, навыков и денег.