Analyse av et varme- og kjøleanlegg for boliger

Abstract

Hensikten med denne oppgaven er å analysere effektiviteten til et solvarmeanlegg som består av polymersolfangere og et varmelager. Eksperimentene ble foretatt med og uten varmtvannsforbruk i løpet av dagen. Det er også undersøkt i hvilken grad varmelageret blir påvirket av at det blir tappet varmtvann. Muligheten til å benytte samme anlegg for både oppvarming og kjøling ved hjelp av luftvifte blir også omhandlet. Analyse av sjiktningsmekanismene til anlegget med en horisontal skilleplate er en av de sentrale aspektene i denne oppgaven.

Anlegget visste seg å fungere bra under oppvarmingsfasen. Avhengig av innstrålingen kunne anlegget akkumulere over 11 kWh i løpet av dagen uten at det ble tappet vann. For dager med vannuttak har anlegget klart å akkumulere opp til 13 kWh. Effektiviteten til solvarmeanlegget økte når det ble tappet varmtvann. Slik som anlegget var dimensjonert og sirkulasjonen mellom soltanken og romvarmetanken var stilt, lyktes man ikke med å bruke dette anlegget til kjøling. Under kjøleeksperimentene hadde varmelageret en god sjiktning med rundt 15 til 20 K i temperaturforskjell mellom bunnen og toppen til tankene.

The goal of the study is to analyze the efficiency of a heating system consisting of polymer solar collectors and heat storage. The experiments were conducted both with and without consumption of hot water during the day. It is also investigated to what extent the heat storage is influenced by the consumption of hot water. The possibility to utilize the same system for both heating and cooling by use of a fan is also analyzed. One of the central aspects of the study is the analysis of the use of a horizontal stratification plate, and how it effects on the stratification mechanism.

The system has proven to be efficient in the heating stage. Depending on the irradiance, the system could accumulate more than 11 kWh during the day without any water being consumed. During days with consumption of hot water the system has accumulated up to 13 kWh. The efficiency of the heating system increased when hot water was consumed. In the present system design and circulation settings between the solar tank and the floor tank, one did not succeed with using the system for cooling. During the cooling experiments the storage tank had stratification with a temperature difference around 15 to 20 K between the bottom and the top of the tanks.