THIẾT KẾ TÒA NHÀ SỬ DỤNG ÍT NĂNG LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THỤ ĐỘNG

Khái niệm năng lượng mặt trời thụ động thích hợp với việckhai thác năng lượng mặt trời để đốt nóng, sưởi ấm, thông gióvà chiếu sáng tòa nhà mà không sử dụng thiết bị cơ khí. Thiết kế mà tìm kiếm để tạo ra những tòa nhà có năng lượngthấp, chúng hòa nhập với môi trường tự nhiên. Các tòa nhà sử dụng năng lượng mặt trời bị động xu hướng cómặt tiền phức tạp, mặt tiền này hợp thành các đặc điểm nhưvật che ngoại thất, các cửa sổ mở và các ngăn ánh sáng Để thiết kế được một tòa nhà sử dụng năng lượng bị đông tốt,người thiết kế phải có một kiến thức và sự hiểu biết toàn diệnvề di chuyển nhiệt và cơ học chất lỏng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI KHOA NĂNG LƯỢNG BỘ MÔN THỦY ĐIỆN & NĂNG LƯỢNG TÁI TẠO BÀI GIẢNG QUẢN LÝ NĂNG LƯỢNG GIẢNG VIÊN: HỒ SỸ MÃO B B ộ ộ Môn Môn Th Th ủ ủ y y Đi Đi ệ ệ n n & NLTT & NLTT Khoa Khoa Năng Năng Lư Lư ợ ợ ng ng Chương XIII THIẾT KẾ TÒA NHÀ SỬ DỤNG ÍT NĂNG LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THỤ ĐỘNG 13.1 Giới thiệu - Khái niệm năng lượng mặt trời thụ động thích hợp với việc khai thác năng lượng mặt trời để đốt nóng, sưởi ấm, thông gió và chiếu sáng tòa nhà mà không sử dụng thiết bị cơ khí. - Thiết kế mà tìm kiếm để tạo ra những tòa nhà có năng lượng thấp, chúng hòa nhập với môi trường tự nhiên. - Các tòa nhà sử dụng năng lượng mặt trời bị động xu hướng có mặt tiền phức tạp, mặt tiền này hợp thành các đặc điểm như vật che ngoại thất, các cửa sổ mở và các ngăn ánh sáng - Để thiết kế được một tòa nhà sử dụng năng lượng bị đông tốt, người thiết kế phải có một kiến thức và sự hiểu biết toàn diện về di chuyển nhiệt và cơ học chất lỏng 13.2 Đốt nóng sử dụng năng lượng mặt trời bị động - Năng lượng mặt trời là nguồn đốt nóng bức xạ mà mọi cuộc sống phụ thuộc vào nó một cách cơ bản - VD: ở vĩ độ 45 độ Bắc và 45 độ Nam cường độ năng lượng mặt trời vào buổi trưa vào giữa đông lên kính thẳng đứng mặt hướng nam là 595W/m2 - Các công nghệ đốt nóng bằng năng lượng mặt trời bị động đáp ứng nhu cầu tốt cho các ứng dụng mà trải qua cả khi nhiệt độ không khí mùa đông thấp - Dưới điều kiện này, bức xạ năng lượng mặt trời nhiều hơn cần thiết sẵn sàng để dùng trong suốt cả ngày có thể được thu và trữ lại để dùng về đêm khi việc đốt nóng được yêu cầu 13.2 Đốt nóng sử dụng năng lượng mặt trời bị động - Có bốn cách tiếp cận cơ bản tới việc đốt nóng sử dụng năng lượng mặt trời bị động: + Các hệ thống thu trực tiếp + Các hệ thống thu gián tiếp + Các hệ thống thu độc lập + Các hệ thống xi phông nhiệt - Tất cả bốn công nghệ này mục đích là để trữ năng lượng mặt trời trong ngày theo nhiều cách khác nhau để sưởi vào ban đêm khi nhiệt độ không khí ngoài trời thấp - các hệ thống đốt nóng bằng năng lượng mặt trời dựa vào việc sử dụng diện tích kính lắp lớn để thu được bức xạ mặt trời. 13.2 Đốt nóng sử dụng năng lượng mặt trời bị động - Kính chuyển bức xạ năng lương mặt trời sóng tương đối ngắn với bước sóng từ 380 đến 2500mm, nhưng lại hạn chế bức xạ ở bước sóng vượt quá 2500mm. - kính cho phép bức xạ mặt trời chiếu vòa không gian phòng, nhưng nó lại ngăn rất nhiều bức xạ sóng dài được phát ra khi bề mặt của phòng nóng - kính lắp cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc tự điều tiết hơi nóng mặt trời thu được 13.2 Đốt nóng sử dụng năng lượng mặt trời bị động Hình 13.1: Sự phản xạ năng lượng mặt trời trên kính lắp Hình 13.2: Góc tia mặt trời và diện tích tiếp xúc 13.2.1 Các công nghệ thu trực tiếp - Việc tận dụng năng lượng mặt trời thu được có thể là cách tiếp cận đơn giản nhất tới việc đốt nóng bằng năng lượng mặt trời thụ động. - Việc sử dụng không gian thực tế bên trong một tòa nhà như vật thu năng lượng mặt trời - Để thu được giá trị cực đại lượng bức xạ mặt trời trong suốt các tháng mùa hè thì các phòng nên có một diện tích lớn kính lắp mặt hướng về phía Nam - Sàn nhà và tường của phòng nên được xây dựng từ các vật liệu đặc một khả năng chứa nhiệt cao 13.2.1 Các công nghệ thu trực tiếp Hình 13.3: Việc sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời thu trực tiếp 13.2.2 Các công nghệ thu gián tiếp - Trong một hệ thống thu gián tiếp, một pin với khối nhiệt cao được đặt giữa mặt trời và không gian phòng - Năng lượng mặt trời chiếu vào khối nhiệt đều bị thu lại vì thế nó đốt nóng lên trong suốt thời gian ban ngày.Vào buôit tối và ban đêm, hơi nóng được chuyển tới phòng từ khối nhiệt bằng việc kết hợp việc dẫn nhiệt, đối lưu và tỏa nhiệt. - Kết cấu tường Trombe bao gồm một tường công trình dày tới 600mm, được đặt trực tiếp phía sau mặt chính của kính lắp hướng Nam [...]... Sử dụng các công nghệ làm mát bị động, một vài công nghệ này tận dụng năng lượng mặt trời một cách trực tiếp - Việc làm mát bằng năng lượng mặt trời bị động và bảo vệ các tòa nhà khỏi năng lượng mặt trời hơn là tận dụng năng lượng đó - Nhiều tòa nhà, đặc biệt là các tòa nhà kinh tế lớn, trải qua nhiều vấn đề thừa hơi nóng trong suốt các tháng mùa hè - Việc bảo vệ khỏi năng lượng mặt trời được hấp thụ, ... lớn của kính lắp mặt hướng nam - Kết cấu tòa nhà sử dụng năng lượng bị động: + Sử dụng vỏ bọc bên ngoài được bảo vệ chắc chắn + Sử dụng kiến trúc được thiết kế cẩn thận và thường phức tạp để giảm tối thiểu năng lượng mặt trời thu được và giảm các tổn thất hơi nóng của tòa nhà + Việc sử dụng các ống cao hay tâm thất để cải tiến hệ thống thông gió ống cao 13.6 Hình dạng của tòa nhà - Việc sử dung thông... nên ít đặc hơn và sôi nhiều hơn và vì thế nó bay hơi nên vật trao đổi hơi nóng - Chất lỏng nóng chảy qua vật trao đổi hơi nóng nên nó được làm mát và vì vậy chất lỏng bị rơi xuống vật thu năng lượng mặt trời, ở đó quá trình bắt đầu lại 13.2.4 Các hệ thống xiphông nhiệt 13.3 Đốt nóng bằng năng lượng mặt trời chủ động - Đốt nóng bằng năng lượng mặt trời chủ động là sử dụng năng lượng mặt trời để cấp năng. .. nhà thường được yêu cầu khả năng khác nhau + Cho phép ánh sáng ban ngày chiếu vào tòa nhà + Cải tiến việc thông gió tự nhiên + Cải thiện việc sưởi nóng bằng năng lượng mặt trời + Giảm hơi nóng từ năng lượng mặt trời đem lại + Ngăn được sự xâm nhập của tiếng ồn bên ngoài + Duy trì việc bảo vệ tòa nhà - Sử dụng công nghệ + Kính lắp điều khiển năng lượng mặt trời (như kính hấp thụ hoặc kính phản xạ) + Vật... bằng năng lượng mặt trời chủ động - Trong đó: Q là mức nhận năng lượng hữu ích (W/m2), I là cường độ bức xạ năng lượng mặt trời, τ là hệ số phản xạ, α là hệ số hấp thụ, U là hệ số chuyển toàn bộ hơi nóng tới không khí (W/m2K), PH là hệ số hiệu quả của thiết bị thu năng lượng mặt trời, tw nhiệt độ trung bình của nước (độ C) và ta là nhiệt độ không khí bao quanh (độ C) - Hiệu suất thiết bị thu năng lượng. .. năng lượng mặt trời và kính phản xạ năng lượng mặt trời - Kính hấp thu năng lượng mặt trời là kính được nhuộm phần thân, điển hình là màu đồng, xám, xanh ra trời hoặc xanh lá cây, dùng một loai oixit kim loại 13.5.2 Kính lắp điều khiển năng lượng mặt trời Hình 13.10: Sự tỏa nhiệt, phản xạ và hấp thu của kính bè trong dày 6mm 13.5.3 Sự bố trí cửa sổ tiên tiến trong nhà - Các cửa sổ trong các tòa nhà thường... thu độc lập - Đốt nóng bằng năng lượng mặt trời thụ động bằng thu độc lập là một sự kết hợp của hệ thống thu trực tiếp và gián tiếp là cần thiết và bao gồm công trình của phòng mặt trời riêng biệt gần sát với không gian sống chính - Trong hệ thống thu độc lập, bức xạ mặt trời vào phòng mặt trời được giữ lại trong khối nhiệt của sàn và tường vách - Hơi nóng từ phòng mặt trời truyền qua không gian sống... khiển năng lượng mặt trời - Với loại kính thường: gần 78% bực xạ mặt trời tới được chuyển một cách trực tiếp qua kính, 7% bức xạ tới bị phản xạ lại và kính hấp thu hơn 15 %.Hơi nóng được hấp thụ làm ấm kính - Có thể giảm đáng kể hơi nónh từ năng lượng mặt trời thu được bằng việc sử dụng kính lắp điều khiển năng lượng mặt trời - Loại lính này được chia ra làm hai loại kính rõ ràng: kính hấp thu năng lượng. .. đường thông gió vuông góc kết nối với nhau giữa các lõi lỗ hổng thì có thể hình thành một vòng 3 hoặc 5 rãnh qua đó không khí cung cấpcó thể đi qua 13.5.7 Termodeck 13.6 Hình dạng của tòa nhà - Quyết định sử dụng các biện pháp điều khiển môi trường bị động ảnh hưởng đến cấu tạo các tòa nhà - Việc sử dụng chiến lược sưởi ấm bằng năng lượng mặt trời bị động cũng dẫn tới một tòa nhà mặt bằng hẹp, nhưng với... được hấp thụ, nhiều tòa nhà sở hữu những vỏ bọc có hướng phát triển thành hiện tượng nhà kính một cách tích cực, do đó đòi hỏi phải lắp các hệ thống điều hòa không khí lớn - Sử dụng các công nghệ làm mát tòa nhà hấp thụ NL mặt trời 13.5.1 Các công nghệ che - Để ngăn việc thừa hơi nóng trong suốt các tháng mùa hè hay trong suốt một phần nào của năm là lắp thiểt bị che năng lượng mặt trời thích hợp - Các . NLTT Khoa Khoa Năng Năng Lư Lư ợ ợ ng ng Chương XIII THIẾT KẾ TÒA NHÀ SỬ DỤNG ÍT NĂNG LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI THỤ ĐỘNG 13.1 Giới thiệu - Khái niệm năng lượng mặt trời thụ động thích hợp với việc khai thác năng lượng mặt trời để đốt. gió và chiếu sáng tòa nhà mà không sử dụng thiết bị cơ khí. - Thiết kế mà tìm kiếm để tạo ra những tòa nhà có năng lượng thấp, chúng hòa nhập với môi trường tự nhiên. - Các tòa nhà sử dụng năng lượng. lượng mặt trời, ở đó quá trình bắt đầu lại 13.2.4 Các hệ thống xiphông nhiệt 13.3 Đốt nóng bằng năng lượng mặt trời chủ động - Đốt nóng bằng năng lượng mặt trời chủ động là sử dụng năng lượng mặt trời