Διερεύνηση των θερμικών αναγκών θερμοκηπίου που χρησιμοποιεί υβριδικό ηλιακό σύστημα εξοικονόμησης ενέργειας:
Creators: name: Μοριχοβίτης, Ζήσης Στέφανου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Θερμοκήπιο
Θερμικές ανάγκες
Υβριδικό ηλιακό σύστημα εξοικονόμησης ενέργειας
Greenhouse
Thermal needs
Hybrid solar energy saving system

description: Το θερμοκήπιο λειτουργεί ως ηλιακός συλλέκτης, εγκλωβίζοντας μέρος της εισερχόμενης ηλιακής ακτινοβολίας στο χώρο του. Σε πολλές περιπτώσεις όμως, όπως όταν τα επίπεδα της ηλιακής ακτινοβολίας παρουσιάζονται χαμηλά, κατά τις νυκτερινές ώρες, καθώς και όταν η εξωτερική θερμοκρασία κυμαίνεται σε χαμηλά επίπεδα, το θερμοκήπιο δεν μπορεί να καλύψει το σύνολο των θερμικών του αναγκών. Τότε, θεωρείται αναγκαία η χρήση κάποιου συστήματος θέρμανσης το οποίο θα καθίσταται ικανό να διατηρήσει τα ιδανικά επίπεδα θερμοκρασίας. Με τη θέρμανση μπορεί να επιτευχθεί η αποκατάσταση της θερμοκρασίας και η ρύθμιση των βασικότερων περιβαλλοντολογικών παραγόντων των θερμοκηπίων. Οι ισχύουσες υψηλές τιμές των συμβατικών καυσίμων, που χρησιμοποιούνται για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών των θερμοκηπίων, καθιστούν επιτακτική την ανάγκη για την εφαρμογή νέων τεχνολογιών εξοικονόμησης ενέργειας. Οι τεχνολογίες αυτές θα πρέπει να συμβάλλουν στη μεγιστοποίηση της παραγωγικότητας των φυτών και τη μείωση του κόστους παραγωγής, αλλά θα πρέπει να είναι και φιλικές προς το περιβάλλον. Για αυτό το λόγο, οι έρευνες στράφηκαν προς τη σχεδίαση συστημάτων τα οποία χρησιμοποιούν και αξιοποιούν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στην παρούσα έρευνα εφαρμόστηκε συνδυασμένη χρήση συστημάτων θέρμανσης και αερισμού. Η αυτόματη λειτουργία των παραθύρων αερισμού καθοριζόταν βάσει μίας κρίσιμης τιμής θερμοκρασίας (23oC) καθώς και μίας κρίσιμης τιμής σχ. υγρασίας (RH) (75%). Η λειτουργία όμως των ανοιγμάτων αερισμού με μία κρίσιμη τιμή σχ. υγρασίας αναμένεται να αυξήσει τις θερμικές ανάγκες του θερμοκηπίου. Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η διερεύνηση των θερμικών αναγκών στο παραπάνω θερμοκήπιο στο οποίο ήταν εγκατεστημένο ένα βελτιωμένο υβριδικό ηλιακό σύστημα εξοικονόμησης ενέργειας σε συνδυασμό με σύστημα αναδιανομής του αέρα του θερμοκηπίου. Για το σκοπό αυτό μετρήθηκε η αποδιδόμενη θερμική ενέργεια από ένα συμβατικό σύστημα θέρμανσης σε δύο όμοιους χώρους του θερμοκηπίου. Στο πρώτο τμήμα εγκαταστάθηκε το υβριδικό ηλιακό σύστημα αποτελούμενο από σακούλες ΡΕ πληρωμένες με νερό και πλευρικούς σωλήνες ΡΕ μέσα από τους οποίους αναδιανέμεται ο αέρας του θερμοκηπίου. Το τμήμα αυτό θερμαινόταν συμπληρωματικά από το συμβατικό σύστημα θέρμανσης με καυστήρα φυσικού αερίου. Στο δεύτερο τμήμα του θερμοκηπίου, οι θερμικές ανάγκες του χώρου καλύπτονταν αποκλειστικά από τη χρήση του συμβατικού συστήματος θέρμανσης. Ένας επιπλέον στόχος της έρευνας ήταν ο υπολογισμός της αποδιδόμενης θερμικής ενέργειας από το υβριδικό ηλιακό σύστημα. Επίσης, μελετήθηκε η μεταβολή της θερμοκρασίας του αέρα που διέρχεται από το σύστημα αναδιανομής αέρα του υβριδικού ηλιακού συστήματος καθώς και η επίδραση των συστημάτων θέρμανσης, αερισμού και του υβριδικού ηλιακού συστήματος εξοικονόμησης ενέργειας στη διακύμανση της θερμοκρασίας και της σχ. υγρασίας του αέρα του θερμοκηπίου.
description: The greenhouse acts as a solar collector, absorbing part of the incoming solar radiation. When the levels of the solar radiation are low, during night hours or when the external air temperature is extremely low, the greenhouse cannot cover all its thermal needs. Then, it is necessary to use a heating system in order to maintain the optimum air temperature inside the greenhouse. Heating contributes to air temperature restoration and to environmental parameters control in the greenhouses. The current high prices of the conventional fuels, which are used in greenhouse heating, call for the exploitation of new energy saving technology. These technologies contribute to higher plant productivity and reduction of the production cost, but should also are friendly to environment. For this reason, the researches focused on designing systems that use and exploit renewable energy sources. In the present research a combination of heating and ventilation systems was applied. The automatic operation of the ventilation windows was based on a critical temperature point (23oC) and a critical relative humidity (RH) point (75%). However, the operation of the ventilation openings with a critical value of the relative humidity is expected to increase the greenhouse thermal needs. The purpose of this study was to estimate the thermal requirements in the above greenhouse in which a hybrid solar energy saving system was installed along with a redistribution system of the greenhouse air. For this purpose, the heating energy output of a conventional heating system, in two similar parts of the greenhouse, was measured. In the first part the solar hybrid system was installed consisting of PE sleeves filled with water and side PE tubes through which the air of the greenhouse was redistributed. This part was supplementary heated by the conventional heating system, with a gas burner. In the second part of the greenhouse, the thermal needs were covered only by the use of the conventional heating system. An additional aim of this study was the calculation of the heating energy output of the hybrid solar system. Also, the air temperature variation was studied through the air redistribution system of the hybrid solar system and also the influence of the heating, ventilation and solar hybrid saving energy system in the fluctuation of the temperature and the relative humidity of the greenhouse.