ZBIGNIEW RUSEK PRACOWNIA PROJEKTOWA

ZBIGNIEW RUSEK
PRACOWNIA PROJEKTOWA
40-873 Katowice ul. Tysiąclecia 1
44-104 Gliwice ul. Rapackiego 5/6
tel/fax: 2795 201, 606 646 434 e-mail: zrusek @ o2.pl. NIP: 969-001-52-30
konto: Bank Śląski S.A.w Katowicach, I/O Gliwice 02 1050 1285 1000 0002 0215 8705
INWESTOR:
POWIAT GLIWICKI
GLIWICE UL. ZYGMUNTA STAREGO 17
OBIEKT:
ZESPÓŁ SZKÓŁ im. J. PADEREWSKIEGO
ADRES:
KNURÓW UL. SZPITALNA 25
TEMAT:
TERMOMODERNIZACJA BUDYNKÓW ZESPOŁU SZKÓŁ IM. I. J.
PADEREWSKIEGO PRZY ULICY SZPITALNEJ 25 W KNUROWIE
PROJEKT BUDOWLANY WYKONAWCZY
INSTALACJI SOLARNEJ
STADIUM:
PROJEKT BUDOWLANY
WYKONAWCZY
DATA:
MAJ 2013
ZAWARTOŚĆ PROJEKTU
Część opisowa
Część rysunkowa
PROJEKTOWAŁ:
mgr inż. Zbigniew Rusek
kody CPV:
CPV 45330000-9 Hydraulika i roboty sanitarne
NR ARCH.
37/11/T
2
OŚWIADCZENIE
Na podstawie art. 20 ust. 4 ustawy z dnia 7 lipca 1994 – Prawo budowlane (tekst
jednolity Dz.U. z 2003r. nr 207 poz. 2016) z późniejszymi zmianami
OŚWIADCZAM,
że: projekt instalacji solarnej dla budynków Zespołu Szkół im. I. J. Paderewskiego przy ulicy
Szpitalnej 25 w Knurowie, został sporządzony zgodnie z obowiązującymi przepisami oraz
zasadami wiedzy technicznej.
Projektant :
..............................
Podpis i pieczęć
3
SPIS TREŚCI
1. Podstawa opracowania
2. Zakres opracowania
3. Charakterystyka obiektu
4. Opis techniczny
5. Zestawienie materiałów
SPIS RYSUNKÓW
1. Schemat technologiczny
2. Rzut dachu
3. Rzut piwnic
4. Schemat technologiczny skojarzeniowy
4
1. PODSTAWA OPRACOWANIA
Podstawę niniejszego opracowania stanowią:
- zlecenie Inwestora
- uzgodnienia z Inwestorem
- uzgodnienia międzybranżowe
- wizja obiektu
- normy i wytyczne branżowe
2. ZAKRES OPRACOWANIA
W zakres opracowania wchodzi projekt instalacji solarnej służącej do pokrycia potrzeb
cieplnych związanych z przygotowaniem c.w.u. w okresie letnim w Zespole Szkół im. J.
Paderewskiego w Knurowie ul. Szpitalna 25
3. CHARAKTERYSTYKA OBIEKTU
3.1. BILANS POTRZEB CIEPLNYCH OBIEKTU
Potrzeby cieplne określono dla następujących założeń:
- instalacja solarna pokrywa potrzeby związane z użytkowaniem sali gimnastycznej w okresie
letnim.
- ilość osób korzystających z sali – dwie zmiany po 20 osób w ciągu 4 godzin.
3.2. PARAMETRY WODY
Parametry ogrzewanej wody : 10/55 C
4. OPIS TECHNICZNY
4.1. OPIS UKŁADÓW TECHNOLOGICZNYCH.
W celu maksymalnego uzysku ciepła z instalacji solarnej zaprojektowano układ ze wstępnym
podgrzewem zimnej wody w podgrzewaczu solarnym. W przypadku silnego nasłonecznienia
możliwe jest osiągnięcie w podgrzewaczu temperatury zadanej (55C) lub nawet wyższej. W celu
wykorzystania ewentualnej nadwyżki temperatury możliwej do uzyskania w podgrzewaczu
zaprojektowano termostatyczny zawór mieszajacy na wypływie z podgrzewacza mieszający wodę
gorącą z wodą zimna z wodociągu w celu uzyskania temperatury zadanej. W przypadku nie
uzyskania w podgrzewaczach temperatury zadanej (<55C) woda jest dogrzewana w wymienniku
płytowym wchodzącym w skład wymiennikowni kompaktowej.
W układzie technologicznym wyróżniamy następujące obiegi:
- obieg grzewczy solarny: kolektory słoneczne, stacja solarna, podgrzewacz c.w.u. – wężownica
- obieg instalacji c.w.u.: podgrzewacz c.w.u. – płaszcz, wymiennik płytowy c.w.u. w
wymiennikowni,
Zaprojektowano system kolektorów słonecznych pracujących w układach ciśnieniowych. Zestaw
kolektorów słonecznych składający się w sumie z 10 kolektorów o łącznej powierzchni
absorpcyjnej wynoszącej 21,8 m2 podzielony został na dwa zespoły kolektorów.
5
Zespoły połączone są ze stacją solarną zlokalizowaną w piwnicy budynku. Zespoły połączone są
w układzie Tichelmanna i dodatkowo wyposażone w zawory równoważące. Promieniowanie
słoneczne padające na powierzchnię absorpcyjną kolektora słonecznego przekazuje energię w
postaci ciepła przepływającemu przez nie płynowi solarnemu (40% roztwór glikolu
propylenowego). Przepływ roztworu pomiędzy kolektorami i podgrzewaczami c.w.u. wymusza
pompa obiegowa zlokalizowana w stacji solarnej.
4.2. WYTYCZNE PROJEKTOWE I WYNIKI OBLICZEŃ
4.2.1. DOBÓR ILOŚCI KOLEKTORÓW
dobowe zapotrzebowanie energii na c.w.u. z solara Qzs=
ilość dni
zapotrzebowanie energii w okresie VI-VIII QIIIs=
dzienna suma promieniowania slonecznego, Katowice,S
dzienna suma promieniowania slonecznego, Katowice,S
dzienna suma promieniowania slonecznego VI-VIII, Katowice,S
dzienna suma promieniowania slonecznego VI-VIII, Katowice,S
wydajność kolektorów VI-VIII, Katowice,S
sprawność
powierzchnia czynna kolektorów S=
powierzchnia kolektorów s=
ilość kolektorów n=
S=
ilość dni
wydajność kolektorów całoroczna, Katowice,S
Wymagana ilość kolektorów wynosi:
n = 10
4.2.2. PRZEPŁYWY WODY GRZEWCZEJ
Przepływ jednostkowy czynnika grzewczego wynosi:
Gj = 2,5kg/min/3kolektory
Przepływ obliczeniowy czynnika pośredniego wynosi:
G1 = 0,13kg/s
Dobór pompy stacji solarnej
przepływ płynu solarnego (40% roztwór glikolu propylenowego)
V= 0,13/3,6 = 0,495 m3/h
Opór instalacji solarnej (kolektor-stacja solarna-podgrzewacze c.w.u.)
dp = 80 kPa
4.2.3. OKREŚLENIE POJEMNOŚCI PODGRZEWACZY
Średnie godzinowe zużycie c.w.u.:
V=0,2 m3/h
Wymagana akumulacyjność zbiorników:
V=0,8m3
Pojemność podgrzewacza c.w.u.:
0,135
65
8,748
2,62
0,009
3,66
0,013
0,856
0,600
17
2,18
10
22
260
32,076
GJ/d
d
GJ
kWh/m2/d
GJ/m2/d
kWh/m2/d
GJ/m2/d
GJ/m2
m2
m2
m2
d
GJ
6
Vz=0,8m3
Dobrano 1 podgrzewacz o pojemności 1000 l .
Maksymalna temperatura czynnika grzewczego w podgrzewaczu:
tmax = 120 C
Minimalna temperatura czynnika w zasobniku ciepła:
tmin = 15 C
4.3. ZABEZPIECZENIE PRZED WZROSTEM CIŚNIENIA
Przewidziano zabezpieczenie przy pomocy zaworu bezpieczeństwa montowanego w stacji
solarnej. Stabilizację ciśnienia zapewnia naczynie wzbiorcze przeponowe odseparowane od
instalacji solarnej przy pomocy naczynia schładzającego. W przypadku nadmiernego wzrostu
ciśnienia w instalacji nastąpi wyrzut płynu poprzez zawór bezpieczeństwa do naczynia
zbiorczego płynu solarnego. Obiegi wtórne zabezpieczono zaworami bezpieczeństwa
zabudowanymi na wyjściu z wymienników ciepła .
DOBÓR NACZYNIA WZBIORCZEGO:
pst= 2,0 bar
pmax = 6 bar
Pojemność układu glikolowego:
pojemność kolektorów: 0,0144
pojemność rur Cu :0,057 m3
pojemność wymienników :0,018m3
pojemność całkowita instalacji:
V = 0,1 m3
Naczynie wzbiorcze dobrano przy pomocy programu f-my REFLEX.
Dobrano naczynie wzbiorcze REFLEX S 33
DOBÓR ZAWORU BEZPIECZEŃSTWA
Zawór bezpieczeństwa dobrano dla maksymalnej teoretycznej mocy kolektorów:
qmax = 1kW/m2
Qmax = 22 kW
max. moc kolektorów
ciśnienie otw. zaworu (względne)
ciśnienie wypływu (względne)
temp. pary nas. dla ciśn. otw. zaw. bezp.
temp. pary nas. dla ciśn. w punk. pęcherzyk.
gęstość wody dla ciśn. otw. zaw. bezp.
ciepło właściwe wody
entalpia parow. wody dla ciśn. otw. zaw.
współczynnik poprawkowy
współczynnik poprawkowy
współczynnik wypływu dla pary
współczynnik wypływu dla cieczy
entalpia wody przed zaworem bezp.
N
kW
p1 MPa
p2 MPa
tx
C
t`
C
r
g/m3
cw /kg*K
r
kJ/kg
K1
K2
a
ac
i1 kJ/kg
7 bar abs
1 bar abs
7 bar abs
7 bar abs
7 bar abs
22
0,6
0
164,96
104
902
3400
1523
0,543
1
0,53
0,2
697
7
entalpia wody za zaworem bezp.
stopień suchości
przepustowość zaworu
pole przekr. zaworu dla pary
pole przekr. zaworu dla wody
sumaryczne pole przekr. zaworu
średnica gniazda
rzeczywiste pole przekroju
i2 kJ\kg
X2
m
Ap
Aw
A
d
S
mm2
1 bar abs
kg/h
mm2
mm2
mm2
mm
314,0
417,4
1,00
307,2
243,6
0,0
243,6
20,0
314,0
4.4. WYTYCZNE BRANŻOWE
4.4.1. AUTOMATYKA
4.4.1.1. STEROWANIE PRACĄ POMPY STACJI SOLARNEJ (POZ.2)
obwód regulacyjny stacji solarnej, sygnały sterujące:
- ciśnienie wody w instalacji – nadrzędny
- temperatura wody w podgrzewaczu c.w.u. – czujnik T2
- temperatura wody na wyjściu z kolektorów – czujnik T1
Zablokuj pompę dla ciśnienia statycznego w zładzie < 0.15 MPa
Odblokuj pompę dla ciśnienia statycznego w zładzie > 0.20 MPa
Włącz pompę dla T1-T2>10C
Wyłącz pompę dla T1-T2<5C lub T2>80C
4.4.2. WYTYCZNE BUDOWLANE
Należy dokonać uszczelnień przejść przewodów solarnych przez połać dachów oraz miejsc
mocowania konstrukcji pod kolektory do pokrycia. Wszystkie miejsca przekuć po wprowadzeniu
instalacji należy zaizolować i zabezpieczyć przed dostaniem się wody. Ponadto należy wykonać
otwory o wymiarach 20*10 w stropach piwnic i parteru w miejscach pokazanych na rysunkach.
4.4.3. WYTYCZNE ELEKTRYCZNE
W ramach prac związanych z instalacja elektryczną należy wykonać zasilanie stacji solarnej
prądem elektrycznym o parametrach 0,2 kW / 1 x 230 V 50 Hz
Instalacja zasilająca powinna być wyposażona w zabezpieczenia typu różnicowo nadprądowego
zgodnie z obowiązującymi przepisami. Po wykonaniu instalacji elektrycznej i AKPiA należy
przeprowadzić niezbędne próby bezpieczeństwa pracy instalacji (sprawdzenie rezystancji uziomu,
rezystancji izolacji, prądu i czasu zadziałania wyłącznika różnicowo prądowego). Próby i ich
wyniki muszą być potwierdzone odpowiednimi protokołami.
Instalacje kolektorów na dachu należy zabezpieczyć odgromowo.
4.7.4. OCHRONA PPOŻ.
Wszystkie przejścia przez ściany i stropy zabezpieczyć materiałami ogniotrwałymi.
8
5. INFORMACJA BIOZ
Montaż kolektorów wymaga prac na wysokości. W związku z tym należy wykonać na czas prac
montażowych zabezpieczenia na obrzeżach dachu. Ponadto należy zabezpieczyć podstawę
elewacji w sposób chroniący osoby postronne przed urazami spowodowanymi ewentualnym
upadkiem z dachu przedmiotów w trakcie montazu instalacji.
6. UWAGI KOŃCOWE
Instalację wykonać zgodnie z niniejszym projektem i „Warunkami technicznymi wykonania i
odbioru robót budowlano-montażowych. Tom II Instalacje sanitarne i przemysłowe”.
Instalację i urządzenia należy montować w sposób trwały i pewny w zależności od warunków
lokalnych i zgodnie z wytycznymi producenta urządzeń. Mocowanie urządzeń i rurociągu należy
wykonać zgodnie z wytycznymi producenta.
Po przeprowadzeniu montażu instalacji solarnej należy wykonać płukanie przy całkowicie
otwartych nastawach zaworów, a następnie próby ciśnieniowe. Należy pamiętać, że podczas testu
kolektory muszą być bezwzględnie zakryte. Przed wykonaniem próby ciśnieniowej należy usunąć
zawór bezpieczeństwa z kolektorów a powstały otwór zabezpieczyć zaślepką. Przez przegrody
budowlane rurociągi prowadzić w tulejach ochronnych wypełnionych kitem plastycznym
Konstrukcję stalową zabezpieczyć antykorozyjnie poprzez podwójne malowanie emalią gruntową
i pojedyncze emalią nawierzchniową. Przed malowaniem konstrukcję stalową oczyścić.
Wszystkie elementy instalacji (urządzenia, przewody, izolacje) muszą być wykonane z
materiałów niepalnych posiadających Aprobatę Techniczną ITB.
9
7. ZESTAWIENIE MATERIAŁÓW
poz
wyszczególnienie
1 zestaw 5 kolektorów słonecznych
KS 2000 TLP AC
2 zespół pompowo-sterowniczy
ZPS28-01
3 podgrzewacz c.w.u. BSV z
pojedynczą wężownicą
4 naczynie wzbiorcze przeponowe
DSV50
5 naczynie schładzające V20
6 naczynie zbiorcze na glikol - PCV
7 zawór bezpieczeństwa SYR typ
2115, Dn 25, p otw. 0,6 MPa
8 zawór bezpieczeństwa SYR typ
1915, Dn 25, p otw. 0,6 MPa
9 zawór równoważący
HYDROCONTROL R
10 kurek kulowy gwintowany 130C
11 kurek kulowy gwintowany 130C
12 odpowietrznik automatyczny
13 mieszacz termostatyczny 523080
14 zawór obsługowy naczynia
wzbiorczego
15 rura Cu
16 rura Cu
17 kolano Cu
18 kolano Cu
19 trójnik Cu
20 wspornik do mocowania kolektora
na dachu plaskim – kpl dla 2
kolektorów KSOL 2
21 wspornik do mocowania kolektora
na dachu plaskim – kpl dla 1
kolektora KSOL 1
22 wskaźnik podwojny typ T 0,6
MPa/160C
23 filtr gwintowany
rozmiar
5,20*2,0 m
ilość
producent
2 kpl HEWALEX
uwagi
1 kpl HEWALEX
V=1000l
1 szt BIAWAR
1 szt.
V=20l
V=30 l
Dn 15
1 szt REFLEX
1 szt
1 szt
Dn 25
1 szt
Dn20
2 szt OVENTROP
Dn 25
Dn 15
Dn15
Dn25
Dn25
7 szt
2 szt
2 szt HONEYWELL
1 szt CALEFFI
1 szt. REFLEX
Dn 22*1,0
Dn 28*1,0
Dn 22
Dn 28
28/22/22
33 m
110 m
10 szt
32 szt
2 szt
2 szt HEWALEX
6 szt HEWALEX
4 szt
Dn 25
1 szt
wyk. własne
10
23
24
25
26
27
izolacja na rurę Dz22, 150 C
izolacja na rurę Dz28, 150 C
podpory dachowe pod rury bloczki betonowe 0,2*0,1*0,1m
klejone lepikiem do poszycia wraz z
uchwytami do rur
tuleje ochronne l=0,4m
płyn solarny
30mm
30mm
Dn 50
33 m
110 m
56 szt
10szt
80 l SOLARPOL
wyk. własne