METRYKA PROJEKTU

DPS Klisino budynek Zamek.
Niniejsze opracowanie obejmuje dobór urządzeń instalacji solarnej pozyskującej energię
słoneczną do wspomagania produkcji ciepłej wody użytkowej.
1. Opis techniczny:
Instalacja produkcji ciepłej wody użytkowej w budynek zamku DPS Klisino zostanie
poddana modernizacji. Instalacja zostanie wyposażona w pozyskiwanie energii cieplnej ze słońca
poprzez budowę kolektorów słonecznych.
Opis kolektorów solarnych.
Do celów wspomagania produkcji energii cieplnej do wytwarzania ciepłej wody użytkowej
projektuje się kolektory słoneczne. Projektowana instalacja solarów (kolektorów słonecznych)
pozyskująca energię słoneczną będzie składała się z pakietów łącznie 16 szt solarów
zainstalowanych na powierzchni ziemi obok kotłowni DPS.
Kolektory słoneczne zamontowane pod kątem 45º w czterech grupach po cztery kolektory
ukierunkowane na południe lub na pd - wschód maksymalnie wykorzystają energię promieni
słonecznych przekształcając ją w energię cieplną. Energia ta zgromadzona w postaci gorącej
solanki (roztworu wodnego glikolu propylenowego) zostanie przetransportowana do piwnicy
budynku gdzie poprzez wymiennik ciepła odebrana i przekazana do produkcji wody ciepłej
użytkowej.
Założenia i dane instalacji systemu solarnego:
Nasłonecznienie roczne
Ukierunkowanie kolektora - azymut
Stopień obniżenia sprawności (K)
Temperatura zimnej wody użytkowej w sieci
Temperatura CWU w podgrzewaczu solarnym
Powierzchnia brutto kolektora
Powierzchnia czynna kolektora
Zakładane pokrycie zapotrzebowania na c.w.u
przez instalację solarną w skali roku (Wp)
1000 [kWh/m² / okres użytkowania]
S (Y = 0°)
0
10 °C
55 °C
2,8 m²
2,6 m²
50 %
DOBÓR POJEMNOŚCI PODGRZEWACZA SOLARNEGO I ZAPOTRZEBOWANIA NA
ENERGIĘ POTRZEBNĄ DO PRZYGOTOWANIA C.W.U.
Dobowe zużycie cwu o temp. 45°C na 1 osobę produkowaną z systemu solarnego zakłada się w
wielkości Vcwu = 30 l/dobę/osobę
Tw Tk
Całkowita pojemność podgrzewacza solarnego Vps wynosi: Vps 1,5 Vcwu Nu
Tps Tk
Vps
- pojemność podgrzewacza solarnego [litr]
Vcwu - zapotrzebowanie na cwu.
Nu
- ilość użytkowników
Tk
- temperatura zimnej wody użytkowej [°C]
Tw
- temperatura c.w.u. w punkcie poboru [°C]
Tps
- temperatura c.w.u. w podgrzewaczu solarnym [°C]
45 10
2700 [litr].
55 10
Dobowe zapotrzebowanie na energię solarną potrzebną do przygotowania cwu ,Q`sol = m*c*ΔT
m
- masa wody [kg]
c
- ciepło właściwe wody [Wh/kg*K] [1,16 Wh/kg*K]
ΔT
- różnica temperatur c.w.u. w zbiorniku oraz z.w. [K]
Q`sol = 2700 * 1,16 * 40 = 126000Wh = 1260 kWh/dobę
Stąd: Vps 1,5 30 36
OBLICZENIE WYMAGANEJ ILOŚCI KOLEKTORÓW NA CELE C.W.U.
Roczne nasłonecznienie Qc [kWh/m2] wynosi Qc = 1000 [kWh/m2]
Współczynnik pokrycia rocznego Wp = 50%
Stopień sprawności instalacji szacuje się na Ww = 0,55
Stopień obniżenia sprawności spowodowane złym ukierunkowaniem kolektora przyjmuje
się 0 ze względu na fakt , że kierunek ustawienia kolektora zakłada się na południe.
5. Minimalna wymagana powierzchnia kolektora F wynosi:
Wp Qsol 365
0,5 126 365
F
41 m2
(Ww K ) Qc
(0,55 0) 1000
1.
2.
3.
4.
Gdzie:
F
Wp
Q
Ww
K
Qc
- minimalna wymagana powierzchnia kolektora [m2]
- współczynnik pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię
- dobowe zapotrzebowanie na energię potrzebną do przygotowania cwu [kWh]
- stopień sprawności instalacji solarnej
- stopień obniżenia sprawności spowodowany złym ukierunkowaniem kolektora
- nasłonecznienie roczne w przewidywanym miejscu montażu instalacji [kWh/m2]
Wymagana minimalna ilość kolektorów
Nk = F/2,60
gdzie: Nk
F
2,60
Stąd:
- minimalna wymagana ilość kolektorów [szt.]
- minimalna wymagana powierzchnia kolektorów [m2]
- powierzchnia czynna kolektora płaskiego
Nk = 41/2,60 = 15,5 , Przyjmuje się 16 szt kolektorów
b. Opis instalacji SOLARNEJ
Instalacja Solarów składa się z kolektorów słonecznych płaskich. Solary w ilości 16 sztuk
zabudowane na powierzchni ziemi jak wg rysunku zagospodarowania terenu. Solary połączone w
systemie Tichelmanna systemem rur twardych miedzianych łączonych lutem twardym.
Rury miedziane przy zespole kolektorów włączone są w rury stalowe preizolowane o średnicy rury
wewnętrznej DN32. Rury preizolwane należy zastosować w wykonaniu izolacji powiększonej
dwukrotnie od standardu. Rury preizolacji prowadzić w ziemi na głębokości 80 cm pod
powierzchnią. Rurociągi ułożyć na podsype piaskowej 20 cm i zasypać piaskiem 20 cm. Całość
zasypać ziemią a teren przywrócić do stanu poprzedniego. Rury preizolowane prowadzić do bunkra
zejściowego do kotłowni. W miejscu wyjścia preizolacji w bunkrze schodów do kotłowni przejść
na rury miedziane. Rury miedziane przy kolektorach i w kotłowni izolować pianką w wykonaniu
jak dla instalacji klimatyzacyjnych z szczelnymi połączeniami odpornymi na wnikanie wilgoci.
Rury miedziane doprowadzają poprzez układ pompowy solankę (glikol polipropylenowy) do
solarów w których podgrzewa się on a następnie przepływając układem rur sprowadzonych na
poziom piwnic budynku krąży w wężownicach podgrzewaczy CWU oddając energię cieplną.
Powyższe rysunki przedstawiają schemat ułożenia kolektorów na powierzchni ziemi.
Według powyżej dokonanych założeń i obliczeń dobrano powierzchnię kolektorów słonecznych
zapewniającą wspomaganie podgrzewu wody ciepłej użytkowej
Uwzględniając warunki powierzchni dobrano:
16 solarów pionowych w 4 pakietach po 4 solary w każdym pakiecie.
Konieczne wyliczenia w celu ustalenia powierzchni zabudowy:
< α = 45º → sin α = 0,70710678118654752440084436210485
< β = 15º → cos β = 0,9659258262890682867497431997289
< β = 15º → tan β = 0,26794919243112270647255365849413
L = 2,24 m (wysokość kolektora)
B = 1,27 m (szerokość kolektora)
B-pak = 4 x 1,27 = 5,08 m (szerokość pakietu)
2,24 x 0,70710678118654752440084436210485
b = ------------------------------------------------------------ = ≈ 5,9 m
0,26794919243112270647255365849413
c = L x cos α = 2,24 x 0,70710678118654752440084436210485 = 1,58 ≈ 1,6 m
c + b = 5,9 + 1,6 = 7,5 m
Wymiary Rzutów Pakietów kolektorów:
Pakiet 4 solarów: RP4 = 5,08 x 1,6 [m]
Wymagana pojemność podgrzewacza solarnego wg wcześniejszych obliczeń wynosi 2700 litrów
Dobrano 2 zasobniki CWU o poj. 1500 litr każdy
Instalacje kolektorów dobrano wg parametrów technicznych jak niżej:
Kolektory o powierzchni 2,60 m2 z warstwą selektywną TiNOX,
stopień absorpcji 93%,
stopień emisji 4%,
sprawność kolektora zerowa 82%,
sprawność kolektora połówkowa 70%,
współczynnik strat liniowych 0,5 ,
współczynnik strat nieliniowych 0,040 ,
moc użyteczna kolektora 2300 [W].
Należy stosować kolektory o podanych parametrach jak wyżej lub lepszych.
Warunki wykonania i odbioru.
Całość prac powinna wykonywać firma specjalistyczna mająca doświadczenie w tego typu
remontach i przy budowie tego typu instalacji. Po każdorazowym montażu części instalacji należy
przeprowadzać próby ciśnieniowe celem sprawdzenia szczelności. Każdorazowe zamknięcie etapu
prac zanikowych należy odebrać protokółem z wykonanych prób ciśnieniowych wpisem inspektora
nadzoru. Rurociągi preizolowane układać wg systemu wybranego do montowania a opisanego
przez producenta.
Całkowity odbiór może nastąpić po rozruchu instalacji.