Koncepcja techniczna - Nowy Dwór Mazowiecki

Koncepcja techniczna - Nowy Dwór Mazowiecki

KONCEPCJA TECHNICZNA
ZASTOSOWANIE KOLEKTORÓW SŁONECZNYCH
DO WSPOMAGANIA OGRZEWANIA WODY UŻYTKOWEJ W
BUDYNKACH PRYWATNYCH I UŻYTECZNOŚCI PUBLICZNEJ W
GMINIE NOWY DWÓR MAZOWIECKI
Wstęp:
Planowana modernizacja układów grzewczych w gminie Nowy Dwór Mazowiecki w oparciu o odnawialne
źródła energii – w tym kolektory słoneczne spowoduje znaczącą poprawę stanu środowiska naturalnego oraz
przyczyni się sporych oszczędności dla prywatnych użytkowników oraz instytucji użyteczności publicznej,
które obejmie program.
Zastosowanie instalacji kolektorów słonecznych jest bowiem idealnym sposobem ograniczenia zużycia
konwencjonalnej energii, szczególnie przy wytwarzaniu ciepłej wody użytkowej (c.w.u.).
Odpowiednio zwymiarowana instalacja kolektorów słonecznych pozwala bowiem zaoszczędzić, aż do 90%
kosztów przygotowania ciepłej wody użytkowej w okresie letnim i do 60% kosztów przygotowania ciepłej
wody użytkowej średniorocznie.
Opis technologii i proponowanych rozwiązań technicznych oraz zastosowanych urządzeń:
Technologia 1 (domki jednorodzinne)
Praca instalacji solarnej oparta jest na absorpcji promieni słonecznej, a następnie na przekazaniu pozyskanej
energii przez odpowiedni układ. Jest to układ zamknięty, w którym przez kolektor i wężownicę w zbiorniku
solarnym c.w.u. przepływa niezamarzająca mieszanka glikolowa. Mieszanka ta odbiera ciepło z miedzianego
absorbera ogrzewanego do wysokich temperatur, a następnie gorący płyn przepompowywany przez
wężownicę zasobnika oddaje ciepło wodzie. Cykl przekazywania ciepła z kolektora do zasobnika trwa, aż do
uzyskania zakładanych temperatur wody w zbiorniku. Pracę pompy nadzoruje sterownik elektroniczny, który
czuwa nad prawidłowym działaniem układu solarnego. Czujniki sterownika solarnego umieszczone są na
kolektorze oraz przy zasobniku dostarczając danych o temperaturze w układzie, zapobiega to odwróceniu
zasady działania układu solarnego. Zastosowany sterownik solarny zabezpiecza kolektor słoneczny i całą
instalację przed zamarznięciem i nadmiernym przegrzewem. Dodatkowo zestaw bezpieczeństwa znajdujący
się przy pompie i naczynie wzbiorcze zabezpieczają układ solarny przed zbyt dużym ciśnieniem
spowodowanym wzrostem temperatury i brakiem odbioru wody przez użytkowników.
Skuteczne działanie instalacji słonecznej jest ściśle uzależnione od poprawnie zaprojektowanego układu,
składającego się z odpowiedniej powierzchni kolektorów i pojemności podgrzewacza oraz właściwie
dobranych podzespołów co bezpośrednio wpływa na sprawność układu, a tym samym na realne
oszczędności konwencjonalnej energii.
Opisaną idee działania instalacji solarnej obrazuje poniższy schemat poglądowy 1.
Technologia 2 (domki kilkurodzinne, budynki użyteczności publicznej, rozbudowa istniejących układów)
Podobnie jak wyżej praca instalacji solarnej oparta jest na absorpcji promieni słonecznej, a następnie na
przekazaniu pozyskanej energii przez odpowiedni układ, połączony pomiędzy kolektorami i wężownicą w
zbiorniku solarnym c.w.u.. Ciepło z miedzianego absorbera, za pośrednictwem płynu solarnego oddawane
jest do wody w zasobniku solarnym c.w.u. Dodatkowo układ wyposażony jest w mniejszy zbiornik c.w.u.,
który dogrzewany jest z tradycyjnego źródła (np. kocioł gazowy, olejowy, inny). Cykl przekazywania ciepła z
kolektora do zasobnika solarnego c.w.u. trwa, aż do uzyskania zakładanych temperatur wody w zbiorniku.
Woda pomiędzy zbiornikami wymieniana jest na zasadzie odpowiedniej różnicy temperatur. Pracę pompy
solarnej i obiegowej nadzoruje sterownik elektroniczny, który czuwa nad prawidłowym działaniem układu
solarnego. Czujniki sterownika solarnego umieszczone są na kolektorze oraz przy zasobniku dostarczając
danych o temperaturze w układzie, zapobiega to odwróceniu zasady działania układu solarnego.
Zastosowany sterownik solarny zabezpiecza kolektor słoneczny i całą instalację przed zamarznięciem i
nadmiernym przegrzewem. Dodatkowo zestaw bezpieczeństwa znajdujący się przy pompie i naczynie
wzbiorcze zabezpieczają układ solarny przed zbyt dużym ciśnieniem spowodowanym wzrostem temperatury i
brakiem odbioru wody przez użytkowników.
Skuteczne działanie instalacji słonecznej jest ściśle uzależnione od poprawnie zaprojektowanego układu,
składającego się z odpowiedniej powierzchni kolektorów i pojemności podgrzewaczy oraz właściwie
dobranych podzespołów, co bezpośrednio wpływa na sprawność układu, a tym samym na realne
oszczędności konwencjonalnej energii.
Opisaną idee działania instalacji solarnej obrazuje poniższy schemat poglądowy 2.
Dane techniczne podstawowych urządzeń:
1.
Kolektory słoneczne płaskie typu JuraSol 2,85
Zastosowano kolektory o następujących parametrach:
•
Powierzchnia apertury i absorbera kolektora 2,64 m2
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Przykrycie absorbera: szkło solarne hartowane antyrefleksyjne 4 mm
Współczynnik absorpcji 95%(±2%) i współczynnik emisji 4%(±2%) ,powłoka Tinox.
Współczynnik strat liniowych ciepła a 1 nie większy niż 0,543 [W /m2 K]
Współczynnik strat nieliniowych ciepła a2 nie większy niż 0,0405 [W/(m2K2)]
Sprawność optyczna kolektora słonecznego ŋ0 odnosząca się do powierzchni absorpcji 83,5%.
Sprawność optyczna kolektora słonecznego ŋ0,05 = 69% przy natężeniu promieniowania 1000 W/m2
Temperatura stagnacji kolektora słonecznego 2000C
Obudowa kolektora - aluminium malowana proszkowo
Konstrukcja absorbera – harfa pojedyńcza.
Moc użyteczna kolektora minimum 2338 W przy natężeniu promieniowania 1000 W/m2 i różnicy
(Tm-Ta) = 10K
•
Systemy mocowań ze stali nierdzewnej i aluminium
Wymienione parametry na podstawie badań wg normy PN EN 12975 – 2:2007 (w zakresie p. 6.1. normy)
wydane przez niezależną jednostkę badawczą.
2.
Zbiorniki solarne c.w.u. o pojemności 200, 300, 400, 500, 750 litrów
•
Wykonane ze stali emaliowanej wg DIN 4753
•
Zabezpieczenie przygotowania c.w.u. przez anodę magnezową i wysokiej jakości emalię
•
Izolacja w postaci pianki poliuretanowej 50 mm w osłonie płaszcza z PCV
•
Zbiornik wyposażony w dwie 1” wężownice o dużej powierzchni wymiany ciepła
•
Maksymalna temperatura pracy 95°C
•
Maksymalne ciśnienie pracy 8 bar
3.
Grupy pompowe solarne
•
Kompaktowa konstrukcja wstępnie zmontowana, do montażu ściennego; obudowa stanowi izolacje
cieplną
•
Niskoenergetyczna pompa obiegowa z 3 stopniami regulacji wraz z regulatorem przepływu natężenia
przepływu czynnika grzewczego
•
Posiadają dwa zawory kulowe odcinające z wbudowanymi zaworami zwrotnymi i termometrami
•
Zawór napełniania i opróżniania płynu z instalacji
•
Grupa bezpieczeństwa z manometrem i zaworem bezpieczeństwa 6 bar
•
4.
Temperatura robocza max. 130°C (chwilowo 180°C)
Pompy obiegowe
•
Niskoenergetyczna pompa obiegowa z 3 stopniami regulacji
•
4-drożny kurek wielofunkcyjny z mosiężnym hamulcem grawitacyjnym
•
Odcinający zawór kulowy i kurek 1/2"
5.
Automatyka
•
Wizualizacja pracy instalacji
•
Kontrola funkcji urządzenia
•
Funkcja solarna, ograniczenie nadmiernej temperatury kolektora, funkcja zabezpieczenia przed
zamarzaniem
•
6.
Zabezpieczenie przed przepięciami na wszystkich wejściach
Naczynia przeponowe
•
wyrównanie zmian rozszerzalności cieplnej płynu solarnego w układach grzewczych bez jego
ubytków
•
utrzymanie ciśnienia płynu solarnego układów grzewczych na określonym poziomie
•
samoczynne uzupełnianie płynu solarnego w układzie grzewczym w przypadku ubytków poprzez
drobne nieszczelności
•
maksymalne temperatura pracy 100°C
Dla budynków objętych programem proponujemy instalacje solarne zwymiarowane na
podstawie wyliczonego zużycia c.w.u., liczby osób oraz rodzaju budynku.
Zastosowano 5 grup zestawów:
- Comort A
- Comfort B
- Comfort C
- Comfort D
- Comfort E
Liczba
Zestaw
użytkowników
Szacunkowa koszt zestawu z
montażem PLN netto.
1,2
COMFORT A
8 457,00
3,4
COMFORT B
11 770,00
5,6,7
COMFORT C
14 410,00
8,9
COMFORT D
19 369, 00
10 i powyżej
COMFORT E
23 484,00
Specyfikacja zestawów:
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
Zestaw COMFORT A
Elementy instalacji
Kolektor słoneczny płaski.
Zestaw przyłączeniowy z odpowietrznikiem
Zbiornik solarny c.w.u. 200l, 2W
Grupa pompowa
Naczynie przeponowe 18l
Sterownik solarny
Płyn solarny min. 20l
Zestaw montażowy z przeznaczeniem do
odpowiedniego dachu/konstrukcja wolnostojąca
Zestaw COMFORT B
Elementy instalacji
Kolektor słoneczny płaski.
Zestaw przyłączeniowy z odpowietrznikiem
Zbiornik solarny c.w.u. 300l, 2W
Grupa pompowa
Naczynie przeponowe 18l
Sterownik solarny
Płyn solarny min. 20l
Zestaw montażowy z przeznaczeniem do
odpowiedniego dachu/konstrukcja wolnostojąca
Szt.
1
1
1
1
1
1
-
Szt.
2
1
1
1
1
1
-
Kpl.
1
1
Kpl.
1
1
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
Zestaw COMFORT C
Elementy instalacji
Kolektor słoneczny płaski.
Zestaw przyłączeniowy z odpowietrznikiem
Zbiornik solarny c.w.u. 400l,
Grupa pompowa
Naczynie przeponowe 24l
Sterownik solarny
Płyn solarny min. 20l
Zestaw montażowy z przeznaczeniem do
odpowiedniego dachu/konstrukcja wolnostojąca
Szt.
3
1
1
1
1
2
-
Kpl.
1
1
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
Zestaw COMFORT D
Elementy instalacji
Kolektor słoneczny płaski.
Zestaw przyłączeniowy z odpowietrznikiem
Zbiornik solarny c.w.u. 500l, 2W
Grupa pompowa
Naczynie przeponowe 35l
Sterownik solarny
Płyn solarny min. 30l
Zestaw montażowy z przeznaczeniem do
odpowiedniego dachu/konstrukcja wolnostojąca
Szt.
4
1
1
1
1
3
-
Kpl.
1
1
Lp.
1
2
3
4
5
6
7
8
Zestaw COMFORT E
Elementy instalacji
Kolektor słoneczny płaski.
Zestaw przyłączeniowy z odpowietrznikiem
Zbiornik solarny c.w.u. 750l,2W
Grupa pompowa
Naczynie przeponowe 50l
Sterownik solarny
Płyn solarny min. 30l
Zestaw montażowy z przeznaczeniem do
odpowiedniego dachu/konstrukcja wolnostojąca
Szt.
5
1
1
1
1
3
-
Kpl.
1
1
Załączniki:
Symulacje instalacji COMFORT A,B,C,D,E z zastosowaniem paliw konwencjonalnych: gaz, ekogroszek, węgiel
kamienny.