Projekt kolektory Jeleńska 13

Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
Spis treści
1 Oświadczenie projektanta ....................................................................... 2
2 Informacja BIOZ.................................................................................... 3
3 Przedmiot opracowania ........................................................................... 4
4 Podstawa opracowania ........................................................................... 4
5 Zakres opracowania ............................................................................... 4
6 Opis stanu aktualnego ............................................................................ 4
7 Parametry obliczeniowe układu solarnego .................................................. 4
8 Opis projektowanego rozwiązania ............................................................. 4
9 Schemat technologiczny instalacji solarnej ................................................. 5
10 Obliczenia ........................................................................................... 5
10.1 Zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej .............................................. 5
10.2 Dobór kolektorów słonecznych............................................................ 5
10.3 Dobór zasobników do podgrzewania c.w.u. ........................................... 5
10.4 Dobór pompy obiegowej solarnej obieg pierwotny ..................................... 5
10.5 Dobór pompy mieszającej .................................................................... 5
10.6 Dobór zaworu bezpieczeństwa w układzie pierwotnym kolektorowym............. 6
10.7 Dobór zaworu bezpieczeństwa w układzie wtórnym c.w.u. ........................... 6
10.8 Dobór naczynia wzbiorczego w układzie kolektorowym ............................... 6
10.9 Dobór naczynia wzbiorczego w układzie wtórnym ...................................... 7
10.10 Dobór zaworu trójdrogowego .............................................................. 7
11. Zestawienie elementów obiegów............................................................ 7
11.1 Elementy instalacji solarnej obwód pierwotny projektowany .................... 7
11.2 Elementy instalacji solarnej obwód wtórny............................................ 7
12. Wytyczne montażowe .......................................................................... 7
12.1 Układ połączenia baterii kolektorów - między kolektorami. ...................... 7
12.2 Warunki wykonania instalacji ............................................................. 7
12.3 Próby i rozruch ................................................................................ 8
12.4 Pomiar i regulacja ............................................................................ 9
12.5 Zagadnienia BHP .............................................................................. 9
12.6 Uwagi końcowe ................................................................................. 9
13 Obliczenia konstrukcyjne .................................................................... 11
Spis rysunków:
Rys.
Rys.
Rys.
Rys.
1
2
3
4
Mapa do celów lokalizacyjnych
Schemat technologiczny instalacji solarnej
Rzut kotłowni – instalacja solarna
Rozmieszczenie kolektorów na dachu
1:500
1:100
1:100
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
1
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
1
Oświadczenie projektanta
Niniejszy projekt budowlany instalacji kolektorów słonecznych do wspomagania
podgrzewania
c.w.u.
w
budynku
mieszkalnym
wielorodzinnym
przy
ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku sporządzony został zgodnie z obowiązującymi
przepisami i zasadami wiedzy technicznej oraz jest kompletny z punktu widzenia
celu jakiemu ma służyć.
…………………………………
podpis projektanta
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
2
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
2
Informacja BIOZ.
W oparciu o ustawę PRAWO BUDOWLANE i Rozporządzenie Ministra
Infrastruktury z 23.06.2003 roku w sprawie informacji dotyczącej bezpieczeństwa
i ochrony zdrowia planu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia stwierdza się, że prace
objęte projektem nie wymagają sporządzenia planu bezpieczeństwa i ochrony
zdrowia.
Instalacja solarna występuje w wykazie prac (§ 6 p. 1 do 10 Rozporządzenia)
wymagających sporządzenia planu bezpieczeństwa i ochrony zdrowia (istnieje
ryzyko upadku z wysokości ponad 5,0 m).
Jednocześnie roboty przewidziane projektem wykonane będą w czasie
krótszym niż 30 dni roboczych przez mniej niż 20 pracowników przy
pracochłonności nie większej niż 500 osobodni.
Projekt kompleksowo obejmuje swoim zakresem :
• instalację kolektorów słonecznych.
Na działce znajduje się budynek mieszkalny wielorodzinny wyposażony
w instalację c.o. zasilaną z kotłowni gazowej, instalację wodociągowokanalizacyjną, energetyczną i telefoniczną,
Na terenie gdzie prowadzona będzie inwestycja nie stwierdza się elementów
mogących stanowić zagrożenie bezpieczeństwa i zdrowia ludzi, podczas realizacji
robót budowlanych nie przewiduje się wystąpienia żadnych zagrożeń po
przeprowadzeniu instruktażu pracowników z zakresu przestrzegania zasad BHP,
zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Infrastruktury z dnia 06.02.2003 r. Dz.
Ustaw Nr 47 poz 401.
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
3
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
3
Przedmiot opracowania
Przedmiotem
opracowania
jest
zaprojektowanie
układu
solarnego
wspomagającego przygotowanie czynnika dla potrzeb c.w.u. w budynku
mieszkalnym wielorodzinnym, przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku.
4




5
Podstawa opracowania
Umowa z Inwestorem.
Obowiązujące normy i przepisy z zakresu ciepłownictwa.
Projekt techniczny kotłowni część instalacyjna i budowlana.
Katalogi i programy doboru urządzeń.
Zakres opracowania
Dokumentacja obejmuje budowę instalacji solarnej wspomagającej
podgrzewanie c.w.u. z kolektorów słonecznych, głównym źródłem zasilania
pozostanie istniejąca instalacji kotłowni. Układ technologii solarnej zostanie
powiązany z istniejącym układem technologii kotłowni.
6
Opis stanu aktualnego
Obecnie budynek zasilany jest w ciepłą wodę użytkową z lokalnej kotłowni
gazowej wyposażonej w dwa kotły grzewcze o mocach 150 i 125 kW. Kocioł
mniejszej mocy przeznaczony jest do podgrzewania c.w.u., a większy pracuje
na potrzeby c.o. Kotły powiązane są ze sobą i mogą pracować zamiennie w
razie awarii.
Ciepła woda użytkowa przygotowywana jest w podgrzewaczu o pojemności
600 dm3. Prowadzona przewodami z przyległej do szczytu budynku kotłowni
gazowej.
7
Parametry obliczeniowe układu solarnego
Na podstawie informacji inwestora, przyjęto dobowe zapotrzebowanie na c.w.u.
równe 3,0 m3/dobę. Dobrano 30 sztuk kolektorów o łącznej powierzchni równej
53,40 m2, która pokryje 40 % zapotrzebowania na c.w.u.
 źródło ciepła - kolektory słoneczne Solar-Pro TS 300 P
ilość 30
 przepływ nominalny przez jeden kolektor
0,5 l/min
 czynnik nośnik ciepła 40% glikol 60% woda o parametrach
70/50oC
 czynnik c.w.u. o parametrach
5/50°C
 max wydajność kolektorów
Q≈30 kW
8
Opis projektowanego rozwiązania
Ze
względu
na
konieczność
ograniczenia
zużycia
energii
cieplnej
wykorzystywanej na potrzeby c.w.u. projektuje się układ instalacji solarnej
wykorzystującej energię promieniowania słonecznego. Układ ten stanowić będzie
uzupełnienie systemu przygotowania ciepłej wody użytkowej realizowany z
kotłowni gazowej. Ciepło z promieniowania słonecznego odebrane w 30 szt.
kolektorów słonecznych przez mieszaninę glikolu będzie prowadzone do
podgrzewaczy zlokalizowanych w istniejącej kotłowni. Ciepło będzie odbierane w
podgrzewaczach dwuetapowo. W miejsce istniejącego podgrzewacza o pojemności
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
4
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
600 dm3 będzie zainstalowany podgrzewacz dwuwężownicowy o pojemności 1000
dm3, który będzie odbierał ciepło jako pierwszy. Tutaj będzie następował dogrzew
wody przez kocioł. Nadwyżki ciepła będą odbierane i gromadzone w dwóch
zasobnikach buforowych po 1500 dm3.
Zasilanie zimnej wody zostanie włączone przez zbiorniki buforowe i dopiero
skierowane do podgrzewacza. Zapewniony zostanie wstępne podgrzewanie wody
zimnej zanim trafi do podgrzewacza (1000 dm3) oraz ruch wody w zasobnikach
buforowych.
9
Schemat technologiczny instalacji solarnej
Schemat technologiczny instalacji stanowią dwa obwody grzewcze pierwotny i
wtórny przekazujące ciepło promieniowania słonecznego do ciepłej wody
użytkowej.
Obwód pierwotny to układ wypełniony wodnym roztworem glikolu, który jest
nośnikiem energii cieplnej, między kolektorami słonecznym, a wymiennikiem
ciepła.
Obwód wtórny to układ pomiędzy wymiennikami ciepła instalacji solarnej,
a pozostałymi urządzeniami układu przygotowania c.w.u.
10 Obliczenia
10.1 Zapotrzebowanie ciepłej wody użytkowej
Według informacji uzyskanych od inwestora dzienne zapotrzebowanie na ciepłą
wodę wynosi 3m3/dobę
10.2 Dobór kolektorów słonecznych
Dobrano kolektory firmy Solar-Pro TS 300 P 30 szt.
10.3 Dobór zasobników do podgrzewania c.w.u.
Przyjęto jeden podgrzewacz dwuwężownicowy o pojemności 1000 dm3 typ VT N1000 oraz dwa podgrzewacze buforowe o pojemności 1500 dm3 każdy PSR 1500
10.4 Dobór pompy obiegowej solarnej obieg pierwotny
Na podstawie ilości kolektorów dobrano zestaw pompowy dwu drogowy SJPZ
zintegrowany z automatyką TDC3 firmy Solar-Pro
10.5 Dobór pompy mieszającej
Ilość czynnika w układzie wtórnym zasobnikowym
Gu = 4,12 m3/h
Gp= 1,15x4,12 = 4,74 m3/h
Całkowity opór przepływu
H = Hp + Hwcwu=1,4+0,27=1,67 mH2O
Hc =1,2 xH = 2,0 mH2O
Dobrano pompę WILO typ Stratos-Z 25/1-8 RG CAN
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
5
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
10.6 Dobór zaworu bezpieczeństwa w układzie pierwotnym kolektorowym
Dane wyjściowe w układzie kolektorowym
- Ciśnienie dopuszczalne po stronie wtórnej p = 6 bar
- Ciśnienie dopuszczalne w układzie kolektorowym pd - 2,5 bar
- Dopuszczalna temperatura czynnika grzejnego 220°C
Z katalogu dobrano membranowy zawór bezpieczeństwa firmy SYR, typ 1915 dn
1/2” cieśnienie 3,0 bara, dla którego przekrój wypływu gniazda przy jego średnicy
do=12 mm
10.7 Dobór zaworu bezpieczeństwa w układzie wtórnym cwu.
Układ wtórny zabezpieczony będzie zaworami bezpieczeństwa zamontowanym na
podgrzewaczach i na dopływie wody zimnej
Dane wyjściowe w układzie wtórnym
- Ciśnienie dopuszczalne po stronie wtórnej p = 6 bar
- Dopuszczalna temperatura czynnika grzejnego 60°C
Z katalogu dobrano membranowy zawór bezpieczeństwa firmy SYR, typ 2115 dn
1”, dla którego przekrój wypływu gniazda przy jego średnicy do=20 mm. Należy
zamontować trzy zawory po jednym na buforach i jeden na wejściu wody zimnej.
10.8 Dobór naczynia wzbiorczego w układzie kolektorowym
Doboru naczynia wzbiorczego dokonano w oparciu o wzór:
Vn 
(Vv  V2  z  Vk )  ( p e  1)
p e  ( p st  0.5)
gdzie:
Vv – zabezpieczenie wodne 3 litry
V2 – pojemność inst. solarnej x wsp. 0.13 rozszerzalność cieplna
z – liczba kolektorów 30 szt
Vk – pojemność kolektorów [litry] 1,57 l
pe – dopuszczalne nadciśnienie końcowe [bar] bar
pst – ciśnienie wstępne azotu w naczyniu [bar] bar
Dobrano naczynie wzbiorcze REFLEX S 200 litrów
Typ
: S 200
Pojemność całkowita
: 200 litrów
Dop. temp. zasilania instal
: 120 °C
Dop. temp. pracy membrany
: 70 °C
Dop. ciśnienie pracy
: 10 bar
Ciś. wstępne ustaw. fabr.
: 3,0 bar
Ciś. wstępne nastaw.
: 3,0 bar
Średnica
: 637 mm
Wysokość
: 758 mm
Przyłącze
: Rp 1
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
6
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
10.9 Dobór naczynia wzbiorczego w układzie wtórnym
Doboru naczynia wzbiorczego dokonano w oparciu o obliczenia wykonane
przy pomocy programu doboru REFLEX 4.0.26
Dobrano naczynie Reflex DE Junior 140
Pojemność całkowita
Dop. temperatura pracy
Dop. ciśnienie pracy
Ciś. wstępne ustaw. fabr.
Ciś. wstępne nastaw.
Średnica
Wysokość
Przyłącze
:
:
:
:
:
:
:
:
140 litrów
70 °C
10 bar
4,0 bar
5,3 bar
480 mm
1015 mm
G1
10.10 Dobór zaworu trójdrogowego
Dobrano zawór trójdrogowy dn 25 4037 z napędem firmy Herz
11. Zestawienie elementów obiegów
11.1 Elementy instalacji solarnej obwód pierwotny projektowany
-
Kolektory słoneczne typu TS 300 P - 30 sztuk.
Zestaw pompowy dwu-drogowy
Zbiornik uzupełniający o pojemności 120 l
Zawór bezpieczeństwa SYR 1/2”
Naczynie wzbiorcze przeponowe V = 200 l
11.2 Elementy instalacji solarnej obwód wtórny
-
Pompa mieszająca cwu WILO typ Stratos-Z 25/1-8
2 zasobnik buforowy z wężownicą c.w.u. po 1500 l każdy,
1 podgrzewacz dwu-wężownicowy 1000 l
Zawory bezpieczeństwa SYR 1”
Naczynie wzbiorcze przeponowe V = 140 l
12. Wytyczne montażowe
12.1 Układ połączenia baterii kolektorów - między kolektorami.
Połączenie baterii kolektorów zostanie wykonane za pomocą przewodów
miedzianych lutowanych lutem twardym. Przewody będą zaizolowane cieplnie i
pokryte płaszczem z blachy.
Kolektory połączone zostaną w układzie Tichelmana, aby zrównoważyć przepływy
i uzyskać maksymalną wydajność odbioru ciepła. Obieg kolektorowy dodatkowo
wyposażono w zawór równoważące Danfoss.
Zgodnie z wytycznymi producenta kolektorów słonecznych układ pierwotny
napełniony będzie płynem niezamarzającym Ergolid Eko w proporcjach 40%
propyleno-glikol 60% woda. Napełnianie zładu za pomocą pompy elektrycznej
ze zbiornika uzupełniającego czynnika grzejnego o pojemności Vc = 120 l.
12.2 Warunki wykonania instalacji
Instalację, należy wykonać zgodnie z obowiązującymi przepisami:
 Zabezpieczenie zładu po stronie kolektorów zgodnie z PN-99/B-02414,
przy pomocy naczynia przeponowego.
 Rurociągi od kolektorów słonecznych do układu wymienników
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
7
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.









przewidziano z rur stalowych lekkich ze szwem wg PN-80/H74200,
Rurociągi dla wody zimnej, ciepłej i cyrkulacji z rur stalowych średnich
podwójnie ocynkowanych TWT-3 wg PN-74/H-74200,
Łączenie rur stalowych lekkich ze szwem przez spawanie,
Łączenie rur wody zimnej, ciepłej i cyrkulacyjnej na gwint
Jako armaturę odcinającą przewidziano zawory kulowe:
o z końcówkami do spawania, kołnierzowe lub gwintowane po
stronie obiegów wykonywanych z rur stalowych lekkich ze szwem
na ciśnienie 0,6 MPa
o mufowe po stronie wody zimnej, ciepłej i cyrkulacji na ciśnienie
1,0 MPa
Wszystkie
elementy
instalacji
nie
ocynkowane
zabezpieczyć
antykorozyjnie, malując dwukrotnie farbą, zgodnie z instrukcją KOR-3,
po uprzednim oczyszczeniu do drugiego stopnia.
Wszystkie podparcia wykonać na wspornikach z klockami gumowymi.
Przewody prowadzone przy ścianach montować na podporach
ślizgowych, a pod stropem na podwieszeniach, na klockach gumowych
lub obejmach gumowych pod opaskami stalowymi.
Kształtki i łuki z rur stalowych bez szwu.
Po przeprowadzonych próbach szczelności, instalację izolować cieplnie
zgodnie z PN-85/B-0243 z łupek wykonanych z pianki poliuretanowej
lub HT/Armaflex S wg poniższej tabeli:
Grubość izolacji [ mm ]
Parametry wody 130/70/75°C
DN rury
Parametry wody 100/95/70°C
Parametry wody 5-55°C
Zasilanie
Powrót
Zasilanie
Powrót
Zasilanie
Powrót
15-25
50
30
40
30
20
30
32-40
50
30
40
30
20
30
50-65
50
40
40
30
20
30
80-100
60
40
50
30
20
30
12.3 Próby i rozruch
Po wykonaniu instalacji, ale przed jej zaizolowaniem i po przepłukaniu,
przeprowadzić próby szczelności zgodnie z PN-64/B-10400, w następującej
kolejności:
a. próba na zimno (bez zaworów bezpieczeństwa i włączania kolektorów)
wodą o ciśnieniu
0,6 MPa - instalacja od kolektorów do wymienników
0,37 MPa - po włączeniu kolektorów
1,0 MPa - po stronie obwodów wtórnych dla wody ciepłej, zimnej i
cyrkulacji
b. próba na gorąco eksploatacyjna tzn. przy max parametrach możliwych
do uzyskania w dniu próby w czasie 72 godzin, połączona z regulacją
parametrów pracy.
Roboty montażowe i próby wykonać zgodnie z „Warunkami technicznymi
wykonania i odbioru robót budowlano - montażowych - tom II - instalacje
sanitarne i przemysłowe" opracowanie COBRTI „Install”.
Po wykonaniu prób pomontażowych, należy przeprowadzić badania
techniczne urządzeń przez UDT oraz rozruch instalacji zgodnie z instrukcją
producenta urządzeń.
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
8
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
12.4 Pomiar i regulacja
Dla utrzymania założonych parametrów pracy zaprojektowano następującą
aparaturę kontrolno-pomiarową:
 manometry zwykłe sprężynowe typ Ml60/0-1,6/MPa do pomiaru ciśnień
 termometry przemysłowe 0-100°C i 0-200°C do pomiaru temperatury
Układ regulacji obiegu pierwotnego, wtórnego.
Układ regulacji instalacji, należy wyposażyć:



programator TDC3
czujniki temperatury 9 szt.
zawór trójdrogowy z siłownikiem Herz
12.5 Zagadnienia BHP
Kotłownię zaprojektowano tak, aby zapewnić swobodny dostęp do urządzeń i
aparatury. Rurociągi prowadzone są na wysokości powyżej 2,0 m, i gwarantują
swobodne przejście. Wszystkie urządzenia powinny mieć czytelne tabliczki
znamionowe. W czasie pracy nie wolno dokładać szczeliwa na złączach i dociągać
śrub. Czynności rozruchowe, eksploatacyjne i remontowe muszą spełniać
warunki BHP podane w Dz.U.Nr 14 z 1970 i 1974 r. oraz wymogi normy PN-/B10400 i Warunki Wykonania i Odbioru Robót - część Instalacje Sanitarne i
Przemysłowe.
12.6 Uwagi końcowe
Po wykonaniu prób pomontażowych zgłosić do odbioru dozorowego.
Niezbędny zakres prac elektrycznych należy wykonać w ramach robót
technologicznych, przeprowadzić niezbędne badania instalacji i sporządzić
stosowne protokoły. Zasobniki wprowadzić przed wykonaniem remontu
pomieszczenia przez powiększone otwory w ścianach.
Sprawdzić i ewentualnie naprawić poszycie dachu na powierzchni, na której
zostaną zamontowane kolektory.
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku
9
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
Zestawienie podstawowych materiałów i urządzeń
LP
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
OPIS URZĄDENIA
ILOŚĆ
Kolektor słoneczny TS 300 P
Grupa pompowa dwu-drogowa
Zasobnik buforowy PSR 1500
Podgrzewacz solarny VT-N 1000 FRMR, dwie wężownice
Zawór trójdrogowy dn 25 4037 z napędem
Zawór trójdrogowy dn 32 4037
Zawór bezpieczeństwa 1915 1/2" obieg solarny
Zawór bezpieczeństwa 2115 1" bufory
Naczynie zbiorcze przeponowe Refix DE 140 Junior
Naczynie przeponowe S 200
Zbiornik na glikol pojemność 120 l
Pompa mieszająca Stratos-Z 25/1-8 RG CAN
Istniejąca pompa cyrkulacyjna 25 Por 40C
Istniejąca pompa ładująca 32 PWr 80C
Istniejący kocioł gazowy BS-3 125 kW c.w.
Istniejący kocioł gazowy BS-3 150 kW c.o.
Zawór zwrotny dn 32
Zawór kulowy dn 32
Zawór kulowy dn 25
Zawór kulowy dn 20
Zawór antyskażeniowy EA dn 32
Odpowietrznik automatyczny ze zintegrowanym zaworem
stopowym typu SpiroTop dn 15
Manometr
Termometr zanurzeniowy
Zawór zwrotny dn 25
Sterownik TDC3 z czujnikami i przewodem
Zawór równoważący MSV-C dn 20
28 Ciepłomierz ultradźwiękowy CF Echo II 2,5 m3/h dn 20
29 Zasilacz awaryjny UPS 250 W z akumulatorem 60 Ah
UWAGI
30
1
2
1
1
1
1
3
1
1
1
1
1
1
1
1
2
8
2
3
1
7
Solar-Pro
Solar-Pro
Solar-Pro
Solar-Pro
Herz
Herz
SYR
SYR
Reflex
Reflex
dowolny
Wilo
LFP
LFP
MOZG
MOZG
1
3
1
1
2
4
Danfoss
Danfoss
Solar-Pro
Danfoss
1
1
Growo
dowolny
Danfoss
SYR
opracował:
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku 10
Projekt budowlany instalacji solarnej do wspomagania c.w.u.
13 Obliczenia konstrukcyjne
Budynek mieszkalny wielorodzinny przy ul. Jeleńskiej 13 w Lidzbarku 11