METRYKA PROJEKTU

Budynek Zarządu DPS Klisino.
Niniejsze opracowanie obejmuje dobór urządzeń instalacji solarnej pozyskującej energię
słoneczną do wspomagania produkcji ciepłej wody użytkowej.
1. Opis techniczny:
Instalacja produkcji ciepłej wody użytkowej zostanie zmodernizowana poprzez montaż
kolektorów słonecznych do produkcji i wspomagania ciepłej wody użytkowej.
Kotłownia węglowa produkująca ciepłą wodę znajduje się w budynku na poziomie „0” obok
garażu.
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 8 szt solarów
zainstalowanych na dachu..
Kolektory słoneczne zamontowane pod kątem 45º w dwóch 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.
a. 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
2,80 m²
2,60 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]
- temperatura c.w.u. w punkcie poboru [°C]
- temperatura c.w.u. w podgrzewaczu solarnym [°C]
45 10
Stąd: Vps 1,5 30 36
1290 [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 = 1290 * 1,16 * 40 = 126000Wh = 60 kWh/dobę
Tw
Tps
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 60 365
F
21 m2
(Ww K ) Qc
(0,55 0) 1000
Gdzie:
F
- minimalna wymagana powierzchnia kolektora [m2]
Wp
- współczynnik pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię
Q
- dobowe zapotrzebowanie na energię potrzebną do przygotowania cwu [kWh]
Ww
- stopień sprawności instalacji solarnej
K
- stopień obniżenia sprawności spowodowany złym ukierunkowaniem kolektora
Qc
- nasłonecznienie roczne w przewidywanym miejscu montażu instalacji [kWh/m2]
1.
2.
3.
4.
6. Wymagana minimalna ilość kolektorów
Nk = F/2,64
gdzie:Nk
- minimalna wymagana ilość kolektorów [szt.]
F
- minimalna wymagana powierzchnia kolektorów [m2]
2,60 - powierzchnia czynna kolektora
Stąd: Nk = 21/2,60 = 8 , Przyjmuje się 8 szt kolektorów
b. Opis instalacji SOLARNEJ
Instalacja Solarów składa się z kolektorów słonecznych płaskich. Solary w ilości 8 sztuk
zabudowane na powierzchni dachu płaskiego. Solary połączone w systemie Tichelmanna systemem
rur twardych miedzianych łączonych lutem twardym. Rury izolować pianką w wykonaniu jak do
instalacji klimatyzacyjnych o zwiększonej grubości 3 cm i szczelnie na przenikanie 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.
Według powyżej dokonanych założeń i obliczeń dobrano powierzchnię kolektorów słonecznych
zapewniającą wspomaganie podgrzewu wody ciepłej użytkowej
Uwzględniając warunki powierzchni dachu dobrano:
8 solarów pionowych w 2 pakietach po 4 solary w każdym pakiecie.
Konieczne wyliczenia w celu ustalenia powierzchni dachu:
< 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 na dach:
Pakiet 4 solarów: RP4 = 5,08 x 1,6 [m]
Wymagana pojemność podgrzewacza solarnego wg wcześniejszych obliczeń wynosi 1000 litrów
Dobrano 1 zasobnik CWU o poj. 1000 litr z jedną wężownicą.
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 0,50 ,
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.
Całkowity odbiór może nastąpić po rozruchu instalacji.