Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, wielkości podgrzewacza c.w.u. Ciepło jest naszym żywiołem. Materiały do projektowania nr 02/2011

Transkrypt

1 [ Powietrze ] [ Woda ] Materiały do projektowania nr 0/011 [ Ziemia ] [ Buderus ] Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Ciepło jest naszym żywiołem

2 Spis treści 1 Wymiarowanie dla domów jedno i dwurodzinnych Instalacje do przygotowania ciepłej wody użytkowej... Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele ciepłej wody użytkowej... 3 Dobór biwalentnego podgrzewacza ciepłej wody użytkowej... 5 Biwalentne podgrzewacze ciepłej wody użytkowej Instalacje do przygotowania c.w.u. oraz wspomagania c.o Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele c.w.u oraz wspomagania c.o Dobór kombinowanego podgrzewacza c.w.u. z buforem ciepła instalacji c.o Dobór biwalentnego podgrzewacza c.w.u. do układów ze zbiornikiem buforowym instalacji c.o Kombinowane podgrzewacze c.w.u. z buforem ciepła instalacji c.o Wymiarowanie dla domów wielorodzinnych do 30 mieszkań Instalacje do przygotowania c.w.u. z podgrzewaczem wstępnym i podstawowym Wyznaczenie pola powierzchni kolektorów słonecznych na cele c.w.u Dobór podgrzewacza wstępnego c.w.u. instalacji słonecznej Dobór podgrzewacza podstawowego c.w.u. instalacji konwencjonalnego źródła ciepła Wymiarowanie dla instalacji basenowych Instalacje do podgrzewania wody basenowej Wytyczne dotyczące basenów krytych z przykryciem powierzchni lustra wody Wytyczne dotyczące basenów krytych bez przykrycia powierzchni lustra wody Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykryciem powierzchni lustra wody Wytyczne dotyczące basenów odkrytych bez przykrycia powierzchni lustra wody Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu kolektorów słonecznych na ich wydajność Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych w zależności od zastosowania Optymalny kierunek montażu kolektorów wg stron świata Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol SKN Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol CKN Dane techniczne kolektora słonecznego Vaciosol CPC6 oraz CPC Wyciąg z danych projektowych... 4 Materiały do projektowania 0/011 1

3 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych 1. Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych 1.1. Instalacje do przygotowania ciepłej wody użytkowej Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej (c.w.u) jest najkorzystniejszym zastosowaniem instalacji kolektorów słonecznych. Występujące przez cały rok stałe zapotrzebowanie na nią pozwala najłatwiej wykorzystać energię słoneczną. W okresie letnim zapotrzebowanie energetyczne procesu podgrzewania c.w.u w pełni pokrywane jest przez instalację słoneczną. Pomimo tego konwencjonalne źródło ciepła powinno być przygotowane do zabezpieczenia potrzeb energetycznych, związanych z przygotowaniem c.w.u, niezależnie od instalacji słonecznej. Mogą zdarzyć się bowiem dłuższe okresy złej pogody, w czasie których zapewniony musi zostać również komfort c.w.u. ( rys. 1). Rys. 1 Produkcja energii instalacji kolektorów słonecznych w odniesieniu do rocznego zapotrzebowania energetycznego procesu podgrzewania c.w.u. a Q kwh b miesiące Opis a zapotrzebowanie energetyczne (wymagana roczna ilość energii) b produkcja energii przez instalację słoneczną Q energia grzewcza nadmiar energii słonecznej (możliwy do wykorzystania np. do podgrzewania wody basenowej) wykorzystywana energia słoneczna (pokrycie zapotrzebowania energetycznego procesu przygotowania c.w.u.) zapotrzebowanie energetyczne nie pokryte przez instalację słoneczną (dogrzewanie przez inne źródło ciepła) W celu dokonania w sposób optymalny doboru wielkości powierzchni kolektorów słonecznych, pojemności zasobników oraz rodzaju kompletnej stacji pompowej dla instalacji słonecznej przeznaczonej do podgrzewania c.w.u. należy uwzględnić wpływ następujących czynników: Miejsca montażu instalacji słonecznej. Nachylenia dachu (kąta nachylenia kolektorów) optymalny kąt w okresie jego całorocznej eksploatacji powinien wynosić ok. 40. W przypadku innej wartości, należy zwiększyć powierzchnię kolektora o odpowiednie współczynniki korekcyjne ( tab. 14 i 15). Usytuowania dachu w stosunku do kierunków świata (skierowania kolektorów w kierunku południowym) kolektor słoneczny osiąga największą wydajność cieplną wtedy, kiedy jego usytuowanie nie odbiega (w granicach +/- 15 ) od kierunku południowego. Przy większym odchyleniu kolektora od tego kierunku, jego wydajność znacznie się zmniejsza. W celu uzyskania tej samej wydajności co z kierunku południowego, powierzchnię kolektora słonecznego należy powiększyć o odpowiednie współczynniki korekcyjne. Odchylenie kolektora od kierunku południowego w kierunku zachodnim jest korzystniejsze niż w kierunku wschodnim. Wielkości oraz rozkładu czasowego zużycia c.w.u. ważne jest w tym przypadku ustalenie, ile osób zamieszkuje w danym budynku oraz jakie jest ich dzienne, średnie zużycie c.w.u. Dla zapotrzebowania c.w.u. obowiązują następujące wskaźniki zużycia, przy temperaturze poboru c.w.u. wynoszącej 45 C: niskie zużycie: 40 l na osobę dziennie, średnie zużycie: 50 l na osobę dziennie (najczęściej używana wartość rachunkowa), wysokie zużycie: 75 l na osobę dziennie. W przypadku, gdy w budynku znajdują się zmywarki lub pralki zużywające c.w.u, podgrzewaną przez instalację słoneczną, w czteroosobowym gospodarstwie domowym należy dodać 50 l na każde urządzenie na dzień, jako wielkość zużycia c.w.u. Materiały do projektowania 0/011

4 Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele ciepłej wody użytkowej Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych typu Logasol SKN3.0, Logasol CKN1.0, oraz Vaciosol CPC6/1 na cele c.w.u. umieszczone na kolejnych stronach można wykorzystać do projektowania małych instalacji słonecznych dla domów jedno i dwurodzinnych. Dobierają one niezbędną liczbę kolektorów w zależności od ilości osób i żądanego zapotrzebowania na c.w.u. Obliczenie: Na rysunkach, 3, 4 i 5 przedstawiono diagramy doboru kolektorów słonecznych płaskich typu Logasol SKN3.0, Logasol CKN1.0 oraz próżniowych typu Vaciosol CPC6/1 firmy Buderus dla domów jedno i dwurodzinnych. Bazują one na następujących założeniach: kolektory skierowane na południe (w przypadku innego kierunku należy zastosować współczynnik korekcyjny), ( tab. 14, 15), kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45 o (w przypadku innego kąta należy zastosować współczynnik korekcyjny) ( tab. 14, 15), miejscowość: Poznań, temperatura c.w.u. 45 C, przy określeniu liczby kolektorów słonecznych uzyskuje się ok. 60% pokrycie zapotrzebowania na c.w.u. przez instalację słoneczną. Przykład: Parametry doborowe: dobór kolektorów słonecznych dla 3 osobowej rodziny, wysokie zapotrzebowanie na c.w.u., kolektory słoneczne skierowane na południe, kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45, miejscowość: Poznań. Dobór kolektorów słonecznych: Według rysunku dla 3 osób i zużycia c.w.u. na poziomie 75 dm³ na osobę i dzień (krzywa c) wymagane są 3 kolektory typu Logasol SKN3.0 firmy Buderus Rys. Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.w.u. (przykład doboru). Logasol SKN3.0 8 a 7 6 b n P 5 4 c n SKN3.0 n SKN3.0 liczba kolektorów n p ilość osób Krzywe zapotrzebowania c.w.u.: a niskie (< 40dm³/os.d) b średnie (50dm³/os.d) c wysokie (75 dm³/os.d) Materiały do projektowania 0/011 3

5 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Rys. 3 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.w.u. 8 Logasol SKN3.0 a 7 6 b n P 5 4 c n SKN3.0 n SKN3.0 liczba kolektorów n p ilość osób Krzywe zapotrzebowania c.w.u.: a niskie (< 40dm³/os.d) b średnie (50dm³/os.d) c wysokie (75 dm³/os.d) Rys. 4 Diagram do doboru ilości kolektorów CKN1.0 na cele c.w.u. 8 7 Logasol CKN1.0 a b 6 n P 5 4 c n CKN n CKN n p liczba kolektorów ilość osób Krzywe zapotrzebowania c.w.u.: a niskie (< 40dm³/os.d) b średnie (50dm³/os.d) c wysokie (75 dm³/os.d) 4 Materiały do projektowania 0/011

6 Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Rys. 5 Diagram do doboru ilości rur kolektorów CPC na cele c.w.u. 8 Vaciosol CPC a 7 6 b n P 5 4 c n CPC n CPC n p liczba rur kolektora ilość osób Krzywe zapotrzebowania c.w.u.: a niskie (< 40dm³/os.d) b średnie (50dm³/os.d) c wysokie (75 dm³/os.d) Dobór biwalentnego podgrzewacza ciepłej wody użytkowej Dla optymalnej pracy układu słonecznego należy zachować odpowiedni stosunek między powierzchnią kolektora a pojemnością podgrzewacza. W zależności od pojemności podgrzewacza ograniczona jest powierzchnia kolektora ( tab. 1). Tab. 1 Wartości do wyboru pojemnościowego podgrzewacza c.w.u. Podgrzewacz Logalux Zalecany pobór ciepłej wody na dobę w dm³ (przy temp. w podgrzewaczu 60 C oraz temp. poboru 45 C ) Zalecana ilość osób pobór na osobę na dzień 40 dm³ niski 50 dm³ średni 75 dm³ wysoki Pojemność podgrzewacza dm³ Zalecana ilość kolektorów SKN3.0 Zalecana ilość kolektorów CKN1.0 Zalecana ilość rur kolektorów CPC SM300 do 00/50 ok. 5-6 ok. 4-5 ok SM400 do 50/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok SM500 do 300/400 ok ok. 6-8 ok SL300 do 00/50 ok. 5-6 ok. 4-5 ok SL400 do 50/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok SL500 do 300/400 ok ok. 6-8 ok Materiały do projektowania 0/011 5

7 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Biwalentne podgrzewacze ciepłej wody użytkowej Dla małych domów wielorodzinnych podgrzewacze biwalentne ciepłej wody użytkowej są najczęściej stosowanym systemem słonecznym. Omawiane podgrzewacze wyposażone są w dwa wymienniki ciepła, w których podgrzewanie odbywa się na dwa różne sposoby (biwalentnie). W dolnej części podgrzewacza znajduje się wymiennik ciepła słoneczny, za pomocą którego podgrzewana jest woda użytkowa z kolektorów słonecznych, zaś w jego górnej części znajduje się wymiennik ciepła dodatkowego źródła ciepła do podgrzewania wspomagającego np. podczas wielu pochmurnych dni. Wyższą wydajność w porównaniu z biwalentnymi standardowymi podgrzewaczami c.w.u. (podgrzewacze biwalentne wężownicowe typu Logalux SM) osiąga się za pomocą systemów ładowania, w których zawartość podgrzewacza nie jest podgrzewana jednocześnie tylko warstwa po warstwie z góry na dół (podgrzewacze biwalentne z syfonem termicznym typu Logalux SL). W podgrzewaczach tego typu wymiennik ciepła słoneczny (8) podgrzewa jedynie stosunkowo małą ilość wody do temperatury w przybliżeniu równej temperaturze zasilania obiegu słonecznego. Podgrzana objętość wody unosi się ku górze w kierowniczej rurze ciepła (6) do obszaru wyjścia z podgrzewacza (3). Przy normalnym promieniowaniu słonecznym, już po krótkim czasie jest osiągana zadana temperatura i podgrzewanie wspomagające (5) dodatkowego źródła ciepła jest rzadko wymagane ( rys. 6). Rys. 6 Budowa biwalentnego podgrzewacza c.w.u. typu Logalux SL ładowanego warstwowo poprzez syfon termiczny Opis 1 anoda magnezowa izolacja cieplna 3 wylot ciepłej wody 4 zbiornik wody użytkowej 5 górny wymiennik ciepła dla dodatkowego źródła ciepła 6 rura kierownicza odprowadzająca ciepłą wodę 7 klapa grawitacyjna 8 wymiennik ciepła słoneczny 9 wlot zimnej wody 8 9 Przy intensywnym promieniowaniu słonecznym woda podgrzana przez wymiennik ciepła słonecznego (8) szybko unosi się ku górze do chwili osiągnięcia danej warstwy o jednakowej temperaturze ( rys. 7, poz. 1). Następnie otwierają się odpowiednie przepustnice zwrotne, sterowane siłą wyporu, tak że zasobnik jest ładowany od góry do dołu w sposób uwarstwiony. Rys. 7 Unoszenie podgrzanej wody z rury kierowniczej przy intensywnym promieniowaniu słonecznym AW 1 AW AW VS VS VS RS RS 1 RS 1 V EK V EK V EK R R R 6 Materiały do projektowania 0/011

8 1 Wymiarowanie dla domów jedno- i wielorodzinnych do 5 jednostek mieszkaniowych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, W przypadku niewielkiego promieniowania słonecznego woda podgrzewana jest przykładowo do temperatury 30 C, unosi się również tylko do warstwy o tej temperaturze. Następnie przepływa przez otwarte przepustnice zwrotne podgrzewacza i podgrzewa ten obszar ( rys. 8, poz. ). Unika się tym samym dalszego przemieszczania wody w rurze kierowniczej (6) i przemieszczania się jej z warstwami wody o wyższych temperaturach ( rys. 8, poz. 3) Rys. 8 Unoszenie podgrzanej wody z rury kierowniczej przy niewielkim promieniowaniu słonecznym AW VS 40 C 40 C 3 RS 3 30 C 30 C V EK 0 C 30 C 0 C R Rys. 9 Przykład hydraulicznego podłączenia biwalentnego podgrzewacza c.w.u. Sterowanie przeładowaniem jaki i procesem ochrony przed Legionellą odbywa się poprzez automatykę (FM 443) za pomocą pompy przeładowującej oznaczonej na rysunku jako PUM FSK SP1 Kolektor HK1 Przedstawiony schemat jest tylko niewiążącą wskazówką przedstawiającą możliwość podłączenia hydraulicznego. Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy wykonać zgodnie z obowiązującymi, krajowymi normami oraz przepisami. HS--E PH PSS Logasol KS01.. WWM PS PZ TW FSX FSS VS M1 RS VS 1 M RS 1 AW EZ EK Logalux SM.../SL... PUM FK Kocioł Logano EMS olej/gaz Logamatic FM443 Dezynfekcja termiczna Wymagania odnośnie jakości ciepłej wody regulują odpowiednie przepisy krajowe. Materiały do projektowania 0/011 7

9 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych 1. Instalacje do przygotowania c.w.u. oraz wspomagania c.o. Względy ochrony środowiska wymuszają wykorzystywanie instalacji słonecznych nie tylko na potrzeby podgrzewania ciepłej wody użytkowej, ale także jako wspomaganie pracy układu grzewczego. Instalacja słoneczna może oddawać ciepło do instalacji grzewczej, gdy temperatura powrotu instalacji grzewczej jest niższa niż temperatura czynnika obiegowego kolektorów słonecznych. Korzystne jest więc w tym przypadku wykorzystywanie grzejników o dużej powierzchni wymiany ciepła lub ogrzewania podłogowego. W przypadku właściwego doboru zastosowana instalacja słoneczna może pokryć do 30 % ilości całorocznego zapotrzebowania energii, niezbędnej do podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz ogrzewania budynku ( rys. 10). Rys. 10 Produkcja energii instalacji kolektorów słonecznych w odniesieniu do rocznego zapotrzebowania energetycznego procesu podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz ogrzewania budynku. a Opis a zapotrzebowanie energetyczne (wymagana roczna ilość energii) b produkcja energii przez instalację słoneczną Q energia grzewcza Q kwh b nadmiar energii słonecznej (możliwy do wykorzystania np. do podgrzewania wody basenowej) wykorzystywana energia słoneczna (pokrycie zapotrzebowania energetycznego procesu przygotowania c.w.u.) zapotrzebowanie energetyczne nie pokryte przez instalację słoneczną (dogrzewanie przez inne źródło ciepła) miesiące Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele c.w.u oraz wspomagania c.o. Wykładnią powierzchni kolektorów dla instalacji słonecznej wspomagającej centralne ogrzewanie oraz przygotowującej ciepłą wodę użytkową, jest zapotrzebowanie cieplne budynku oraz żądany procent jego pokrycia. Dla przygotowania ciepłej wody użytkowej ( rys. 11, 1, 13, 14) przyjęto średnie zapotrzebowanie ciepłej wody 50 dm³ na osobę na dobę. Obliczenie: Na rysunkach 11, 1, 13 i 14 przedstawiono diagramy doboru kolektorów słonecznych płaskich typu Logasol SKN3.0, Logasol CKN1.0 oraz próżniowych typu Vaciosol CPC6/1 firmy Buderus dla domów jedno- i wielorodzinnych do 5 jednostek mieszkaniowych. Bazują one na następujących założeniach: kolektory skierowane na południe (w przypadku innego kierunku należy zastosować współczynnik korekcyjny) ( tab 14, 15) kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45 (w przypadku innego kąta należy zastosować współczynnik korekcyjny ( tab 14, 15), miejscowość: Poznań, temperatura obiegu c.o.: 40/30 C, 4 osoby z 00 dm³ zapotrzebowaniem ciepłej wody użytkowej na dobę. Przykład: Parametry doborowe: 4 osoby z 00 dm³ zapotrzebowaniem ciepłej wody użytkowej na dobę, instalacja słoneczna do przygotowania c.w.u. oraz wspomagająca ogrzewanie podłogowe, zapotrzebowanie na cele c.o. 8 kw, wymagane pokrycie zapotrzebowania 5%, kolektory słoneczne skierowana na południe, kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45, miejscowość: Poznań. Dobór kolektorów słonecznych: Według rys kw zapotrzebowania ciepła na cele c.o. przy 5% pokryciu zapotrzebowania przez kolektory (krzywa b) wyznaczono 5 kolektorów SKN Materiały do projektowania 0/011

10 Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Rys. 11 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.o. i c.w.u. (przykład doboru). 18 Logasol SKN Q H kw a b c d e n SKN3.0 n SKN3.0 liczba kolektorów Q H zapotrzebowanie na cele c.o. Krzywe całorocznego zapotrzebowania na cele c.o. oraz c.w.u.: a 15% pokrycie zapotrzebowania b 0% pokrycie zapotrzebowania c 5% pokrycie zapotrzebowania d 30% pokrycie zapotrzebowania e 35% pokrycie zapotrzebowania Rys.1 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.o. i c.w.u. 18 Logasol SKN Q H kw a b c d e n SKN3.0 n SKN3.0 liczba kolektorów Q H zapotrzebowanie na cele c.o. Krzywe całorocznego zapotrzebowania na cele c.o. oraz c.w.u.: a 15% pokrycie zapotrzebowania b 0% pokrycie zapotrzebowania c 5% pokrycie zapotrzebowania d 30% pokrycie zapotrzebowania e 35% pokrycie zapotrzebowania Materiały do projektowania 0/011 9

11 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Rys. 13 Diagram do doboru ilości kolektorów CKN1.0 na cele c.o. i c.w.u. 18 Logasol CKN Q H kw a b c d e n CKN1.0 n CKN1.0 liczba kolektorów Q H zapotrzebowanie na cele c.o. Krzywe całorocznego zapotrzebowania na cele c.o. oraz c.w.u.: a 15% pokrycie zapotrzebowania b 0% pokrycie zapotrzebowania c 5% pokrycie zapotrzebowania d 30% pokrycie zapotrzebowania e 35% pokrycie zapotrzebowania Rys. 14 Diagram do doboru ilości rur kolektora CPC na cele c.o. i c.w.u. 18 Vaciosol CPC Q H kw a b c d e n CPC n CKN1.0 liczba rur kolektora Q H zapotrzebowanie na cele c.o. Krzywe całorocznego zapotrzebowania na cele c.o. oraz c.w.u.: a 15% pokrycie zapotrzebowania b 0% pokrycie zapotrzebowania c 5% pokrycie zapotrzebowania d 30% pokrycie zapotrzebowania e 35% pokrycie zapotrzebowania 10 Materiały do projektowania 0/011

12 Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Dobór kombinowanego podgrzewacza c.w.u. z buforem ciepła instalacji centralnego ogrzewania Instalacja słoneczna ze wspomaganiem c.o. jak i podgrzewaniem c.w.u. powinna pracować, jeśli to możliwe, z podgrzewaczami typu kombi (bufor ciepła i podgrzewacz c.w.u. w jednej obudowie). Przy wyborze takiego podgrzewacza należy mieć na uwadze jego zdolność na pokrycie zapotrzebowania ciepłej wody ( tab. ). Przykładowy schemat układu przygotowania c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem podgrzewacza kombinowanego typu Logalux PL /S rys. 17. Tab. Wartości do doboru podgrzewaczy typu kombi Podgrzewacz Logalux Zalecany pobór ciepłej wody na dobę w dm³ (przy temp. w podgrzewaczu 60 C oraz temp. poboru 45 C) Zalecana ilość osób Pojemność podgrzewacza dm³ Zalecana ilość kolektorów SKN3.0 Zalecana ilość kolektorów CKN1.0 Zalecana ilość rur kolektorów CPC P750 S do 00/50 ok / PL750/ S do 50/350 ok / PL1000/ S do 50/350 ok / Dobór biwalentnego podgrzewacza c.w.u. do układów ze zbiornikiem buforowym instalacji c.o. Alternatywą dla podgrzewaczy typu kombi jest rozwiązanie instalacji z zastosowaniem bufora wstępnego. Stosowanie tego typu rozwiązań ma sens w przypadku podwyższonego zapotrzebowania c.w.u. lub podwyższonego rozbioru buforowego czynnika grzewczego przez dodatkowe obiegi grzewcze. W tym przypadku ilość kolektorów należy dobrać na podwyższone zapotrzebowanie ciepła ( tab. 3, 4). Przykładowy schemat układu przygotowania c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem bufora rys. 18. Tab. 3 Wartości do doboru biwalentnych podgrzewaczy c.w.u. dla układów ze zbiornikiem buforowym Podgrzewacz Logalux Zalecany pobór ciepłej wody na dobę w dm³ (przy temp. w podgrzewaczu 60 C oraz temp. poboru 45 C ) Zalecana ilość osób pobór na osobę na dzień 40 dm³ niski 50 dm³ średni 75 dm³ wysoki Pojemność podgrzewacza dm³ Zalecana ilość kolektorów SKN3.0 Zalecana ilość kolektorów CKN1.0 Zalecana ilość rur kolektorów CPC SM300 do 00/50 ok. 5-6 ok. 4-5 ok SM400 do 50/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok SM500 do 300/400 ok ok. 6-8 ok SL300 do 00/50 ok. 5-6 ok. 4-5 ok SL400 do 50/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok SL500 do 300/400 ok ok. 6-8 ok Tab. 4 Wartości do doboru zbiornika buforowego Podgrzewacz Logalux Pojemność zbiornika buforowego Zalecana ilość kolektorów SKN3.0 Zalecana ilość kolektorów CKN1.0 Zalecana ilość rur kolektorów CPC PL PL PL Materiały do projektowania 0/011 11

13 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Kombinowane podgrzewacze ciepłej wody użytkowej z buforem ciepła instalacji centralnego ogrzewania Zasobniki kombinowane typu Logalux PL /S, przeznaczone są do podgrzewania ciepłej wody użytkowej oraz wspomagania centralnego ogrzewania. Wyposażone są one w dwa zasobniki, wewnętrzny ciepłej wody użytkowej ( rys. 15, poz. 5) oraz zewnętrzny wody buforowej centralnego ogrzewania ( rys. 15, poz. 4). Podgrzewanie wody użytkowej następuje poprzez system ładowania, w którym zawartość zasobnika c.w.u nie jest podgrzewana jednocześnie tylko warstwa po warstwie z góry na dół ( rys. 16). Wymiennik ciepła słoneczny ( rys. 15, poz. 8) podgrzewa jedynie stosunkowo małą ilość wody do temperatury w przybliżeniu równej temperaturze zasilania obiegu słonecznego. Podgrzana objętość wody unosi się ku górze w kierowniczej rurze ciepła ( rys. 15, poz. 6) do obszaru wyjścia z podgrzewacza. Podgrzewanie wody buforowej centralnego ogrzewania w zasobniku zewnętrznym następuje poprzez płaszcz zasobnika wewnętrznego ciepłej wody użytkowej ( rys. 15). Rys. 15 Budowa kombinowanego podgrzewacza c.w.u/c.o typu Logalux PL /S ładowanego warstwowo poprzez syfon termiczny Opis 1 anoda magnezowa, izolacja cieplna, 3 wylot ciepłej wody, 4 zbiornik wody użytkowej, 5 zbiornik wody buforowej centralnego ogrzewania, 6 rura kierownicza odprowadzająca ciepłą wodę, 7 klapa grawitacyjna, 8 wymiennik ciepła słoneczny, 9 wlot zimnej wody 9 Rys. 16 Unoszenie podgrzanej wody z rury kierowniczej oraz podgrzewanie wody buforowej centralnego ogrzewania przy intensywnym promieniowaniu słonecznym AW AW AW VS3 VS3 VS3 RS RS RS EK VS1 RS1 EK VS1 RS1 EK VS1 RS1 1 Materiały do projektowania 0/011

14 1 Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wspomaganie centralnego ogrzewania przez instalację słoneczną realizowane jest poprzez podniesienie temperatury powrotu wody z instalacji grzewczej. Automatyka (Logamatic SC, FM 443) włącza bądź wyłącza podwyższenie temperatury powrotu z instalacji c.o. w zależności od różnicy temperatur między temperaturą wody powrotnej z instalacji c.o. (FR) a temperaturą wody c.o. w zasobniku PL /S (FP). Jeżeli temperatura wody c.o. w zasobniku PL /S jest wyższa niż temperatura wody powrotnej z instalacji c.o., wówczas następuje otwarcie zaworu trójdrogowego funkcji podwyższenia temperatury na powrocie(hzg), dzięki czemu woda powrotna z instalacji c.o. przepływa przez zasobnik PL /S podnosząc tym samym swą temperaturę. Następnie woda ta trafia do kotła, który podgrzewa ją już od wyższej temperatury do jej wartości zadanej. Natomiast jeżeli zaś temperatura wody c.o. w zasobniku PL S (FP) jest niższa niż temperatura wody powrotnej z instalacji c.o. (FR), to wówczas następuje zamknięcie zaworu funkcji podwyższenia temperatury na powrocie (HZG), wówczas woda powrotna z instalacji c.o. omija zasobnik PL S i wpływa bezpośrednio do kotła ( rys. 17). Rys. 17 Schemat układu przygotowania c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem podgrzewacza kombinowanego typu Logalux PL /S SP1 HK1 Logamatic FM443 FSK HSM-E Kolektor PH M FK VK PSS Logasol KS01.. WWM PZ RK VS FSX AW EZ VS3 MB1 TW VS4 M4 FP HZG FSS VS1 MB RS 4 A M B AB RS1 EK Logalux PL.../S FR Przedstawiony schemat jest tylko niewiążącą wskazówką przedstawiającą możliwość podłączenia hydraulicznego. Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy wykonać zgodnie z obowiązującymi, krajowymi normami oraz przepisami. Materiały do projektowania 0/011 13

15 1 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych Rys. 18 Schemat układu przygotowania c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem bufora FSK SP1 Kolektor HK1 Logamatic FM443 Przedstawiony schemat jest tylko niewiążącą wskazówką przedstawiającą możliwość podłączenia hydraulicznego. Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy wykonać zgodnie z obowiązującymi, krajowymi normami oraz przepisami. HSM-E PH M FK VK PSS Logasol KS01... RK KFE SV WWM PS PZ VS TW FP M1 HZG FSX AW VS M1 EZ RS VS1 FSS M4 VS 1 RS 3 RS 1 A M B AB FR FSS 1 M RS 1 EK Logalux PL... Logalux SM.../SL... Dezynfekcja termiczna Wymagania odnośnie jakości ciepłej wody regulują odpowiednie przepisy krajowe. 14 Materiały do projektowania 0/011

16 1 Wymiarowanie dla domów jedno- i wielorodzinnych do 30 mieszkań Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,. Wymiarowanie dla domów wielorodzinnych do 30 mieszkań.1. Instalacje do przygotowania c.w.u. z podgrzewaczem wstępnym i podstawowym Stosowanie podgrzewaczy wstępnych instalacji słonecznej oraz podgrzewaczy podstawowych instalacji dodatkowego źródła ciepła znajdują zastosowanie w budynkach o równomiernym profilu zużyciu ciepłej wody użytkowej jak na przykład domy wielorodzinne. Instalacja słoneczna podgrzewa c.w.u. wstępnie, zaś instalacja dodatkowego źródła ciepła dogrzewa ją do wymaganej temperatury poboru. W celu wykorzystania pojemności obu podgrzewaczy przez instalację słoneczną stosuje się pompę przeładowującą (PUM). Ideą jej zastosowania jest wygrzanie obydwu podgrzewaczy c.w.u. energią promieniowania słonecznego. Automatyka typu Logamatic SC, FM443 włącza pompę przeładowującą (PUM), jeżeli temperatura w podgrzewaczu wstępnym instalacji słonecznej (FSS) jest wyższa niż temperatura w podgrzewaczu podstawowym dodatkowego źródła ciepła (FSX). Wówczas następuje przeładowanie c.w.u. z podgrzewacza wstępnego do podgrzewacza podstawowego. Pompa przeładowująca (PUM) zostaje wyłączona, jeżeli temperatura w podgrzewaczu wstępnym jest niższa niż temperatura w podgrzewaczu podstawowym (FSX). W systemach z dwoma podgrzewaczami ciepłej wody użytkowej stopień wstępny jak i gotowości może być wymiarowany osobno. Wymagana temperatura w podgrzewaczu podstawowym powinna wynosić minimum 55 C, natomiast w podgrzewaczu wstępnym 75 C ( rys. 19). Rys. 19 Przykład hydraulicznego podłączenia instalacji słonecznej z wykorzystaniem podgrzewacza wstępnego i podstawowego FSK SP1 Kolektor HK1 Przedstawiony schemat jest tylko niewiążącą wskazówką przedstawiającą możliwość podłączenia hydraulicznego. Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy wykonać zgodnie z obowiązującymi, krajowymi normami oraz przepisami. HS-E PH PSS Logasol KS01... PS WWM PZ PUM AW AW VS FSS M EK RS TW Logalux SU.../ST... EZ VS FSX M EK RS Logalux SU.../ST... FK Kocioł Logano EMS olej/gaz Logamatic FM443 Dezynfekcja termiczna Wymagania odnośnie jakości ciepłej wody regulują odpowiednie przepisy krajowe. Materiały do projektowania 0/011 15

17 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla domów wielorodzinnych do 30 mieszkań Wyznaczenie pola powierzchni kolektorów słonecznych na cele c.w.u. Wyznaczając powierzchnię kolektorów słonecznych dla budynków o równomiernym profilu zużycia ciepłej wody użytkowej jak na przykład domy wielorodzinne, należy przyjąć dzienne zużycie c.w.u. na poziomie ok dm³ przy 60 C przypadających na 1 m powierzchni kolektora. Należy być ostrożnym przy założeniu zapotrzebowania, ponieważ zbyt niskie obciążenie może prowadzić do długich okresów stagnacji układu przy tego typu instalacjach słonecznych. Wyższe obciążenie powoduje sprawniejsze działanie układu. Przy przestrzeganiu założeń brzegowych można zastosować poniższe zależności: Tab. 5 Zależności do wyznaczenia ilości kolektorów słonecznych w zależności od ilości mieszkań n SKN3.0 = 0,7 x n WE n CKN1.0 = 0,8 x n WE n CPC1 = 0,5 x n WE n SKN3.0 n CPC1 n CKN1.0 n WE liczba kolektorów słonecznych SKN3.0 liczba kolektorów słonecznych CPC1 liczba kolektorów słonecznych CKN1.0 liczba mieszkań Warunki brzegowe dla zależności w tab. 5 Dezynfekcja termiczna o godzinie :00 Straty na cyrkulacji: budownictwo nowe 100 W/jm, budownictwo stare 140 W/jm* ) Miejscowość Poznań Temp. podgrzewacza wstępnego max. 75 C, aktywna opcja przewarstwienia 100 dm³/jm przy 60 C *) Jednostka mieszkaniowa [jm] 4 pomieszczenia mieszkalne, 3,5 zamieszkałych osób, wyposażona w 1 wannę o pojemności 140 dm³ o zapotrzebowaniu 580 Wh i współczynniku zapotrzebowania N L = 1 Dobór podgrzewacza wstępnego c.w.u. instalacji słonecznej Minimalna pojemność podgrzewacza wstępnego powinna wynosić ok. 0 dm³ na m² powierzchni kolektora: Tab. 6 Zależności do wyznaczenia pojemności podgrzewacza wstępnego V VWS,min = A K x 0 dm³/m² V VWS,min minimalna pojemność podgrzewacza wstępnego w dm³ A K powierzchnia kolektora w m² Zwiększenie pojemności podgrzewacza wpłynie pozytywnie na pracę układu jednak z drugiej strony podniesie zużycie energii konwencjonalnego źródła ciepła na codzienne podgrzanie c.w.u. Podgrzewacz wstępny powinien mieć możliwość zamontowania dwóch czujników na 0% oraz 80% wysokości podgrzewacza. Maksymalną ilość kolektorów dla podgrzewacza Logalux SU przedstawia tabela ( tab. 7), wartości te są ważne dla maksymalnej temperatury podgrzewacza 75 C. Tab. 7 Maksymalna ilość kolektorów dla podgrzewacza wstępnego Logalux SU (przy maks. temperaturze podgrzewacza 75 C) Podgrzewacz Ilość kolektorów słonecznych Logalux SKN3.0 CKN1.0 CPC1 SU SU SU SU Dobór podgrzewacza podstawowego c.w.u. instalacji konwencjalnego źródła ciepła Wyznaczenie pojemności podgrzewacza podstawowego odbywa się na obecnie obowiązujących wymaganiach dotyczących zapotrzebowania na cele c.w.u. bez uwzględnienia pojemności podgrzewacza wstępnego. Specyficzna łączna pojemność podgrzewaczy winna wynosić ok. 50 dm³/m² powierzchni kolektora. Tab. 8 Zależności minimalnej objętości podgrzewacza wstępnego i podstawowego przypadająca na m powierzchni kolektora (V BS + V VWS )/A K 50 dm ³ /m ² A K powierzchnia kolektorów w m² V BS pojemność podgrzewacza podstawowego w dm³ pojemność podgrzewacza wstępnego w dm³ V VWS Powyższe informacje dotyczą uproszczonego doboru kolektorów słonecznych, jak i pojemnościowych podgrzewaczy ciepłej wody użytkowej. Wymagany jest dobór pozostałych elementów instalacji słonecznej. 16 Materiały do projektowania 0/011

18 Wymiarowanie dla instalacji basenowych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, 3. Wymiarowanie dla instalacji basenowych 3.1 Instalacje do podgrzewania wody basenowej Instalacje słoneczne do podgrzewania wody basenowej pracują z wysoką sprawnością, ponieważ woda w basenie podgrzewana jest stosunkowo do niskich temperatur. W basenach odkrytych utrzymuje się temperaturę wody basenowej na poziomie ok. C do 5 C, zaś w basenach krytych ok. 6 C do 30 C. Baseny odkryte posiadają dodatkowa zaletę, że użytkowane są w okresie letnim kiedy jest największy uzysk energii promieniowania słonecznego. Większość strat ciepła basen traci przez powierzchnię lustra wody ( rys. 0). Zależą one głownie od: Temperatury wody im wyższa temperatura wody, tym większe straty ciepła na skutek parowania Temperatury powietrza im wyższa temperatura wody w basenie w stosunku do temperatury otaczającego go powietrza, tym większe straty ciepła. W basenach krytych powietrze z reguły ma wyższą temperaturę o 1 do 3 K niż temperatura wody Względnej wilgotności powietrza im suchsze powietrze nad powierzchnią lustra wody, tym większe straty na skutek parowania. W basenach krytych względna wilgotność powietrza wynosi zwykle od 55 % do 65 %. Powierzchni lustra basenu. Przedstawione straty ciepła można znacznie zmniejszyć, przykrywając powierzchnie lustra wody wtedy, gdy basen nie jest używany. Dobór urządzeń instalacji słonecznej do ogrzewania basenu kąpielowego w istotny sposób zależy od występujących warunków pogodowych oraz strat ciepła do gruntu otaczającego nieckę basenu. W związku z czym możliwy jest jedynie przybliżony dobór urządzeń instalacji słonecznej, przeznaczonej do podgrzewania wody w basenie. Zasadniczym parametrem doborowym jest w tym przypadku powierzchnia lustra wody basenu, ponieważ generuje ona największe straty ciepła w wyniku parowania, promieniowania cieplnego oraz konwekcji. Zainstalowana instalacja słoneczna nie może zapewnić utrzymania zadanej wartości temperatury wody w basenie w czasie całego roku. Rys. 0 Straty ciepła w basenie kąpielowym Konwekcja 1% Parowanie 66% Promieniowanie cieplne 17% Przewodzenie ciepła 5% Materiały do projektowania 0/011 17

19 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wymiarowanie dla instalacji basenowych Wytyczne dotyczące basenów krytych z przykryciem powierzchni lustra wody (izolacja cieplna) Podane wytyczne w tabeli 9 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń: w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną, wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 8 C, powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 50% powierzchni lustra wody basenu Tab. 9 Wytyczne dotyczące basenów krytych z przykryciem powierzchni lustra wody Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC Powierzchnia basenu 1 kolektor na 4-5 m² 1 kolektor na 3,5-4,5 m² 1 rur na 5 m² Wytyczne dotyczące basenów krytych bez przykrycia powierzchni lustra wody Podane wytyczne w tabeli 10 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń: w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną, wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 8 C, powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 75 % powierzchni lustra wody basenu Tab. 10 Wytyczne dotyczące basenów krytych bez przykrycia powierzchni lustra wody Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC Powierzchnia basenu 1 kolektor na 3 m² 1 kolektor na,5 m² 1 rur na 3-4 m² Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykryciem powierzchni lustra wody (izolacja cieplna) Podane wytyczne w tabeli 11 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń: w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną, wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 4 C, powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 50 % powierzchni lustra wody basenu Tab. 11 Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykryciem powierzchni lustra wody Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC Powierzchnia basenu 1 kolektor na 4-5 m² 1 kolektor na 3,5-4,5 m² 1 rur na 5 m² Wytyczne dotyczące basenów odkrytych bez przykrycia powierzchni lustra wody Podane wytyczne w tabeli 1 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń: w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną, wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 4 C, powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 100 % powierzchni lustra wody basenu. Tab. 1 Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykrycia powierzchni lustra wody Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC Powierzchnia basenu 1 kolektor na -,5 m² 1 kolektor na 1,8-, m² 1 rur na,5-3 m² 18 Materiały do projektowania 0/011

20 Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu kolektorów słonecznych na ich wydajność Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, 4. Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu kolektorów słonecznych na ich wydajność 4.1 Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych w zależności od zastosowania Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych zależy od ich zastosowania. Małe kąty nachylenia dla przygotowania ciepłej wody oraz podgrzania wody w basenie uwzględniają wyższe położenie słońca w Tab. 13 Optymalny kąt nachylenia kolektora w zależności od zastosowania okresie letnim. Większe kąty nachylenia dla wspomagania centralnego ogrzewania wynikają z niższego położenia słońca w okresie zimowym ( tab. 13). Optymalny kąt w okresie całorocznej eksploatacji kolektora słonecznego powinien wynosić ok. 40. W przypadku innej wartości, należy zwiększyć powierzchnię kolektora o odpowiednie współczynniki korekcyjne ( tab. 14, 15). Zastosowanie układu słonecznego Optymalny kąt nachylenia Ciepła woda Ciepła woda + ogrzewanie Ciepła woda + basen Ciepła woda + ogrzewanie + basen Materiały do projektowania 0/011 19

21 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu kolektorów słonecznych na ich wydajność 4. Optymalny kierunek montażu kolektorów wg stron świata Kolektor słoneczny osiąga największą wydajność cieplną wtedy, kiedy jego usytuowanie nie odbiega (w granicach +/- 15 ) od kierunku południowego. Przy większym odchyleniu kolektora od tego kierunku, jego wydajność znacznie się zmniejsza. W celu uzyskania tej samej wydajności co z kierunku południowego, powierzchnię kolektora słonecznego należy powiększyć o odpowiednie współczynniki korekcyjne. Odchylenie kolektora od kierunku południowego w kierunku zachodnim jest korzystniejsze niż w kierunku wschodnim ( tab. 14, 15). Tab. 14 Współczynniki korekcyjne powierzchni kolektorów słonecznych SKN3.0, CKN1.0 w zależności od kąta oraz kierunku montażu Współczynnik korekcyjny ilości kolektorów słonecznych SKN3.0, CKN1.0 Kąt nachylenia Kierunek zachodni Południe Kierunek wschodni ,6 1,19 1,13 1,09 1,06 1,05 1,05 1,06 1,09 1,13 1,19 1,6 1, ,4 1,17 1,1 1,08 1,05 1,03 1,03 1,05 1,07 1,1 1,17 1,4 1,3 50 1,3 1,16 1,10 1,06 1,03 1,0 1,01 1,04 1,06 1,10 1,16 1, 1, ,1 1,15 1,09 1,05 1,0 1,01 1,00 1,0 1,04 1,08 1,14 1,0 1,8 40 1,0 1,14 1,09 1,05 1,0 1,01 1,00 1,0 1,04 1,08 1,13 1,19 1,6 35 1,0 1,14 1,09 1,05 1,0 1,01 1,01 1,0 1,04 1,08 1,1 1,18 1,5 30 1,19 1,14 1,09 1,06 1,03 1,0 1,01 1,03 1,05 1,08 1,13 1,18 1,4 5 1,19 1,14 1,10 1,07 1,04 1,03 1,03 1,04 1,06 1,09 1,13 1,17 1, Przykład: Wytyczne: 3 osoby zużycie na poziomie 00 dm³/dobę kąt montażu kolektorów SKN3.0 5 kierunek zachód 60 Rozwiązanie: 1,9 kolektora SKN3.0 ( rys. ) współczynnik korekcyjny równy 1,1 ( tab. 14) obliczenie 1,9 1,1 =,0 By uzyskać tę samą ilość energii, co w optymalnym południowym położeniu kolektorów należy zastosować kolektory SKN3.0. Tab. 15 Współczynniki korekcyjne powierzchni kolektorów słonecznych CPC w zależności od kąta oraz kierunku montażu Współczynnik korekcyjny ilości kolektorów słonecznych CPC Kąt nachylenia Kierunek zachodni Południe Kierunek wschodni ,4,0 1,9 1,8 1,8 1,9,0 1,9 1,8 1,8 1,9,0,4 80,0 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,6 1,5 1,5 1,5 1,6 1,7,0 70 1,7 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,4 1,5 1,7 60 1,6 1,4 1,3 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1,3 1,4 1,6 50 1,4 1,3 1, 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1, 1,3 1,4 40 1,3 1, 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1, 1,3 30 1,3 1, 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1, 1,3 0 1, 1,1 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1, 15 1, 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1, 0 Materiały do projektowania 0/011

22 Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, 5. Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol 5.1 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol SKN3.0 Rys. 1 Kolektor słoneczny Logasol SKN Logasol SKN3.0-s 90 Tab. 16 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol SKN3.0 Rodzaj budowy SKN 3.0-s SKN 3.0-w Powierzchnia zewnętrzna (powierzchnia brutto) m²,37 Powierzchnia czynna (dopływu światła) m²,5 Powierzchnia absorbera (powierzchnia netto) m²,3 Pojemność absorbera dm³ 0,86 1,5 Selektywność stopień absorpcji % 96 stopień emisji % 1 Ciężar kg 41 4 Sprawność % 77 Efektywny współczynnik przewodzenia ciepła k1 W/m²K 3,681 k W/m²K 0,0173 Pojemność cieplna kj/m²k,96 Współczynnik korekcyjny kąta promieniowania I AM/50 C 0,911 Maksymalna temperatura robocza C 10 Temperatura stagnacji C 188 Nominalny obj. strumień przepływu dm³/h 50 Maksymalne nadciśnienie robocze (ciśnienie próbne) bar 6 Wydajność Uzysk kolektora 1) kwh/m²rok 55 RAL-UZ 73 ( niebieski anioł ) kryteria zostały spełnione Certyfikat kolektora słonecznego Solar Keymark Nr certyfikatu: 011-7S761 F 1) Minimalna wydajność kolektora na podstawie pomiarów wykonanych wg EN 1975, przy pokryciu 40% w miejscowości Würzburg (Niemcy), dzienny pobór ciepłej wody 00 dm³. Materiały do projektowania 0/011 1

23 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol 5. Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol CKN1.0 Rys. Kolektor słoneczny Logasol CKN Logasol CKN Tab. 17 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol CKN1.0 Rodzaj budowy CKN1.0 Powierzchnia zewnętrzna (brutto) m²,09 Powierzchnia czynna (dopływu światła) m² 1,94 Powierzchnia absorbera (netto) m² 1,9 Pojemność absorbera dm³ 0,8 Selektywność stopień absorpcji % 96 stopień emisji % 1 Ciężar kg 30 Sprawność % 76 Efektywny współczynnik przewodzenia ciepła k1 W/m²K 4,05 k W/m²K 0,0138 Pojemność cieplna kj/m²k,98 Współczynnik korekcyjny kąta promieniowania I AM/50 C 0,95 Maksymalna temperatura robocza C 10 Temperatura stagnacji C 180 Nominalny obj. strumień przepływu dm³/h 50 Maksymalne ciśnienie robocze bar 6 Wydajność uzysk kolektora 1) kwh/m² rok 460 Certyfikat kolektora słonecznego Solar Keymark Nr certyfikatu: 011-7S1145 F 1) Minimalna wydajność kolektora na podstawie pomiarów wykonanych wg EN 1975, przy pokryciu 40% w miejscowości Würzburg (Niemcy), dzienny pobór ciepłej wody 00 dm³. Materiały do projektowania 0/011

24 Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, 5.3 Dane techniczne kolektora słonecznego Vaciosol CPC6 oraz CPC1 Rys. 3 Kolektory słoneczne Vaciosol CPC Vaciosol CPC6 Vaciosol CPC1 Tab. 18 Dane techniczne kolektora słonecznego Vaciosol CPC6 oraz CPC1 Rodzaj budowy CPC 6 CPC 1 Powierzchnia zewnętrzna (powierzchnia brutto) m² 1,43,8 Powierzchnia czynna (dopływu światła) m² 1,8,56 Pojemność absorbera dm³ 0,97 1,91 Selektywność stopień absorpcji % > 0,95 stopień emisji % <0,05 Ciężar kg 4 46 Sprawność % 66,5 Efektywny współczynnik przewodzenia ciepła k1 W/m²K 0,71 k W/m²K 0,006 Pojemność cieplna kj/m²k 7,974 Temperatura stagnacji C 94 Nominalny obj. strumień przepływu dm³/h 46 9 Maksymalne nadciśnienie robocze (ciśnienie próbne) bar 10 Wydajność Przewidywalna wydajność (Uzysk) 1) EG badania typu Uzysk kolektora ) kwh/m²rok 55 RAL-UZ 73 ( niebieski anioł ) kwh/m²rok kryteria zostały spełnione Z-DDK-MUC Certyfikat kolektora słonecznego Solar Keymark Nr certyfikatu: 011-7S380 R 1) Przewidywana wydajność (uzysk) w oparciu o normę DIN 4757, przy powierzchni kolektora 5 m² oraz 00 dm³ dziennym zapotrzebowaniu c.w.u. (miasto Würzburg Niemcy). ) Minimalna wydajność zgodnie z normą DIN 4757, przy trwałym udziale pokrycia 40% oraz dziennym zapotrzebowaniu c.w.u. 00 dm³. Materiały do projektowania 0/011 3

25 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wyciąg z danych projektowych 6. Wyciąg z danych projektowych Tab. 19 Straty ciśnienia w kolektorach dla Solarfluidu L przy temperaturze 50 C Logasol SKN3.0, Logasol CKN1.0 Logasol SKN3.0 Liczba kolektorów Pionowe Przy przepływie nominalnym przez kolektor 50l/h Poziome 50l/h 100l/h 1) 100l/h ) 50l/h 100l/h 1) 100l/h ) mbar mbar mbar mbar mbar mbar 1 1,1 4,7 10, 0,4 1,7 4,3 1,5 6,5 13, 1,9 6,9 14,4 3,1 13,5 6,3 5,6 18,1 35,1 4 6,5,1 9,3 9,7 5 11,1 34,5 14,8 46,8 6 15, 1,3-7 1,0 8,9-8 8,0 37,6-9 35,9 47, ,0 58,6-1) przepływ dla rzędów kolektorów ) przepływ dla 3 rzedów kolektorów Rys 4 Opory przepływu przez kolektory CPC6 i CPC1 dla Tyfocor LS przy temperaturze 40 C CPC1 60 p mbar CPC ,5 1 1,5,5 3 3,5 4 4,5 5 I V min 4 Materiały do projektowania 0/011

26 Wyciąg z danych projektowych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Tab. 0 Prędkość przepływu i opory mieszanki glikolu z wodą 50:50% w temperaturze 50 C w rurach miedzianych Liczba kolektorów Przepływ l/h v m/s Prędkość przepływu v oraz opory R rur miedzianych 15x1 18x1 x1 8x1,5 35x1,5 R mbar/m v m/s R mbar/m v m/s R mbar/m v m/s R mbar/m 100 0,1 0, ,31 1, ,4 3,41 0,8 0, ,5 4,97 0,35 1, ,63 6,97 0,41, ,73 9,05 0,48 3,3 0,31 1, ,84 11,6 0,55 4,19 0,35 1, ,94 14, 0,6 5,18 0,4 1, ,69 6,7 0,44, ,83 8,71 0,53,94 0,34 1, ,97 11,5 0,6 3,89 0,4 1, ,71 4,95 0,45 1,66 v m/s R mbar/m ,8 6,1 0,51,06 0,31 0, ,88 7,6 0,57,51 0,35 0, ,97 8,65 0,6,9 0,38 0, ,68 3,44 0,41 1, ,74 4,0 0,45 1, ,79 4,5 0,48 1, ,85 5,13 0,5 1,56 Tab. 1 Straty ciśnienia w podgrzewaczach mieszanki glikolu z wodą 50:50% w temperaturze 50 C Liczba kolektorów Przepływ SL300-1 SL300- Straty ciśnienia na wężownicach podgrzewaczy słonecznych Logalux SL400- SM300 1P750 S PL750/S PL1000/S PL750 PL1 000 PU 500 SL500- SM400 SM500 l/h mbar mbar mbar mbar mbar mbar mbar mbar mbar 100 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < < <10 < 10 <10 < < < 10 < < 10 < < Materiały do projektowania 0/011 5

27 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wyciąg z danych projektowych Rys. 5 Wysokość podnoszenia stacji słonecznych KS KS0150 p mbar KS0110 KS KS V I h n SKN/SKS n CPC1 Tab. Pojemność rur miedzianych Rozmiar rury: średnica x grubość ścianki [mm] Pojemność jednostkowa [l/m] 15 x 1,0 0, x 1,0 0,01 x 1,0 0,314 8 x 1,5 0, x 1,5 0,804 4 x 1,5 1,195 Tab. 3 Pojemność kolektorów słonecznych Kolektor płaski Kolektor próżniowy Kolektor słoneczny Typ SKN3.0 Pojemność l pionowy 0,86 poziomy 1,5 CKN1.0 pionowy 0,8 CPC6 6-rurowy 0,97 CPC1 1-rurowy 1,91 6 Materiały do projektowania 0/011

28 Wyciąg z danych projektowych Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Tab. 4 Pojemność podgrzewaczy i buforów Podgrzewacz słoneczny Pojemność wężownicy Zastosowanie Typ Logalux l Podgrzewanie c.w.u. biwalentny ( wężownice) monowalentny (1 wężownica) Podgrzewanie c.w.u. oraz wsparcie podgrzewu instalacji c.o. (podgrzewacz typu kombi) Instalacje z buforem ciepła SM 300 8,0 SM400 9,5 SM500 13, SL300-0,9 SL400-1,4 SL500-1,4 SL ,9 SU160 4,5 SU00 4,5 SU300 8,0 SU400 1,0 SU500 16,0 SU750 3,0 SU1000 8,0 P750S 16,4 PL750/S 1,4 PL1000/S 1,6 Duo FWS750 11,0 Duo FWS ,0 PL750,4 PL1000,4 PL1500 5,4 Tab. 5 Proponowana izolacja rur słonecznych Średnica rury Twin-Tube (podwójna rura) grubość izolacji Aeroflex SSH średnica rur x grubość izolacji Armaflex HT średnica rur x grubość izolacji Wełna mineralna grubość izolacji (dla λ = 0,035 W/m x K) mm mm mm mm mm x x 6 18 x x 6 x 4 0 x 6 x x 38 8 x x x x51 4 x46 40 Materiały do projektowania 0/011 7

29 Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych, Wyciąg z danych projektowych Rys. 4 Temperatura zamarzania płynu Solarfluid L ϑ A C Solarfluid L PP-Glykol/Vol-% Tab. 6 Temperatura zamarzania płynu Tyfocor LS Tyfocor LS gotowa mieszanka Temperatura krzepnięcia odczytana na Glykomacie Właściwa temperatura krzepnięcia Stężenie % C C Niedopuszczalne rozcieńczenia z wodą! Materiały do projektowania 0/011

30 Lp. Oddziały kod pocztowy miasto ulica telefon: fax: 1 Buderus Poznań Tarnowo Podgórne Krucza poznan@buderus.pl Buderus Katowice Czeladź Wiejska katowice@buderus.pl 3 Buderus Gdańsk Gdańsk Galaktyczna gdansk@buderus.pl 4 Buderus Warszawa 0-30 Warszawa Jutrzenki 10/ warszawa@buderus.pl 5 Buderus Wrocław Nowa Wieś Wrocławska Wymysłowskiego wroclaw@buderus.pl 6 Buderus Rzeszów 35-3 Rzeszów Miłocińska rzeszow@buderus.pl 7 Buderus Szczecin Przecław Al. Kasztanowa szczecin@buderus.pl 8 Buderus Olsztyn Olsztyn Piłsudskiego 79H olsztyn@buderus.pl 9 Buderus Kraków Kraków Przewóz krakow@buderus.pl 10 Buderus Opole Opole Budowlanych 46 B opole@buderus.pl 11 Buderus Kielce Kielce Hubalczyków kielce@buderus.pl 1 Buderus Bydgoszcz Bydgoszcz Przemysłowa bydgoszcz@buderus.pl 13 Buderus Łódź Łódź Obywatelska 10/ lodz@buderus.pl 14 Buderus Lublin Lublin Inżynierska 8 H lublin@buderus.pl 15 Buderus Białystok Białystok Zwycięstwa bialystok@buderus.pl Autoryzowany Partner Handlowy: Buderus Technika Grzewcza Sp. z o.o. ul. Krucza Tarnowo Podgórne tel.: fax: biuro@buderus.pl by Buderus Technika Grzewcza Sp. z o.o. Opracowanie graficzne: Wydawnictwo Horyzont