1. Obliczenie zapotrzebowania na moc i ciepło na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "1. Obliczenie zapotrzebowania na moc i ciepło na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej"

Helena Janiszewska
8 lat temu
Przeglądów:

1 1. Obliczenie zapotrzebowania na moc i ciepło na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej Jednostkowe zużycie ciepłej wody użytkowej dla obiektu Szpitala * Lp. dm 3 /j. o. x dobę m 3 /j.o. x miesiąc 1 Szpitale ogólne wielooddziałowe łóżko 325 9,75 Założenie! W związku z tym, iż Szpital posiada opomiarowanie zużycia ciepłej wody przyjmujemy zużycie zgodnie z danymi rzeczywistymi! ciepło właściwe wody c w Rodzaj zakładu Charakterystyka systemu (1) Jednostka odniesienia (j.o.) Jednostka Wartości dla stanu istniejącego (2) (3) kj/kg*deg 4,19 Jednostkowe zużycie ciepłej wody V CW o temperaturze 55 C * ROZPORZADZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 6 listopada 2008 r. w sprawie metodologii obliczania charakterystyki energetycznej budynku i lokalu mieszkalnego lub cześci budynku stanowiacej samodzielną całość techniczno-użytkową oraz sposobu sporządzania i wzorów swiadectw ich charakterystyki energetycznej Obliczanie zapotrzebowania na ciepło na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej Uwaga! modernizacja instalacji c.w.u. polega na montażu kolektorów słonecznych do wspomagania przygotowania c.w.u. gęstość wody ρ jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody jed.odniesienia - ilość łóżek L jednostkowe dobowe zużycie ciepłej wody jed.odniesienia - ilość obiadów L V cw1 temperatura wody ciepłej w podgrzewaczu θ cw temperatura wody zimnej θ 0 współczynnik korekcyjny temp. k t czas użytkowania t u,z roczne zapotrzebowanie ciepła użytkowego Q w,nd =V cw *L*c w *ρ*(θ cw -θ 0 )*k t *t uz /(1000*3600) V cw2 kg/m l/łóżko 106 łóżko 171 l/obiad 0 obiad 0 C 45 C 10-1,28 doba 365 kwh/rok ,7 sprawność wytwarzania ciepła η W,g sprawność przesyłu ciepłej wody η W,d sprawność akumulacji η W,s sprawność sezonowa wykorzystania η W,e sprawność całkowita η w,tot roczne zapotrzebowanie ciepła końcowego Q K,W roczne zapotrzebowanie ciepła końcowego Q K,W - 0,96-0,50-0, ,32 kwh/a ,9 GJ/a 3 852,3 1

ciepło właściwe wody c w Rodzaj zakładu Charakterystyka systemu (1) Jednostka odniesienia (j.o.) Jednostka Wartości dla stanu istniejącego (2) (3) kj/kg*deg 4,19 Jednostkowe zużycie ciepłej wody V CW o temperaturze 55 C * ROZPORZADZENIE MINISTRA INFRASTRUKTURY z dnia 6 listopada 2008 r.

2 1.2. Obliczanie zapotrzebowania na moc na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej Opis (1) Średnie godzinowe zapotrzebowanie na c.w.u. w budynku V hśr =( L*V cw )/(18*1000) Wsp. godzinowej nierównomierności rozbioru c.w.u. N h = 9,32 L -0,244 Zapotrzebowanie na ciepło na ogrzanie 1 m 3 wody Q cwj = c w *ρ*(θ cw -θ 0 )*k t /η w,tot /10 6 Max. moc c.w.u. q max cwu = V hśr Q cwj N h 10 6 /3600 Średnia moc c.w.u. q śr cwu = q max cwu /N h Wartości dla Jednostka stanu istniejącego (2) (3) m 3 /h 1,00-2,66 GJ/m 3 0,58 kw 432,9 kw 162,9 2. Dobór instalacji solarnej dla potrzeb podgrzewu wody 2.1. Warunki nasłonecznienia w miejscu lokalizacji obiektu Potencjał energii promieniowania słonecznego dla Zabrza przyjęto na podstawie danych stacji aktynometrycznych Katowice-Pyrzowice zawartych w NASA's global satellite/analysis data z programu obliczeniowego RETScreen. Przyjęto kąt nachylenia 40-45, kierunek południowy i południowo-zachodni. Dopuszcza się odchylenie od kierunku południowego o max. ±10 Wydruk danych aktynometrycznych z programu RETScreen 2

w.u. q śr cwu = q max cwu /N h Wartości dla Jednostka stanu istniejącego (2) (3) m 3 /h 1,

3 2.2. Założenia Średnie dobowe zapotrzebowanie mocy dla podgrzewu c.w.u. wynosi: 162,9 kw Średnioroczny strumień energii słonecznej q SOL 1 058,5 kwh/m 2 rok Okres pracy instalacji: 365 dni Roczne zapotrzebowanie wody ciepłej dla potrzeb Szpitala wynosi : m 3 Zapotrzebowanie na ciepło do podgrzewu tej ilości wody wynosi: ,7 kwh/rok 2.3. Dobór instalacji baterii kolektorów słonecznych q KOL = q CW + q STR gdzie: q CW = na długości obiegu solarnego q STR = 0,10 q CW q KOL = 162,9 kw 16,3 kw 179,2 kw Dla opisanego powyżej przypadku proponuje się rozwiązanie z zastosowaniem płaskich cieczowych kolektorów słonecznych o sprawności zerowej min. η0 = 82% i sprawności tzw. połówkowej min. η0,05 = 60%. Dane takie zawarte są w certyfikacie energetycznym kolektora słonecznego. Kolektory takie w połączeniu z odpowiednim schematem technologicznym posiadają średnią roczną sprawność przetwarzania energii słonecznej równą ponad η W = 60% Założony stopień pokrycia solarnego η P (potrzeb energii solanej dla c.w.u.) powinien wynosić od 30% do 50%. Dla rozpatrywanego przypadku zakładamy stopień pokrycia solarnego 20 % i sprawność przetwarzania energii słonecznej równą 55 % Wymagana powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi F KOL = Q W,nd η p / q SOL η W = 119 m 2 Dobrano kolektory płaskie o powierzchni absorbera 122,2 m 2, tj. 52 szt. 3

wynosi: 162,9 kw Średnioroczny strumień energii słonecznej q SOL 1 058,5 kwh/m 2 rok Okres pracy instalacji: 365 dni Roczne zapotrzebowanie wody ciepłej dla potrzeb Szpitala wynosi : 6 600 m 3

4 2.4. Rodzaj technologii i wymagana pojemność zasobników buforowych Z uwagi na konieczność zmagazynowania energii cieplej, konieczne jest odpowiednie dobranie technologii odbioru ciepła z kolektorów słonecznych i przekazanie jej do zasobników c.w.u., aby zapewnić na bieżąco dostęp do ciepłej wody użytkowej. Proponowana technologia (poniżej uproszczony schemat) składa się ze zbiorników buforowych łącznej pojemności min dm 3 (zalecane dm 3 ). Źródło. Program doboru kolektorów słonecznych T*SOL Do podgrzewu dm 3 słonecznych ciepła. wody wymagana jest następująca ilości dostarczonego z instalacji kolektorów M - masa wody w zasobnikach solarnych / dm 3 / Q = M t Cp gdzie : t - wymagana wartość temperatury podgrzewu wody równa Cp współczynnik przeliczeniowy kg 50 K 1,163 W/kg K Q = 407,1 kwh W okresie letnim, w miesiącach maj, czerwiec, lipiec, sierpień średnia dawka promieniowania słonecznego dla danego rejonu wynosi 145,1 kwh/m 2 miesięcznie, tj. 4,72 kwh/m 2 dziennie. Dla proponowanej powierzchni kolektorów słonecznych, tj. 122,2 m 2,średnia dobowa dawka promieniowania słonecznego wynosi 311, 10 kwh przy średniej sprawności 50%, w okresie letnim otrzymujemy 463,60 kwh, co powinno pokryć w dniach dobrego nasłonecznienia dobowe zapotrzebowanie ciepła dla podgrzewu takiej ilości wody zmagazynowanej w zasobnikach buforowych w sezonie letnim. W okresie zimowym, kiedy natężenie promieniowania słonecznego jest mniejsze, do podgrzewu ciepłej wody w zasobnikach przewiduje się wykorzystanie ciepła z istniejącego węzła cieplnego. 4

Proponowana technologia (poniżej uproszczony schemat) składa się ze zbiorników buforowych łącznej pojemności min. 6.000 dm 3 (zalecane 7.000 dm 3 ). Źródło.

5 2.5. Obliczenie wydajności systemu kolektorów słonecznych w ciągu roku Dobrano system kolektorów słonecznych o powierzchni absorbera 122,2 m 2 współczynnikiem konwersji równym η K = 0,60 wynosi : ze średnim całorocznym Q = F KOL Q SL η K η P Q = 85,5 MWh/rok 307,9 GJ/rok Wymiennikownia solarna (zbiorniki, pompy, armatura) zamontowane będą w istniejącym budynku wymiennikowni. Kolektory słoneczne posadowione będą na dachu budynku wymiennikowni (na konstrukcji wsporczej), tak aby pola kolektorów nie były zacienione (kienieczna będzie przycinka drzew zgodnie z załaczonym zdjęciem). Kolektory słoneczne zamontować na uchwytach montażowych dostarczanych przez producenta kolektorów Rachunek ekologiczny i ekonomiczny zastosowania kolektorów słonecznych do wspomagania podgrzewania wody użytkowej Dane ekologiczne i bilans energetyczny zastosowania kolektorow słonecznych do wspomagania c.w.u. pochodzą z symulacji (załaczniki do obliczeń) zastosowania kolektorów słonecznych z programu GetSolar. Dobrana instalacja solarna pokrywa średnio 20% średniorocznego zapotrzebowania na energię do podgrzewu c.w.u. W odniesieniu do miesięcy letnich instalacja solarna pozwala pokryć ponad 34% zapotrzebowania na energię cieplną do podgrzewu c.w.u. Uzysk energetyczny z takiej instalacji pozwala zaoszczędzić około 324 GJ energii rocznie, a redukcja emisji CO 2 do atmosfery 2 tony. Przeciętny roczny zysk z kolektora wynosi 447 kwh/m 2. 5

Kolektory słoneczne posadowione będą na dachu budynku wymiennikowni (na konstrukcji wsporczej), tak aby pola kolektorów nie były zacienione (kienieczna będzie przycinka drzew zgodnie z załaczonym

Podobne dokumenty

Kolektory słoneczne. Viessmann Sp. Z o.o

Kolektory słoneczne. Viessmann Sp. Z o.o PROMIENIOWANIE BEZPOŚREDNIE PROMIENIOWANIE ROZPROSZONE NapromieniowanieNPR, Wh/(m 2 x d) Program produkcji Kolektory słoneczne płaskie ( 2013 ) Vitosol 200-F SVK ( pakiet 2 szt. ) 2,01 m 2 / 1 szt. Vitosol