Budynek DPS Klisino - Filia RADYNIA

Transkrypt

1 Budynek DPS Klisino - Filia RADYNIA Niniejsze opracowanie obejmuje dobór urządzeń instalacji solarnej pozyskującej energię słoneczną do wspomagania produkcji ciepłej wody użytkowej dla potrzeb Domu Pomocy Społecznej Klisino - Filia Radynia 1. Opis techniczny: W ramach modernizacji instalacji projektuje się budowę instalacji solarów do pozyskiwania energii słonecznej w celu wspomagania produkcji ciepłej wody użytkowej. Projekt opracowano na podstawie: - zlecenie na wykonanie - dokumentacja projektowa modernizacji budowlanej budynku - PN-91/B Ochrona cieplna budynków - wymagania i obliczenia - PN-91/B Zabezpieczenie instalacji ogrzewań wodnych systemu zamkniętego. - Opracowania książkowego "Centralne Ogrzewanie - pomoce projektanta. autorstwa: doc. dr hab. inż. J. Kwiatkowski i mgr inż. Lucjan Cholewa - Wizji lokalnych. 1. Opis techniczny: Opis kolektorów solarnych. Dla wspomagania produkcji energii cieplnej przy wytwarzaniu ciepłej wody użytkowej projektuje się kolektory słoneczne. Projektowana instalacja solarów (kolektorów słonecznych) pozyskująca energię słoneczną będzie składała się z pakietów łącznie 16 szt solarów zainstalowanych na dachu.. Kolektory słoneczne zamontowane pod kątem 45º w czterech 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 do pomieszczenia istniejącej kotłowni gdzie poprzez pojemnościowy wymiennik ciepła odebrana i przekazana do produkcji wody ciepłej użytkowej. Kolektory rozmieścić należy na płaskim dachu budynku wyższego 2 piętrowego. Rozmieszczenie wg schematu jak na rysunku zachowując układ zasilania tichelmana. Założenia i dane instalacji systemu solarnego: Nasłonecznienie roczne 1000 [kwh/m² / okres użytkowania] Ukierunkowanie kolektora - azymut S (Y = 0 ) Stopień obniżenia sprawności (K) 0 Temperatura zimnej wody użytkowej w sieci 10 C Temperatura CWU w podgrzewaczu solarnym 55 C Powierzchnia brutto kolektora 2,85 m² Powierzchnia czynna kolektora 2,64 m²

2 Zakładane pokrycie zapotrzebowania na c.w.u przez instalację solarną w skali roku (W p ) 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 V cwu = 30 l/dobę/osobę Tw - Tk Całkowita pojemność podgrzewacza solarnegovps wynosi: Vps = 1, 5* Vcwu * Nu * Tps -Tk V ps - pojemność podgrzewacza solarnego [litr] V cwu - zapotrzebowanie na cwu. N u - ilość użytkowników T k - temperatura zimnej wody użytkowej [ C] T w - temperatura c.w.u. w punkcie poboru [ C] T ps - temperatura c.w.u. w podgrzewaczu solarnym [ C] Stąd: V ps = 1, = 2700 [litr] 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 = 2700 * 1,16 * 40 = Wh = 1260 kwh/dobę OBLICZENIE WYMAGANEJ ILOŚCI KOLEKTORÓW NA CELE C.W.U. 1. Roczne nasłonecznienie Q c [kwh/m 2 ] wynosi Q c = 1000 [kwh/m 2 ] 2. Współczynnik pokrycia rocznego W p = 50% 3. Stopień sprawności instalacji szacuje się na W w = 0,55 4. 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, F = = = 41 m 2 ( Ww - K) * Qc (0,55-0) 1000 Gdzie: F - minimalna wymagana powierzchnia kolektora [m 2 ] W p - współczynnik pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię Q - dobowe zapotrzebowanie na energię potrzebną do przygotowania cwu [kwh] W w - stopień sprawności instalacji solarnej K - stopień obniżenia sprawności spowodowany złym ukierunkowaniem kolektora Q c - nasłonecznienie roczne w przewidywanym miejscu montażu instalacji [kwh/m 2 ] N k = F/2,64 Wymagana minimalna ilość kolektorów:

3 gdzie: N k - minimalna wymagana ilość kolektorów [szt.] F - minimalna wymagana powierzchnia kolektorów [m2] 2,64 - powierzchnia czynna kolektora JuraSol 2,85 Stąd: N k = 41/2,64 = 15,5, Przyjmuje się 16 szt kolektorów Instalacja Solarów będzie składać się z kolektorów słonecznych np. JuraSol 2,85 m 2. Solary w ilości 16 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. Zabezpieczyć należy rury okrywając je w osłonach z rur PCV. Rurociągi miedziane izolowane zasilające kolektory prowadzone będą od miejsca zabudowy kolektorów tzn dach płaski na budynku wyższym dwu-piętrowych do miejsca zabudowy podgrzewaczy CWU tzn kotłownia w budynku niższym. 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. Przykładowe rozmieszczenie schematyczne solarów na dachu przedstawiają dwa poniższe rysunki:

4 Według powyżej dokonanych założeń i obliczeń dobrano powierzchnię kolektorów słonecznych zapewniającą wspomaganie podgrzewu wody ciepłej użytkowej Uwzględniając warunki powierzchni dachu dobrano: 16 solarów pionowych w 4 pakietach po 4 solary w każdym pakiecie. Konieczne wyliczenia w celu ustalenia powierzchni dachu: < α = 45º sin α = 0, < β = 15º cos β = 0, < β = 15º tan β = 0, 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, b = = 5,9 m 0, c = L x cos α = 2,24 x 0, = 1,58 1,6 m c + b = 5,9 + 1,6 = 7,5 m Wymiary Rzutów Pakietów kolektorów na dach: Pakiet 4 solarów: RP 4 = 5,08 x 1,6 [m] Wymagana pojemność podgrzewacza solarnego wg wcześniejszych obliczeń wynosi 2700 litrów Dobrano 2 zasobniki CWU o poj litr np. FiSH S1 oraz FiSH S2 Instalacje kolektorów dobrano wg parametrów technicznych jak niżej: Kolektory o powierzchni 2,64 m2 z warstwą selektywną TiNOX, stopień absorpcji 95%, stopień emisji 4%, sprawność kolektora zerowa 83,5%, sprawność kolektora połówkowa 71,9%, współczynnik strat liniowych 0,543, współczynnik strat nieliniowych 0,040, moc użyteczna kolektora 2338 [W].

5 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.