OBLICZENIA. do projektu instalacji solarnej dla Publicznego Gimnazjum w Osjakowie, ul. Wieluńska 14

Transkrypt

1 OBLICZENIA do projektu instalacji solarnej dla Publicznego Gimnazjum w Osjakowie, ul. Wieluńska 14 Spis treści : 1. Zapotrzebowanie CWU 2. Zapotrzebowanie ciepła 3. Dobór kolektorów 4. Dobór pompy obiegowej kolektorów 5. Dobór naczynia przeponowego dla kolektorów 6. Dobór podgrzewacza CW 7. Dobór pompy ładującej CW 8. Dobór naczynia przeponowego CW 9. Dobór zaworów bezpieczeństwa 10. Dobór układu uzupełniającego 11. Dobór naczynia wstępnego

2 2 I. ZAPOTRZEBOWANIE CWU 1. Dane wyjściowe: - liczba zawodników: n 1 = 30 - liczba uczniów : n 1 = jedn. zapotrzeb. ciepłej wody dla ćwiczącego : q 1 = 22 l/osobę - jedn. zapotrzeb. ciepłej wody dla ucznia : q 2 = 8 l/d - obliczeniowe temperatury wody użytkowej: t cw /t zw = 55/10 0 C 2. Godzinowe zapotrzebowanie CWU. Gh = n x q 1 G h = 30 x 22 = 660 l/h 3. Dobowe zapotrzebowanie CWU. Gd = n 2 x q 2 G d = 200 x 8 = 1600 l/d II. ZAPOTRZEBOWANIE CIEPŁA - oblicz. zapotrzebowanie CWU: Gh = 660 l/h Gd = 1600 l/d - oblicz. temp. wody użytkowej: tcw/tzw = 55/10 o C 2. Zapotrzebowanie ciepła. Qh = Gh x C x t Qh = 660 x 1 x ( ) x 1,163 = W Qh = 31,0 kw Qd = Gd x C x t Qd = 1600 x 1 x ( ) x 1,163 = W Qd = 83,7kW Qr = Qd x 250 Qr = 83,7 x 250 = kw

3 3 III. DOBÓR KOLEKTORÓW - roczne zapotrzebowanie ciepła na cele CWU : Qcw = kw - typ kolektora : VITOSOL wydajność kolektora : q = 400 kwh/rxm 2 - powierzchnia absorpcji: Fa = 2,32 m 2 - stopień pokrycia zapotrzebowania ciepła na cele CWU : 50% 2. Obliczeniowa powierzchnia absorbera. 0,50 x Qr Fa = q 0,50 x x 860 x 4,19 Fa = = 26,2m x 3,6 x Liczba kolektorów i = Fa fa 26,2 i = = 11, 3 szt 2,32 - przyjęto dwie baterie po 6 kolektorów IV. DOBÓR POMPY OBIEGOWEJ KOLEKTORÓW - pow. absorbera : Fa = 12 x 2,32 = 27,84 m2 - jedn. przepływ czynnika grzewczego przez kolektor : q = 40 l/h x m2 - prędkość przepływu czynnika grzewczego : w = 0,3 0,5 m/s - opór obiegu kolektorów: przyjęto hok = 3,0 msw 2. Całkowite natężenie przepływu. G = Fa x q G = 27,84 x 40,0 = 1113,6 l/h G = 1,11 m3/h

4 3. Całkowity opór przepływu. 4 Hc = hok Hc = 3,0 msw 4. Obliczeniowa wydajność pompy obiegowej. Vp = 1,2 x G Vp = 1,2 x 1,11 = 1,33 m 3 /h 5. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy. Hp Hc Hp = 3,0 msw 6. Dobór pompy. Przyjęto zestaw pompowy typu Solar Divicon typu PS 20 z pompą typu SOLAR o parametrach : Vp = 1,3 m 3 /h Hp = 6,0 msw Ns = 210 W ( II bieg ) / 1 x 230 V V. DOBÓR NACZYNIA WZBIORCZEGO PRZEPONOWEGO DLA KOLEKTORÓW - ilość kolektorów typu VITOSOL 100 : i = 12 - rury miedziane mm : l = 95,0 m - wysokość statyczna : h = 12,0 m - dop. ciśnienie końcowe : pe = 5,5 bar 2. Określenie całkowitej pojemności instalacji solarnej. - pojemność kolektorów : Vk = 1,83 x 12 = 21,9 l - pojemność przewodów rozdzielczych : Vpr = 75,6 l 3. Obliczeniowa pojemność naczynia przeponowego. ( Vv + Vz + Z x Vk ) x ( pe + 1 ) Vn = ( pe pst ) gdzie Vv = 0,01 x Vc = 0,01 x 97,5 = 0,97 l Vc = 97,5 l

5 Vz = β x Vc = 0,13 x 97,5 = 12,68 l 5 Pst = 1,5 bar + 0,1 x h = 1,5 + 0,1 x 12 = 2,7 bar ( 0, , ,9 ) x ( 5,5 + 1 ) Vn = = 82,5 l ( 5,5 2,7 ) 4. Dobór naczynia. Z katalogu przyjęto naczynie wzbiorcze przeponowe typu REFLEX S80 o wielkości : Vn = 80 l D = 480 mm H = 570 mm pdop = 1,0 MPa dn = 25 mm VI. DOBÓR PODGRZEWACZA CW 1. Dane wyjściowe - typ kolektora: VITOSOL powierzchnia absorpcyjna kolektorów: Fa = 27,84 - jedn. pojemność podgrzewacza: Vj = 30l/m 2 2. Minimalna pojemność podgrzewacza Vmin = Fa x Vj Vmin = 27,84 x 30,0 = 835,2 l 2. Dobór podgrzewacza - przyjęto podgrzewacz CW pionowy firmy POMEX typu WCW 1000 o wielkości: Vn = 1000 l Q = 94 kw G cw = 2298 l/h Dn = 1010 mm H = 2025 mm VII. DOBÓR POMPY ŁADUJĄCEJ CW 1. Dane wyjściowe - oblicz. zapotrzebowanie cwu: Gcw = 660 l/h - opór obiegu ładowania: przyjęto h łd = 2,0 msw 2. Obliczeniowa wydajność pompy Vp = 1,2 x Gcw Vp = 1,2 x 660 = 792 l/h

6 3. Obliczeniowa wysokość podnoszenia pompy 6 Hp h łd Hp 2,0 4. Dobór pompy. - przyjęto pompę ładującą CW firmy GRUNDFOSS typu UPS B o parametrach : Vp = 1,0 m 3 /h Hp = 3,0 msw Ns = 55 W ( II bieg ) / 1 x 230 V VIII. DOBÓR NACZYNIA PRZEPONOWEGO CW - pojemność podgrzewacza: V = 1000 l - oblicz. temp. wody użytkowej : tcw/tzw = 55/10 C - jedn. przyrost objętości : V = 0,014 - maks. ciśnienie robocze CW : pmax = 0,6 MPa - ciśnienie wstępne w naczyniu : po = 0,3 MPa 2. Pojemność użytkowa naczynia. Vu = 1,1 x V x ς x V Vu = 1,1 x 1000 x 1 x 0, 014 = 15,4 l 3. Pojemność całkowita naczynia. pmax + 0,1 Vc = Vu x pmax - po 0,6 + 0,1 Vc = 15,4 x = 35,9 l 0,6 0,3 4. Dobór naczynia. - przyjęto naczynie wzbiorcze przeponowe typu REFIX DE junior 50 o wielkości: Vc = 50 l dn = 25 mm D = 409 mm H = 580 mm p dop = 10 bar t dop = 70 0 C

7 IX. DOBÓR ZAWORÓW BEZPIECZEŃSTWA 1. Zawór bezpieczeństwa instalacji solarnej 1.1 Dane wyjściowe. - oblicz. natężenie przepływu przez kolektory : G = 1,3 m 3 /h - dopuszczalne ciśnienie robocze czynnika grzejnego : pd = 0,6 MPa - dopuszczalna temperatura czynnika grzejnego : td = 120 C - gęstość czynnika grzejnego TYFOCOR : γ = 1030,0 kg/m3 - skorygowany współczynnik wypływu dla zaworu typu SYR-1915 : αc = 0, Obliczeniowa przepustowość zaworu. G = 1,1 x 1300 = 1430 l/h 1.3. Teoretyczna jednostkowa przepustowość zaworu. qm = 1414,5 x V ( 0,6 0 ) x 1030 = kg/m2 x s 1.4. Obliczeniowy przekrój gniazda zaworu F = = 0, m x 0,20 x Obliczeniowa średnica gniazda zaworu. 4 x 0, dg = V 3,14 = 0,0084 m dg = 8,4 mm 1.6. Dobór zaworu. Z karty katalogowej firmy SYR przyjęto zawór bezpieczeństwa typu SYR-1915 o wielkości : d1 x d2 = 15 x 20 mm dg = 12 mm po = 0,6 MPa Zawór bezpieczeństwa na podgrzewaczu CW oblicz. zapotrzebowanie CWU : Gcw = 660 kg/h - pojemność podgrzewacza : V = 1000 l - skorygowany współczynnik wypływu : αc = 0,20 - dopuszczalne ciśnienie robocze CWU : pr = 0,6 MPa - ciśnienie wypływu ( otoczenia ) : p 2 = 0

8 2.2. Teoretyczna jednostkowa przepustowość zaworu. qm = 1414,5 x V ( 0,6-0 ) x 1000 = kg / m 2 x s 2.3. Obliczeniowy przekrój gniazda zaworu Fg = = 0, m x 0,20 x Obliczeniowa średnica gniazda zaworu. 4 x 0, dg = V 3,14 dg = 0,0071 m = 7,1 mm 2.5. Dobór zaworu. - przyjęto zawór bezpieczeństwa membranowy typu SYR2115 o wielkości : d1 x d2 = 20 x 25 mm dg = 14 mm αc = 0,20 po = 0,6 MPa X. DOBÓR UKŁADU UZUPEŁNIAJĄCEGO 1. Dane wyjściowe. - oblicz. pojemność zładu kolektorów : Vc = 97,5 l 2. Dobór układu. 8 Do uzupełniania instalacji solarnej przyjęto zestaw firmy VIESSMANN o wyd. 30 l/min. XI. DOBÓR NACZYNIA WSTĘPNEGO - przyrost objętości czynnika grzejnego : Vz = 12,68 l 2. Obliczeniowa pojemność naczynia. Vn Vz Vn = 12,68 l 3. Dobór naczynia. Przyjęto naczynie wstępne firmy VIESMANN o pojemności 12 l i ciśnieniu pn = 1,0 MPa