ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Transkrypt

1 PROJEKT WYKONAWCZY Termomodernizacja budynku Pływalni Krytej Instalacja kolektorów słonecznych Częstochowa, Al. Niepodległości 20/22 ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA Część opisowa: 1. Cel i podstawa opracowania. 2. Kolektory słoneczne. 3. Zabezpieczenia ppoż. 4. Wytyczne materiałowe. 5. Uwagi końcowe. Cześć rysunkowa: 1. Rzut dachu - instalacja kolektorów słonecznych skala 1: Podłączenie rur do kolektorów słonecznych skala 1: Schemat instalacji słonecznej dla basenu - eko-technologie.eu Krzysztof Żelazkiewicz ul.borelowskiego 29, Częstochowa tel./fax

2 PROJEKT WYKONAWCZY Termomodernizacja budynku Pływalni Krytej Instalacja kolektorów słonecznych Częstochowa, Al. Niepodległości 20/22 1. CEL I PODSTAWA OPRACOWANIA Celem opracowania jest sporządzenie projektu wykonawczego instalacji kolektorów słonecznych na potrzeby budynku Pływalni Krytej w Częstochowie. Planowana lokalizacja obiektu to: Częstochowa Al. Niepodległości 20/22 Szczegółowe dane dotyczące przeznaczenia funkcjonalnego poszczególnych pomieszczeń oraz rozwiązań konstrukcyjnych wg projektu architektury i konstrukcji. Podstawą do wykonania niniejszego opracowania są: zlecenie Inwestora; podkłady architektoniczno-budowlane; aktualnie obowiązujące normy i przepisy prawne. 2. KOLEKTORY SŁONECZNE Zaprojektowano system solarny, którego zadaniem jest wykorzystanie energii słonecznej do podgrzewania wody basenowej oraz ciepłej wody użytkowej. Spis zaprojektowanych urządzeń przedstawiono w załączniku obliczeniach i doborach. Kolektory usytuowane będą nad częścią łącznika, na specjalnie zaprojektowanej konstrukcji. Rurarz od kolektorów do zbiornika będzie wykonany np. z rury miedzianej, którą zaizolować należy otulinami odpornymi na temperaturę 200 C - nie ujęte w cenie wyżej wymienionego zestawu. Rurarz może być wykonany z innych materiałów z zastosowaniem określonych wymagań. Powyższe rozwiązania zaprojektowano na podstawie wytycznych projektowych dla systemów solarnych, wypełnionej ankiety oraz po konsultacji z inwestorem. eko-technologie.eu Krzysztof Żelazkiewicz ul.borelowskiego 29, Częstochowa tel./fax

3 PROJEKT WYKONAWCZY Termomodernizacja budynku Pływalni Krytej Instalacja kolektorów słonecznych Częstochowa, Al. Niepodległości 20/ Dobór urządzeń instalacji solarnej dla krytej pływalni Dane do obliczeń: powierzchnia basenu: 300 m2 zużycie cwu: 50 os/h x 20 l/os x 4h = 4000 l/d temp. cwu.: 38st.C Typ. kolektora : KS2600 Powierzchnia czynna: 2,36 m2 Obliczenia: Dobór liczby kolektorów do basenu (tylko straty z parowania): Lk1=Fb*k1*Lh*0,694/(k2*Fk) Powierzchni a lustra wody Fb [m2]: wskaźnik parowania k1 [kg/m2h]: Liczba godzin kiedy basen jest odkryty Lh: Zysk z 1m^2 kolektora k2 [kwh/m2d] Powierzchni a czynna kolektora Fk [m2]: Obliczona liczba kolektorów Lk1: 300 0,1 24 3,5 2,36 60,5 Dobór liczby kolektorów do zapotrzebowania cwu.: Lk=Qd/(k*Fk) Dzienne zapotrzebowanie na ciepło do c.w.u Zysk solarny z 1 m^2 Powierzchnia jednego kolektora Powierzchnia wszystkich kolektorów Liczba kolektorów obliczona Qd [kwh/d] k [kwh/m2] Fk [m^2] F [m^2] [szt.] 130,36 3,5 2,36 11,8 15,8 Obliczeniowa liczba kolektorów: 60,5 + 15,8 = 77 szt. Ze względu na ograniczone miejsce na dachu dobrano: 50 szt. KS2600 Szczegółowe obliczenia przedstawiono w załączniku. eko-technologie.eu Krzysztof Żelazkiewicz ul.borelowskiego 29, Częstochowa tel./fax

4 PROJEKT WYKONAWCZY Termomodernizacja budynku Pływalni Krytej Instalacja kolektorów słonecznych Częstochowa, Al. Niepodległości 20/22 3. ZABEZPIECZENIA PPOŻ. Prace należy prowadzić ze szczególnym uwzględnieniem bezpieczeństwa przeciwpożarowego. Nie można prowadzić prac spawalniczych w pomieszczeniach, w których znajdują się materiały łatwopalne. Pomieszczenia te należy opróżnić i zapewnić środki ppoż. przed rozpoczęciem prac. Przejście przewodami, kanałami przez wszystkie przegrody oddzielenia i wydzielenia pożarowego należy wykonać w klasie odporności ogniowej tych przegród, np. w systemie HILTI, zgodnie z technologią producenta, zawartą w aprobatach technicznych. Przejście przewodów niepalnych w izolacji kauczukowej zabezpieczyć jak rury palne (np. osłonami lub opaskami ogniochronnymi CP 644 lub CP 648-S). Można też wykonać przejścia jako grupowe (wiele przewodów w jednym przepuście) z zastosowaniem dodatkowo piany ogniochronnej CP 620. Na kanałach wentylacyjnych montować klapy ppoż. z wyzwalaczem termicznym. 4. WYTYCZNE MATERIAŁOWE Instalację do transportu medium grzewczego zaprojektowano z rur stalowych, mocowanie przewodów do konstrukcji systemowe, punkty stałe i przesuwne (wg wytycznych producenta rur). Rurociągi izolowane termicznie, według specyfikacji: elementy prowadzone w budynku - otulina Thermaflex pokryta specjalną folią odporną na rozrywanie, grubości 6mm, elementy prowadzone w pomieszczeniu technicznym - wentylatorni, izolowane Thermaflex 20mm w płaszczu z PVC. 5. UWAGI KOŃCOWE Całość prac wykonać zgodnie z: obowiązującymi przepisami BHP i ppoż.; eko-technologie.eu Krzysztof Żelazkiewicz ul.borelowskiego 29, Częstochowa tel./fax

5 PROJEKT WYKONAWCZY Termomodernizacja budynku Pływalni Krytej Instalacja kolektorów słonecznych Częstochowa, Al. Niepodległości 20/22 Warunki techniczne wykonania i odbioru instalacji wodociągowych, COBRTI INSTAL, Warszawa 2003; Warunki techniczne wykonania i odbioru instalacji kanalizacyjnych, COBRTI INSTAL, Warszawa 2006; Warunki techniczne wykonania i odbioru instalacji wentylacyjnych, COBRTI INSTAL, Warszawa 2002; Warunki techniczne wykonania i odbioru instalacji ogrzewczych, COBRTI INSTAL, Warszawa 2003; Warunki techniczne wykonania i odbioru węzłów ciepłowniczych, COBRTI INSTAL, Warszawa 2003; wytycznymi producentów urządzeń. Urządzenia i materiały użyte przy wykonawstwie powinny posiadać dopuszczenia do stosowania w budownictwie i odpowiednie atesty. Wszelkie przywołane nazwy własne produktów i materiałów służą określeniu pożądanego standardu wykonania. Dopuszcza się zastosowanie innych materiałów i urządzeń o parametrach nie gorszych, niż wymienione w opracowaniu, po uzyskaniu akceptacji Projektanta i Inspektora Nadzoru. eko-technologie.eu Krzysztof Żelazkiewicz ul.borelowskiego 29, Częstochowa tel./fax

6

7

8

9 ZAŁĄCZNIK OBLICZENIA Dobór urządzeń do instalacji słonecznej dla pływalni w Częstochowie: 1. Zapotrzebowanie na c.w.u Dobowe zapotrzebowanie cwu : V2 = 4000 [l] Sumaryczne zużycie: V = 4,0 [m3/d] Ciepło właściwe wody: cp = 4,19 [kj/kg*k] Gęstość wody : ρ = 1000 [kg/m3] Temperatura wody zimnej : t_zw = 10 [ C] Wymagana temperatura c.w.u: t_cw = 38 [ C] Sumaryczne dobowe zużycie ciepła na potrzeby c.w.u : Qd=(V*ρ*cp*(t_cw-t_zw)/3600)/(na*no) Qdcwu = 130,4 [kwh/d] Sumaryczna dobowe zapotrzebowanie na ciepło do grzania basenu: Qdb= 500 [kwh/d] 2. Dobór liczby kolektorów Zysk solarny z 1 m2 kolektora : k = 4 [kwh/m2] Powierzchnia kolektora Hewalex KS2600 [m2]: Fk1 = 2,36 [m2] Obliczona ilość kolektorów : Lk = Qd/ (k*fk) Lk = 67 [szt.] Dobrana ilość kolektorów KS2600: Lk' = 50 [szt.] Sumaryczna powierzchnia czynna kolektorów [m2] : Fk = Dobór podgrzewaczy cwu Sumaryczne dobowe zużycie ciepła na potrzeby c.w.u : Qz = 130 [kwh] Pojemność cieplna 1m3 wody podgrzewanej z 10ºC do 70ºC: q = 1*ρ*cp*(70-10)/3600 q = 69,83 [kwh] Współczynnik wykorzystania ciepła w godzinach pracy kolektorów: kp = 0,3 Obliczeniowa pojemność zasobnika: Vz = {(1-kp)*Qz}/q Vz = 1,31 [m3] Dobrano 2 zasobniki SAC po 800 litrów każdy i Zasobnik SAC 1000 ogrzewany z węzła ciepł.

10 4. Dobór rur głównych na obiegu glikolowym Wymagany przepływ przez jeden kolektor : V'k = 1,5 [l/min] Średnice rur - Obieg solarny Ilość kolektorów n Przepływ przez n kolektorów Min. przekrój rury średnica oblicze - niowa dobrana rura Cu DzxG średnica dobranej rurydw prędkość w rurach [szt.] [m^3/h] [m^2] [mm] [mm] [mm] [m/s] 5 0,45 0, x1 20 0,4 10 0,9 0, x1 25 0,5 20 1,8 0, x1,5 32 0,6 30 2,7 0, x1,5 39 0,6 40 3,6 0, x1,5 51 0,5 50 4,5 0, x1,5 51 0,6 Długości rur [m] Wymiar nominalny rury Obieg glikolowy 22x x x1, x1, x1,5 100 Średnica wewnętrzna rury [mm] Przekrój rury [m2] Pojemności rur [m3] Obieg glikolowy 20 0,0003 0, ,0005 0, ,0008 0, ,0012 0, ,0020 0,204 Sumaryczna pojemność rur : 0, Dobór naczynia przeponowego na obiegu glikolowym Pojemność jednego kolektora: Vkol1 = 0,0011 [m3] Pojemność baterii kolektorów: Vkol = Lk*Vk1 Vkol= 0,055 [m3] Pojemność orurowania (przybliżona) Vr= 0,250 [m3] Pojemność instalacji: Vinst = Vkol + Vr Vinst = 0,305 [m3] Wskaźnik początkowej pojemności naczynia przeponowego: a = 0,015 Wskaźnik rozszerzalności objętościowej nośnika ciepła - glikol 44%: b = 0,067 Ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa : pdop = 6 [bar] Maksymalne ciśnienie pracy: pmax = pdop 5,5 [bar]

11 Wysokość instalacji: Hg = 12 [m] Cisnienie statyczne w kotłowni: pstat [bar]= 1,2 [bar] 1,5 + Nadwyżka ciśnienia statycznego w naczyniu: p1 = pstat [bar] 0,5= p1 = 2,7 [bar] Wymagana pojemność naczynia przeponowego: Dobrano naczynie przeponowe do glikolu DSV 200 Vc1 = 0,186 [m3] 6. Dobór naczyń przeponowych dla zasobników cwu Sumaryczna pojemność zasobników: Vz = 2,800 [m3] Współczynnik rozszerzalności cieplnej przy delta 10/70[K]: 0,0224 Ciśnienie robocze (woda zimna): p_wz = 3 [bar] Ciśnienie obliczeniowe: p_obl = p_wz + 0,2 = 3,2 [bar] Ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa: p_max = 6 [bar] Ciśnienie eksploatacyjne buforów : p_e= p_max -10% 5,4 [bar] Współczynnik ciśnienia: Df= ((p_e+1)-(p_obl+1))/(p_e+1) = 0,34375 [-] Wymagana min. pojemność użytkowa : Vz = 1,1 xvb x vc = 0, [m3] Wymagana min. pojemność całkowita Vn [l]: Vn = Vu x Df = 0,201 [m3] Dobrano 3 naczynia przeponowe do cwu DV Dobór wymiennika ciepła Wymiennik ciepła WP1 dobrano przy pomocy programu "Cairo" - Karta doboru w załączniku nr1 7. Dobór pomp Liniowe straty ciśnienia na rurach: Δp_r = 6,05 [mh20] Punkt pracy pompy P1 Przepływ nominalny: Vp1 = 4,5 [m3/h] Wymagana obliczeniowa zdolność podnoszenia: Dobrano pompę WiloStratos 32/1-10 Punkt pracy pompy P2 Hp1= 6,0 [mh20] Przepływ nominalny: Vp2 = 4,5 [m3/h] Wymagana zdolność podnoszenia: Hp2= 3,0 [mh20] Dobrano pompę WiloStratos 30/1-6 Punkt pracy pompy P3 Przepływ nominalny: Vp3 = 4 [m3/h]

12 Wymagana zdolność podnoszenia: Hp3= 1,5 [mh20] Dobrano pompę WiloStratos 30/1-8 Punkt pracy pomp P4 i P5 Przepływ nominalny: Vp45 = 1,5 [m3/h] Wymagana zdolność podnoszenia: Hp45= 2,0 [mh20] Dobrano 2 pompy Wilo TOP-Z 20/4 Punkt pracy pompy P6 Przepływ nominalny: Vp45 = 6 [m3/h] Wymagana zdolność podnoszenia: Hp45= 3,5 [mh20] Dobrano pompę WiloStratos 30/1-10 Punkt pracy pompy P7 Przepływ nominalny: Vp45 = 1,5 [m3/h] Wymagana zdolność podnoszenia: Hp45= 3,0 [mh20] Dobrano pompę WiloStratos 25/ Sterownik Dobrano sterownik swobodnie programowalny RX Zawory bezpieczeństwa 9.1. Obieg solarny Ilość kolektorów: Lk1 = 50 [szt.] Moc maksymalna jednego kolektora: Q1= 1,9 [kw] Sumaryczna moc kolektorów na obiegu: Q'= Lk1*Q1 = 95 [kw] Ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa: pdop = 0,6 [MPa] Ciśnienie zrzutowe: p1= pdop*1,1= 0,66 [MPa] Ciepło parowania wody (przy ciśnieniu zrzutowym p1 =0,66 [MPa]) r = 2056 [kj/kg] Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa: m 3600 * (Q' / r) m 166 [kg/h] Entalpia płynu przed zaworem przy ciśnieniu zrzutowym: i1 = 711 [kj/kg] Entalpia płynu na wylocie z zaworu przy ciśnieniu atmosferycznym: i2 = 419 [kj/kg] Udział pary w mieszance: x2 = (i1-i2)/r = 0,142 [-] Wsp. poprawkowy uwzgledniający właściwości przed zaworem: K= 0,53 Wsp. wypływu cieczy dla zaworu SYR 1915 ( G 1, 6 bar): αc = 0,3 [-] Gęstość wody przed zaworem bezpieczeństwa: ρ = 899 [kg/m3] Wymagana powierzchnia wypływu dla wody: Aw= (1- x2)*m / (10*K*αc*(p1+0,1)) Aw= 118,1 [mm2] Współczynnik wypływu pary dla SYR 1915 ( G 1, 6 bar): α = 0,48 [-] Wymagana powierzchnia wypływu dla pary wodnej: Apw= x2*m / (10*K* α *(p1+0,1))

13 Wymagana powierzchnia wypływu dla pary wodnej i wody: Wymagana minimalna średnica : Apw= 12,2 [mm2] A= Aw + Apw A= 130,3 [mm2] d (4*A/π )^0,5 d 12,88 [mm] Dobrano zawór bezpieczeństwa SYR 1915 ( G 1, 6 bar), dla którego najmniejsza średnica kanału przepływowego wynosi 20 mm Zawór bezpieczeństwa dla podgrzewaczy Pojemność sumaryczna podgrzewaczy: Vz1= 2,8 [m3] Dobrano trzy zawory bezpieczeństwa SYR 2115 ( G 3/4, 6 bar), odpowiednie dla zasobników o pojemności do 1000 dm3