Projekt instalacji kolektorów słonecznych do przygotowania CWU Inwestor: Babiogórski Park Narodowy z siedziba w Zawoi Adres inwestycji: Osada na Stonowie. Temat opracowania; Montaż zestawu solarnego 5,20 m2, kompletna stacja pompowa, naczynie wzbiorcze solarne 18 dm3, regulator solarny, pojemnościowy podgrzewacz c.w.u. o poj. 300 dm3. Autor projektu: mgr inż. Stanisław Bakalarz Data wykonania projektu: 25.06.2013 r 1
Spis treści: Rozdział Wstęp 1. Opis instalacji 1.1 Opis działania instalacji 2. Dobór kolektorów słonecznych 3. Zastosowane materiały 4. Rysunki 3.1 Rurociągi 3.2 Naczynie przeponowe i zawór bezpieczeństwa 3.3 Armatura odcinająco-zaporowa 3.4 Sterowanie 5. Certyfikaty 6. Załączniki 6.1 Obliczenia pokrycia zapotrzebowania na energie do przygotowania CWU (Uzysk energetyczny) 2
Wstęp Projekt przedmiotowej instalacji kolektorów słonecznych do przygotowania CWU zawiera skrócony opis instalacji wraz z niezbędnym rysunkiem schematycznym i specyfikacją materiałową. 1. Opis działania instalacji Instalacja kolektorów słonecznych po stronie kolektorowej jest projektowana jako układ zamknięty z krążącym w nim czynnikiem w postaci roztworu glikolu propylenowego i wody o stężeniu 50/50. Czynnik ten jest czynnikiem całkowicie ekologicznym i biodegradowalnym nie wymagającym utylizacji. Zastosowana mieszanka gwarantuje jej niezamarzalność. W trakcie pracy układu solarnego roztwór glikolu podgrzewany jest w kolektorach do temperatury wyższej niż panująca w zasobniku CWU. Pod wpływem pracy pompy zainstalowanej w stacji pompowej podgrzany glikol transportowany jest rurociągami do wężownicy zasobnika CWU gdzie pod wpływem różnicy temperatur roztwór-woda użytkowa w zasobniku oddaje ciepło do wody i ponownie jest skierowany do podgrzewu do kolektorów słonecznych. Proces ten powtarza się do momentu osiągnięcia w zasobniku żądanej temperatury wody użytkowej. Po osiągnięciu założonych parametrów pompa układu solarnego jest zatrzymywana w celu uniknięcia przegrzania wody użytkowej (uniknięcie poparzenia). Układ uruchamia się ponownie gdy temperatura w zasobniku spadnie pod wpływem jej użytkowania lub wychłodzenia w procesie utraty ciepła przez izolację. Gdy temperatura roztworu glikolu jest niższa niż zadana lub istniejąca temperatura wody w zasobniku pompa układu solarnego nie jest uruchamiana w celu uniknięcia strat ciepła w kierunku przeciwnym tzn. z CWU do roztworu glikolu. Dzięki zastosowanemu regulatorowi proces pracy układu jest całkowicie automatyczny. W momencie braku zysków ciepła z układu kolektorów słonecznych projektowane jest alternatywne źródło ciepła w postaci istniejącego kotła. Instalacji kotła była projektowana w odrębnym opracowaniu. 2. Dobór kolektorów słonecznych Dostępna do zainstalowania kolektorów polać dachu skierowana jest na południe. Dla tego też posługując się diagramem doboru producenta kolektorów słonecznych firmy Schuco dobrano: 3
2 kolektory słoneczne Typu Schuco CTE 319 CH o łącznej powierzchni brutto 5,20 m 2 Łączna powierzchnia absorbera to 4,70 m 2 Kolektory te zapewnia wystarczająca ilość ciepła do podgrzewu zasobnika dwuwężownicowego o pojemności 300l. Ilość kolektorów Schuco CTE 319 CH dla układu c.w.u. Orientacja Strefa Ilość mieszkańców kolektora promieniowania 3 4 5 I 2 2 2 pd. II 2 2 2 III 2 2 2 I 2 2 3 pd.-zach. II 2 2 2 pd.-wsch, III 2 2 2 I 2 3 3 wsch. II 2 2 3 III 2 2 3 I 2 3 3 zach. II 2 3 3 III 2 2 3 Założenia do obliczeń: Typ zasobnika - Program symulacyjny T-Sol - Nachylenie kolektora 30 o -60 o - Zapotrzebowanie c.w.u. 50l / osobę dzień - Temperatura c.w.u. 45 o C 300l - Pokrycie zapotrzebowania w ciągu roku 50-60% Źródło: Materiały techniczne firmy Schuco Ilość CWU zgromadzona w zbiorniku 300 l wystarcza na pokrycie zapotrzebowania na wodę dla mieszkańców przedmiotowego budynku. Ilość ta została ustalona na podstawie wywiadu z mieszkańcami jak również na podstawie analizy dotychczasowego dobowego zużycia wody przez mieszkańców. 3. Zastosowane materiały 3.1 Rurociągi i ich izolacja 4
W celu doboru średnicy rurociągów posłużono się wytycznymi producenta kolektorów słonecznych firmy Schuco. Ilość kolektorów Sposób połączenia Przepływ Średnica przewodów Całkowita długość przewodów 5 1 do 5 szeregowo 2.5 l/min Cu 15 x 1 50 m 6 2 x 3 kol równolegle 5.0 l/min Cu 18 x 1 50 m 8 2 x 4 kol równolegle 5.0 l/min Cu 18 x 1 50 m 9 3 x 3 kol równolegle 7.5 l/min Cu 22 x 1 50 m 10 2 x 5 kol równolegle 5.0 l/min Cu 18 x 1 50 m 12 4 x 3 kol równolegle 10.0 l/min Cu 28 x 1.5 50 m Źródło: Materiały techniczne firmy Schuco Rurociągi należy wykonać z rur miedzianych łączonych z właściwymi kształtkami przy pomocy tzw. lutu twardego lub właściwych złączek zaciskowych. Przed zastosowaniem złączek zaciskowych należy sprawdzić czy posiadają one dopuszczenie do stosowania z instalacją solarną. Rurociągi należy prowadzić równolegle powrót i zasilanie. Rurociągi należy zaizolować izolacją kauczukową Armaflex o grubości 18mm. Izolacja powinna posiadać dopuszczenie do stosowania w instalacjach solarnych (odporność na temperaturę). 3.2 Naczynie przeponowe i zawór bezpieczeństwa Dobór naczynia przeponowego dokonano na podstawie materiałów projektowych producenta kolektorów słonecznych firmy Schueco. Ilość kolektorów Całkowita długość przewodów 50m Wielkość naczynia Objętość 2 18l 0,20 l 3 18 l 0.20 l 4 25 l 0.25 l 5 35 l 0.35 l 6 50 l 0.50 l 8 50 l 0.50 l 9 80 l 0.70 l 10 80 l 0.70 l 12 105 l 1.05 l Źródło: Materiały techniczne firmy Schuco Zawór bezpieczeństwa zainstalowany jest bezpośrednio w stacji pompowej producenta Schuco. Ciśnienie otwarcia zaworu = 5,5bar 5
3.3 Armatura odcinająco-zaporowa Dzięki specjalnej meandrycznej konstrukcji kolektorów słonecznych Schuco CTE 319 CH układ nie wymaga montażu odpowietrznika w najwyższym punkcie instalacji tj w pobliżu kolektorów na dachu budynku. Odpowietrzenie układu odbywa się poprzez separator powietrza w stacji pompowej. Pozostała armatura zaporowo zwrotna jest również integralna częścią stacji pompowe STE 110 MF 7j. Źródło: Materiały techniczne firmy Schuco 6
3.4 Sterowanie Sterowanie systemem realizowane jest regulatorem typu ITE 2020 firmy Schuco. Temperatura odczytana przez czujnik kolektora F1 porównywana jest z temperaturą odczytaną przez czujnik zasobnika F2. Pompa układu solarnego uruchamiana jest, kiedy F1>F2. Czujnik F3 jest instalowany opcjonalnie i przekazuje do regulatora sygnał temperatury c.w.u. w górnej części zasobnika w celu jego wizualizacji. 3.5 Specyfikacja materiałowa Pozycja Artykuł Nr art. Ilość 1 Kolektor SchucoSol K CTE 319 CH 221 894 2 2 System montażowy do dwóch kolektorów na dach 221 642 1 3 Zestaw połączeniowy do kolektora 231 039 1 4 Łącznik między kolektorami 231 040 1 5 Stacja solarna STE 110 249424 1 6 Regulator solarny ITE 2020 249428 1 7 Zestaw do montażu naczynia przeponowego na ścianę 221027 1 8 Naczynie przeponowe 18 l 221006 1 9 Elastyczny łącznik do naczynia przeponowego 221028 1 10 Koncentrat glikolu propylenowego-10 221012 1 11 Zawór mieszający c.w.u.1 221736 1 13 Połączenie gwintowe do zaw miesz c.w.u.1 221 079 1 12 Zbiornik WWW 300 o pojemności 300l 221737 1 13 Kotew na montażu kolektorów na dachu 221 079 3 Uwaga!!! W celu zapewnienia całkowitego bezpieczeństwa w pracy, do montażu kolektora należy stosować wyłącz materiały producenta posiadające certyfikaty statyczne konstrukcji. Aneks do pkt 3.1 Zezwala się na wykonanie instalacji łączących kolektor ze zbiornikiem z rur ARMAFLEX DuoSolar ze stali nierdzewnej X2CrNiMo17122, preizolowanych HT/Armaflexem pokrytych dodatkowo folią zabezpieczającą. 7
4. Rysunki schemat montażu instalacji 8
4.1Rysunki sposób montażu kolektorów słonecznych 9
5. Karta katalogowa kolektora 10
6. Certyfikaty 6.1 Certyfikat Solar CEN KEYMARK oryginał 11
6.2 Certyfikat Solar CEN KEYMARK tłumaczenie przysięgłe 12
7. Załączniki 7.1 Obliczenia wg programu T*SOL 4.4 2xSchucoSol K CTE 319 CH Total Gross Surface 5,06m 2 Azimuth: 0 O Incl:45 O Zainstalowana moc kolektorów Napromieniowanie pow kolektora Energia produkowana przez kolektory Energia wyprodukowana przez system solarny Energia konieczna do przygotowania CWU Ilość energii dostarczona przez system solarny Ilość energii dostarczona przez kocioł Oszczędność gazu typu H w m3 Oszczędność emisji CO2 w kg Pokrycie zap. na energię do przyg. CWU Pokrycie zapo. na energię do przyg. CWU w odniesieniu do normy EN 12976 Sprawność systemu w % 13
Producent Typ kolektora Ilość kolektorów Powierzchnia brutto Powierzchnia netto 5,06 m 2 4,70 m 2 45 O 0 O 14
15