Projekt instalacji kolektorów słonecznych do przygotowania CWU Inwestor: Babiogórski Park Narodowy z siedziba w Zawoi Adres inwestycji: Os. na Rybnej. Temat opracowania; Montaż zestawu solarnego 2 * 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 3
Dostępna do zainstalowania kolektorów polać dachu skierowana jest na południe. Dla tego też posługując się diagramem doboru producenta kolektorów słonecznych dobrano: 2 kolektory słoneczne 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 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 W celu doboru średnicy rurociągów posłużono się wytycznymi producenta kolektorów słonecznych. 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 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. 4
Rurociągi należy zaizolować izolacją kauczukową 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. 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 Zawór bezpieczeństwa zainstalowany jest bezpośrednio w stacji pompowej. Ciśnienie otwarcia zaworu = 5,5bar 3.3 Armatura odcinająco-zaporowa Dzięki specjalnej meandrycznej konstrukcji kolektorów słonecznych 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. 5
3.4 Sterowanie Sterowanie systemem realizowane jest regulatorem. Temperatura odczytana przez czujnik kolektora porównywana jest z temperaturą odczytaną przez czujnik zasobnika. Pompa układu solarnego uruchamiana jest, kiedy T1>T2. Czujnik T3 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 2 2 System montażowy do dwóch kolektorów na dach 1 3 Zestaw połączeniowy do kolektora 1 4 Łącznik między kolektorami 1 5 Stacja solarna 1 6 Regulator solarny 1 7 Zestaw do montażu naczynia przeponowego na ścianę 1 8 Naczynie przeponowe 18 l 1 9 Elastyczny łącznik do naczynia przeponowego 1 10 Koncentrat glikolu propylenowego-10 1 11 Zawór mieszający c.w.u.1 1 13 Połączenie gwintowe do zaw miesz c.w.u.1 1 12 Zbiornik o pojemności 300l 1 13 Kotew na montażu kolektorów na dachu 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 ze stali nierdzewnej, preizolowanych pokrytych dodatkowo folią zabezpieczającą. 6
4. Rysunki schemat montażu instalacji 7
4.1Rysunki sposób montażu kolektorów słonecznych 8