PROJEKT BUDOWLANY INSTLACJI SOLARNEJ

Przedsiębiorstwo Projektowo - Handlowo - Usługowe "J u W a " Jerzy Brynkiewicz, Waldemar Filipkowski 15-084 BIAŁYSTOK ul. Orzeszkowej 32 tel. (085) 740 87 80 fax. (085) 740 87 81 e-mail: juwa@neostrada.pl PROJEKT BUDOWLANY INSTLACJI SOLARNEJ OBIEKT : Instalacja solarna w bloku A Szpitala Ogólnego w Grajewie BRANŻA : Sanitarna - Instalacja solarna do przygotowania ciepłej wody INWESTOR: Szpital Ogólny im. Dr Witolda Ginela w Grajewie ul.konstytucji 3 Maja 34, 19-200 Grajewo PROJEKTANT : mgr inż. Elżbieta Żendzian WERYFIKACJA : mgr inż. W.Filipkowski DYREKTORZY : mgr inż.j.brynkiewicz mgr inż.w.filipkowski BIAŁYSTOK, wrzesień 2011r 1

1. Opis techniczny 1.1. Podstawa opracowania 1.2. Przedmiot i zakres opracowania 1.3. Ogólny opis instalacji 1.4. Urządzenia technologiczne 1.5. Rurociągi i armatura 1.6. Zabezpieczenia antykorozyjne 1.7. Izolacje termiczne 1.8. Próby i odbiory 1.9. Wytyczne branżowe ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA 2. Obliczenia 3. Zestawienie urządzeń 4. Rysunki Rys. nr SL-1 - Plan sytuacyjny 1 : 500 Rys. nr SL-2 - Schemat technologiczny instalacji solarnej Rys. nr SL-3 - Rzut węzła solarnego 1 : 50 Rys. nr SL-4 - Rzut dachu 1 : 100 2

1. OPIS TECHNICZNY 1.1. PODSTAWA OPRACOWANIA n umowa i uzgodnienia z Inwestorem n inwentaryzacja stanu istniejącego dla celów projektowych n istniejąca dokumentacja techniczna obiektu n plan sytuacyjno-wysokościowy w skali 1:500 n obowiązujące przepisy Prawa Budowlanego i normy Ustawa z dnia 7 lipca 1994r Prawo Budowlane Rozporządzenie Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z 12.04.2002r w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (z późniejszymi zmianami) Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z 21.04.2006 w sprawie ochrony przeciwpożarowej budynków, innych obiektów budowlanych i terenów (Dz.U. nr 80 poz. 563) n oferta, dane techniczne urządzeń oraz konsultacje firmy Viessmann (producent systemu solarnego) 1.2. PRZEDMIOT I ZAKRES OPRACOWANIA Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt instalacji wykorzystującej energię słoneczną do wspomagania wytwarzania ciepłej wody użytkowej w Szpitalu Ogólnym w Grajewie. Opracowanie obejmuje technologię instalacji solarnej do podgrzewu ciepłej wody użytkowej. Projekty związane: n projekt instalacji elektrycznych 1.3. OGÓLNY OPIS INSTALACJI Projektowana instalacja solarna będzie wspomagać wytwarzanie energii cieplnej do produkcji ciepłej wody użytkowej w szpitalu w Grajewie. Podstawowym źródłem ciepła w szpitalu jest kompaktowy węzeł cieplny zasilany z miejskiej sieci ciepłowniczej. Instalacja solarna składa się z następujących części: bateria słoneczna 27 płaskich kolektorów cieczowych umieszczona na dachu Bloku A 3

solarny węzeł cieplny z płytowymi wymiennikami ciepła wraz z niezbędnym osprzętem hydraulicznym i sterownikiem węzła cielnego w Bloku A. umieszczony w pomieszczeniu Z uwagi na znaczne zużycie ciepłej wody przyjęto schemat technologiczny typowy dla dużej instalacji solarnej. Projektowany układ wykorzystania energii słonecznej składa się z obiegu ładowania i rozładowania zbiorników buforowych. Źródłem ciepła są kolektory płaskie VIESSMANN typu Vitosol DIS50 w ilości 27 sztuk zestawionych w 3 baterie o łącznej powierzchni absorbera 132,7 m 2. Kolektory będą usytuowane na konstrukcjach wg wytycznych producenta. Kolektory będą umieszczone pod kątem 45 do płaszczyzny dachu (pochylenie do poziomu 41 z uwagi na pochylenie dachu 4 ) w kierunku południowo-wschodnim (odchylenie od kierunku południowego 24 ). Konstrukcje i kolektory zlokalizowano na dachu Bloku A. Przy każdej baterii kolektorów przewidziano separator powietrza z zaworem odcinającym oraz oraz zawory odcinające każdą baterię. Nośnikiem energii w obiegu solarnym będzie glikol propylenowy o stężeniu 40% zawierający dodatki stabilizujące i inhibitory korozji. Ciepło z kolektorów zostanie przekazanie wodzie w wymienniku płytowym i zmagazynowane w zbiornikach buforowych o łącznej pojemności 6000 dm 3. W obiegu rozładowania bufora gorąca woda w nim zmagazynowana będzie przekazywać energię cieplną ciepłej wodzie użytkowej w wymienniku płytowym. Dla umożliwienia płynnego przekazania energii woda użytkowa przepływać będzie przez podgrzewacz wstępny i dalej do wymienników w węźle cieplnym. W zależności od temperatury osiągniętej w podgrzewaczu wstępnym woda będzie wymagała lub nie dogrzewania w zasilanych przez wodę sieciową w wymiennikach. Instalacja będzie zabezpieczona przed wzrostem ciśnienia przez zawory bezpieczeństwa, a przyrost objętości wody oraz płynu solarnego będzie przejmowany przez naczynia wzbiorcze przeponowe firmy Reflex. Rury wyrzutowe zaworów bezpieczeństwa płynu solarnego należy wprowadzić do zbiornika płynu uzupełniającego. Do napełniania instalacji solarnej i uzupełniania ubytków płynu przewidziano pompę ręczną skrzydełkową. Ciepłą wodę użytkową zmagazynowaną w podgrzewaczu wstępnym należy przynajmniej raz w tygodniu przegrzać do temperatury ok. 70 C, aby nie dopuścić do rozwoju bakterii Lagionelli. Podgrzewacz wstępny musi być wyposażony w grzałkę elektryczną. 4

Pracą urządzeń w przyjętym schemacie sterować będzie regulator Vitosolic 200 firmy Viessmann. Przyjęcie takiego schematu działania instalacji solarnej pozwoli na maksymalne wykorzystanie energii słonecznej przy możliwie najniższych stratach energii dzięki pracy na niskich temperaturach. 1.4. URZĄDZENIA TECHNOLOGICZNE Rozmieszczenie urządzeń przedstawiono w części rysunkowej niniejszego opracowania. 1.4.1. Kolektory Zastosowano kolektory płaskie typu Vitosol DIS 50. ilość kolektorów - 27 sztuk (3 baterie) powierzchnia absorbera - 4,913 m 2 powierzchnia brutto kolektora - 5,23 m2 wymiary - 2200x2356x85mm ciężar - 94 kg pojemność cieczy - 4,99 dm 3 maksymalne ciśnienie pracy - 0,6 MPa maksymalna temperatura postojowa - 208 C Kolektory będą umieszczone pod kątem 45 do płaszczyzny dachu (pochylenie do poziomu 41 z uwagi na pochylenie dachu 4 ) w kierunku południowo-wschodnim (odchylenie od kierunku południowego 24 ). Kolektory mocować na dachu przy użyciu systemowych szyn i uchwytów, zgodnie z wytycznymi producenta. Kolektory w baterie należy łączyć tylko przy użyciu systemowych rur łączących o średnicy 18mm. Połączenie baterii z rurociągami rozdzielczymi wykonać przy użyciu przewodów elastycznych φ18. Na wyjściu rurociągów gorących z każdej baterii kolektorów umieścić regulator przepływu a w najwyższym punkcie odpowietrznik solarny z zaworem odcinającym. 1.4.2. Wymiennik ciepła solarny Zaprojektowano płytowy wymiennik ciepła lutowany firmy Danfoss typ XB 70H-1 60 - wymiary - 365x172x990 mm - maksymalne ciśnienie pracy - 2,5 MPa - maksymalna temperatura - 180 C 5

- powierzchnia wymiany ciepła - 14,85 m 2 - masa - 130 kg 1.4.3. Pompa obiegu solarnego Pompa obiegu solarnego WILO typ STRATOS 25/1-10 CAN PN10 szt. 1. - moc znamionowa pompy - 0,14 kw - prędkość obrotowa - 4450 obr/min - napięcie znamionowe - 1~230V, 50Hz - maksymalny pobór prądu - 1,3A - masa - 4,1 kg 1.4.4. Zasobnik buforowy Przyjęto trzy zbiorniki buforowe Viessmann typu DIS2000 z izolacja cieplną PW - pojemność nominalna - 2 000 dm 3 - średnica - 1 100 mm - wysokość - 2 494 mm - ciężar - 247 kg - temperatura pracy - 95 C - ciśnienie pracy - 0,3 MPa 1.4.5. Pompa ładująca bufor Pompa ładujące WILO typ TOP-S 25/5 sztuk 1 - moc znamionowa pompy - 0,05 kw - prędkość obrotowa - 2320 obr/min - napięcie znamionowe - 1~230V, 50Hz - maksymalny pobór prądu - 0,65 A - masa - 4,5 kg 1.4.6. Wymiennik ciepła rozładowania bufora Zaprojektowano płytowy wymiennik ciepła firmy Danfoss typ XB 40-1 100 - wymiary - 256x270x466 mm - maksymalne ciśnienie pracy - 1,6 MPa - maksymalna temperatura - 150 C - powierzchnia wymiany ciepła - 1,82 m 2 6

- masa - 49,6 kg 1.4.7. Pompa rozładowania bufora Pompa rozładowania bufora (P2) WILO typ STOP-S 25/5 sztuk 1 - moc znamionowa pompy - 0,05 kw - prędkość obrotowa - 2320 obr/min - napięcie znamionowe - 1~230V, 50Hz - maksymalny pobór prądu - 0,65 A - masa - 4,5 kg 1.4.8. Zasobnik podgrzewu wstępnego W celu zbuforowania szczytów poboru wody zaprojektowano zasobnik podgrzewu wstępnego firmy Viessmann typ Vitocell -L100 o pojemności 1000dm 3. maksymalna temperatura pracy - 95 C ciśnienie robocze - 10 bar średnica zbiornika bez izolacji - 850 mm wysokość zbiornika bez izolacji - 1959 mm masa - 248 kg 1.4.9. Naczynia wzbiorcze Dla instalacji solarnej dobrano dwa naczynia wzbiorcze przeponowe Reflex typ S400 pojemność całkowita naczynia - 400 dm 3 średnica zbiornika - 740 mm wysokość - 1075mm masa zbiornika - 78 kg maksymalne ciśnienie pracy - 1,0 MPa ciśnienie wstępne - 3,3 bar Dla zbiorników buforowych dobrano naczynie wzbiorcze przeponowe REFLEX typ N600/6 pojemność całkowita naczynia - 600 dm 3 średnica zbiornika - 740 mm wysokość - 1530mm masa zbiornika - 85 kg maksymalne ciśnienie pracy - 0,6 MPa 7

Dla zasobnika podgrzewu wstępnego dobrano naczynie wzbiorcze REFLEX typ REFIX DT5 60 pojemność całkowita naczynia - 60 dm 3 średnica zbiornika - 409 mm wysokość - 766mm masa zbiornika - 15 kg maksymalne ciśnienie pracy - 1,0 MPa 1.5. RUROCIĄGI I ARMATURA W zaprojektowanej instalacji solarnej występują rurociągi obiegu glikolowego, obiegu zbiorników buforowych oraz zimnej i ciepłej wody. Rurociągi obiegu glikolowego wykonać z rur stalowych bez szwu łączonych przez spawanie. Połączenia gwintowane stosuje się w miejscach montażu armatury i urządzeń. Jako szczeliwo zastosować materiały odporne na temperaturę 220 C oraz na działanie roztworu wodnego glikolu propylowego o stężeniu 40% a także posiadające dopuszczenia do stosowania w budownictwie. Rurociągi obiegu buforowego wykonać z rur stalowych bez szwu łączonych przez spawanie. Połączenia gwintowane stosuje się w miejscach montażu armatury i urządzeń. Do uszczelnień połączeń zastosować typowe materiały dopuszczone do pracy przy temperaturze 115 C i ciśnienie do 6 bar. Rurociągi wody ciepłej i zimnej wykonać z rur polietylenowych wielowarstwowych łaczonych złączkami zaciskowymi dopuszczonych do kontaktu z wodą użytkową. Mocowanie przewodów wykonać za pomocą typowych obejm mocujących stalowych ocynkowanych. Przewody mocować do ścian i stropu pomieszczenia. Wszelkie obejmy mocujące za wyjątkiem punktów stałych muszą posiadać wkładki gumowe umożliwiające przemieszczanie się rurociągu podczas występowania naprężeń. Przejścia rurociągów przez przegrody budowlane wykonać w tulejach ochronnych wystających za przegrodę 20mm. Jako armaturę odcinającą na rurociągach obiegu glikolowego należy zastosować zawory kulowe przystosowane do pracy z glikolem. Na rurociągach wodny użytkowej zastosować zawory kulowe gwintowane z atestem PZH do stosowania w instalacjach wody pitnej. 8

W obiegu solarnym zawór spustowy połączyć za pomocą węża elastycznego za zbiornikiem uzupełniającym. Wyloty z zaworów bezpieczeństwa wyprowadzić nad zbiornik uzupełniający. Aparaturę kontrolno-pomiarową stanowić będą: manometry centryczne, termometry techniczne, czujniki temperatury 1.6. ZABEZPIECZENIE ANTYKOROZYJNE Rury stalowe ocynkowane nie wymagają zabezpieczenia antykorozyjnego. Rury stalowe czarne po ręcznym oczyszczeniu i odtłuszczeniu, należy zabezpieczyć antykorozyjnie przez pomalowanie farbą do gruntowania termoodporną i farbą nawierzchniową termoodporną. 1.7. IZOLACJE TERMICZNE Rurociągi obiegu glikolowego Izolacje rurociągów obiegu glikolowego wykonać przez nałożenie otuliny FLEXOROCK (normalna temperatura pracy 120 C, maksymalna 170 C, temperatura stagnacji 220 C) o grubościach podanych w poniższej tabeli: Wyszczególnienie Grubość izolacji [mm] Dn 50 mm 80 Dn 40 mm 70 Dn 32 mm 70 Dn 25 mm 70 Rurociągi układane napowietrznie owinąć dodatkowo płaszczem z blachy ocynkowanej. Rurociągi obiegu buforowego Rurociągi izolować otuliną Thermorock o grubości 40mm Rurociągi wody użytkowej Rurociągi wody ciepłej i zimnej od miejsca włączenia obiegu wygrzewania antybakteryjnego izolować otuliną Thermorock o grubości 40mm Wymiennik Wymienniki płytowe zaizolować otuliną LW 80 firmy Rockwool o grubości 30 mm. 9

Dopuszcza się wykonanie izolacji z prefabrykowanych łupków lub mat innych producentów izolacji. Dopuszcza się stosowanie izolacji cieplnej z mat z wełny mineralnej pod blachą ocynkowaną lub aluminiową. Izolacje powinny być zgodne z normą PN-B-02421:2000. Rurociągi oznakować wg normy PN-70/N-01270 przez malowanie pasków identyfikacyjnych i kierunku przepływu. Oznaczenie wykonać w sposób trwały w miejscach widocznych i dostępnych. 1.8. PRÓBY I ODBIORY 1.8.1. Instalacja solarna Przed uruchomieniem należy: instalację przepłukać mieszaniną wody i sprężonego powietrza. Płukanie prowadzić do chwili uzyskania ilości zanieczyszczeń nie przekraczającej 5mg/dm 3 przeprowadzić próbę hydrauliczną przy ciśnieniu 9 bar sprawdzić pozycje czujników, sprawdzić działanie wszystkich elementów instalacji i armatury bezpieczeństwa, sprawdzić ciśnienie wstępne w przeponowym naczyniu wyrównawczym, wszystkie pompy i zawory regulacyjne ustawić na projektowaną wartość przepływu. Po uzyskaniu pozytywnych wyników prób szczelności i wykonaniu niezbędnych prac rozruchowych przystąpić do ruchu próbnego 72 godzinnego. Ruch próbny powinien być prowadzony komisyjnie pod nadzorem serwisu producenta kolektorów z udziałem przedstawicieli użytkownika, inspektorów nadzoru inwestycyjnego, autorów projektu i wykonawcy. Po napełnieniu instalacji glikolem dla pełnego odpowietrzenia włączyć obieg wymuszony na przynajmniej 48 godzin. Sprawdzić ciśnienie w instalacji i ewentualnie dopełnić ją czynnikiem. Należy pamiętać, że czynnik solarny wymaga znacznie dłuższego odpowietrzania niż woda. Następnie przełączyć w tryb automatyczny. Sprawdzić przepływ przez wszystkie części pola kolektorów. W każdej grupie kolektorów należy zmierzyć temperatury zasilania i powrotu. Dopuszczalne są odchyłki 10%. 1.8.2. Instalacja wody użytkowej Próby instalacji należy przeprowadzić zgodnie z Warunkami technicznymi wykonania i odbioru instalacji wodociągowych zeszyt nr 7, wymagania COBRTI INSTAL, lipiec 2003r. 10

1.8.3. Instalacja wody grzewczej obiegu buforów Próby instalacji należy przeprowadzić zgodnie z Warunkami technicznymi wykonania i odbioru instalacji grzewczych zeszyt nr 6, wymagania COBRTI INSTAL, maj 2003r. 1.9. WYTYCZNE BRANŻOWE 1.9.1 Wytyczne budowlane sprawdzić obciążenie dachu wykonać mocowanie konstrukcji wsporczych do dachu wykonać przebicia przez ściany i stropy dla przejścia rurociągów; uszczelnienie przebić na granicy stref pożarowych wykonać w klasie odporności ogniowej EI60 wykonać szczelne przejścia przez dach rurociągów obiegu solarnego 1.9.2. Wytyczne elektryczne wykonać instalację elektryczną zasilania, sterowania i sygnalizacji zgodnie z DTR urządzeń i obowiązującymi przepisami UWAGI KOŃCOWE Zgodnie z postanowieniem Prawa Budowlanego właściciel lub zarządca obiektu budowlanego zobowiązany jest użytkować obiekt zgodnie z jego przeznaczeniem i wymogami ochrony środowiska oraz utrzymywać go w takim stanie, aby nie wystąpiło zagrożenie życia lub zdrowia użytkowników oraz bezpieczeństwa mienia. Całość robót wykonać zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa z 12.04.2002r w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (z późniejszymi zmianami) oraz Warunkami Technicznymi Wykonania i Odbioru Robót Budowlano-Montażowych cz. II - Instalacje sanitarne i przemysłowe oraz zgodnie z Polskimi Normami Kolektory oraz pozostałe urządzenia montować i eksploatować zgodnie z fabrycznymi DTR. Do prawidłowego działania instalacji niezbędny jest okresowy przegląd urządzeń a w szczególności czyszczenie filtrów, kontrola ciśnienia instalacji solarnej i uzupełnianie ubytków oraz sprawdzanie urządzeń zabezpieczających i poddawanie ich okresowym przeglądom i konserwacji. 11

Wszystkie nieprawidłowości w pracy urządzeń i instalacji powinny być niezwłocznie usunięte przez uprawnione służby eksploatacyjne. Do wszystkich robót używać atestowanych materiałów i rurociągów. Materiały użyte do budowy instalacji wodociągowej muszą posiadać atest PZH. Dopuszcza się zastosowanie urządzeń i armatury innych producentów pod warunkiem, że będą one spełniały normy i wymagane Prawem budowlanym dopuszczenia oraz będą posiadały projektowane parametry pracy. Przyjęte w projekcie urządzenia i materiały stanowią jedynie wskazanie standardu im stawianego i mogą być zastąpione przez inne posiadające co najmniej opisany standard materiały i urządzenia. PROJEKTANT -... 12