OPIS TECHNICZNY 1. Podstawa opracowania : - Zlecenie Inwestora - Projekt budowlany termomodernizacji budynku - Audyt energetyczny budynku - Uzgodnienia z Inwestorem, - Ustawa Prawo budowlane z dnia 7 lipca 1994 r z późniejszymi zmianami (Dz.U. Nr 106/00 poz. 1126, Dz.U.06.156.1118 j.t. 2008.01.19 zm. Dz.U.07.191.1373). - Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. Nr 75/02 poz. 690, Nr 33/03 poz. 270, Nr 109/04 poz. nr1156). - Wytyczne projektowe i zeszyty fachowe opisujące zasady budowy instalacji pomp ciepła oraz instalacji solarnych opracowane przez producentów. 2.Zakres opracowania Niniejszy projekt określa sposób wykonania instalacji pozyskiwania energii cieplnej geotermalnej za pomocą pompy ciepłej wody użytkowej dla potrzeb Budynków Zespołu Szkół Mechanicznych w Głubczycach. Pompa ciepła wspomagana będzie w okresie letnim poprzez kolektory słoneczne. 3.Charakterystyka obiektu Zespół budynków posiada własną kotłownię opalaną gazem. Woda grzewcza do celów c.o. oraz c.w.u. wytwarzana jest w pięciu kotłach. Razem całkowita moc zainstalowana w kotłowni wynosi 500 kw. Projektuje się dostarczania energii do produkcji ciepłej wody użytkowej wykorzystanie pompy ciepła oraz kolektorów słonecznych. Projektowana pompa ciepła będzie pozyskiwała energię cieplną z ziemi. Moc zainstalowanej pompy ciepła wynosić będzie 44kW. Projektuje się odzyskiwanie ciepła ziemi poprzez pionowe sondy rurowe
Instalacja pompy ciepła oraz dolnego źródła do podgrzewu c.w.u. W okresie przestoju kolektorów słonecznych do przygotowani ciepłej wody użytkowej wykorzystywana będzie pompa ciepła. Instalacja dolnego źródła wykonana będzie jak na rysunkach z rur PEHD PN16 o średnicach DN40 i DN50. Poziome odcinki rur prowadzić w wykopie 1,7-1,8m łącząc poszczególne sądy wykonane z rur PEØ40. Dolne źródło składa się układu 8 sztuk odwiertów o głębokości 100 m. Sondy typu U GEO DWD zostaną zanurzone w otworach pionowych o średnicy 110 mm. Sondy wykonane są z rur PE100 PN16 Ø40. Sondy z odwiertu łączone są z kolektorem rozdzielaczowym z rotametrami zlokalizowanym w studni rozdzielaczowej typu GEO GIGA 845 RB. Rurociąg dobiegowy wykonany będzie z rur PE100 PN10 Ø50mm zasilający pompę prowadzony na głębokości 1,7m poniżej powierzchni gruntu. Przy przejściu rur przez ścianę zewnętrzną należy zastosować rurę osłonową wypełnioną pianką izolacyjną. Dobór przeponowego naczynia wzbiorczego: Pojemność instalacji solarnej wynosi ok.1620l. VZ= 1620x 0,01=16,20 VV= 1620 x 0,005=8,10 P st = ciśnienie statyczne w naczyniu 1,5bar Vn= (16,20+8,10) (3,0+1) =64,80 3,0 1,5 Przyjęto przeponowe naczynie wzbiorcze o pojemności 80l. Kolektory słoneczne Jako źródło ciepła do wspomagania produkcji ciepłej wody użytkowej zastosowano kolektory słoneczne. Projektowana instalacja kolektorów słonecznych składała się będzie łącznie z 30 sztuk paneli słonecznych (np. Galmet KSG20 Premium) połączonych w 3 pakiety po 10 szt. Kolektory słoneczne zamontowane będą na dachu budynku pod kątem 45º do poziomu. Kolektory ukierunkowane będą na południe i rozmieszczone zgodnie z rysunkiem rzutu dachu. Odchylenie od kierunku południowego wynosić będzie około ± 6 w kierunku wschodnim.
Ciepło generowane za pomocą kolektorów magazynowane będzie w dwóch zasobnikach ciepłej wody użytkowej o pojemności 1500l każdy, usytuowanych w pomieszczeniu kotłowni. Zasobniki c.w.u zabezpieczone będą zaworem bezpieczeństwa o nastawie 6bar oraz trzema przeponowym naczyniami wzbiorczym o pojemności 100L każdy. Wymiana ciepła w obiegu solarnym będzie przebiegać przy zastosowaniu mieszanki glikolu propylenowego i wody o maksymalnych proporcjach 50/50. Przy kolektorach słonecznych należy zastosować odpowietrzniki manualne. Grupa pompowa solarna Przepływ płynu solarnego w instalacji zapewnia grupa pompowa wyposażona w pompę Grundfoss Magna 40-60. Dobór solarnej grupy pompowej jest podyktowany wielkością oporów przepływu i wielkością przepływu czynnika, który zależy od obsługiwanej liczby kolektorów słonecznych. Zadaniem grupy pompowej jest wymuszenie obiegu płynu solarnego od kolektorów słonecznych do zbiornika c.w.u.. Dodatkowe wyposażenie przy pompie stanowią m.in.: zawór bezpieczeństwa 6bar, manometr, separator powietrza z odpowietrznikiem ręcznym, termometry. Zabezpieczenie instalacji solarnej Zabezpieczenie instalacji solarnej przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w instalacji stanowią 3 przeponowe naczynie wzbiorcze oraz zawór bezpieczeństwa 6bar zamontowany przy grupie pompowej. Urządzenia zabezpieczające należy instalować po stronie zimnej czynnika obiegowego. Rurociągi i armatura Projekt instalacji solarnej przewiduje zastosowanie rur miedzianych bez szwu, twardych, łączonych przez lutowanie lutem twardym, odpornych na korozyjne działanie glikoli. Połączenia rurociągu z armaturą i zasobnikiem należy wykonać za pomocą połączeń gwintowych. Jako uszczelniacz powinien zostać użyty materiał odporny na działanie wysokich temperatur, odporny na działanie glikolu (stężenie do 50%) nie pogarszający właściwości roztworu glikolu oraz nie wpływający negatywnie na miedź. Średnice przewodów dobrano na podstawie przyjętej prędkości przepływu w przedziale 0,3 0,5 m/s. Rury izolować pianką w wykonaniu jak do instalacji klimatyzacyjnych o zwiększonej
grubości 3 cm i szczelnie na przenikanie wilgoci. Należy zapewnić prawidłowe odwodnienie instalacji w najniższych punktach poprzez zamontować kurki kulowe spustowe. -Założenia i dane instalacji systemu solarnego: Nasłonecznienie roczne 970 [kwh/m² / okres użytkowania] Ukierunkowanie kolektora - azymut S (Y = 6 ) Stopień obniżenia sprawności (K) 0 Temperatura zimnej wody użytkowej w sieci 10 C Temperatura CWU w podgrzewaczu solarnym 55 C Powierzchnia brutto kolektora 2,02 m² Powierzchnia czynna kolektora 1,86 m² Zakładane pokrycie zapotrzebowania na c.w.u przez instalację solarną w skali roku (W p ) 45 % -Dobór pojemności podgrzewacza solarnego i zapotrzebowania na energię potrzebną do przygotowania c.w.u. Dobowe zużycie cwu o temp. 50 C wynosi ok. 2300l. Vps=1,5 Vcwu Tw Tk Tps Tk V ps V cwu T k T w T ps - pojemność podgrzewacza solarnego [litr] - zapotrzebowanie na cwu. - temperatura zimnej wody użytkowej [ C] - temperatura c.w.u. w punkcie poboru [ C] - temperatura c.w.u. w podgrzewaczu solarnym [ C] Vps=1,5 2330 45 10 55 10 =2718L Przyjęto dwa wymienniki ciepła biwalentne z dwoma wężownicami o pojemności 1500L każdy typu SGWS(B)1500l. Dobowe zapotrzebowanie na energię solarną potrzebną do przygotowania c.w.u Q sol = m*c*δt m- masa wody [kg] c - ciepło właściwe wody [Wh/kg*K] [1,16 Wh/kg*K] ΔT - różnica temperatur c.w.u. w zbiorniku oraz z.w. [K] Q`sol = 3000* 1,16 * 45 = 156600Wh = 156,60 kwh/dobę -Minimalna wymagana powierzchnia czynna kolektorów 1. Roczne nasłonecznienie Q c [kwh/m 2 ] wynosi Q c = 970 [kwh/m 2 ] 2. Współczynnik pokrycia rocznego W p = 45%
3. Stopień sprawności instalacji szacuje się na W w = 0,55 4. Stopień obniżenia sprawności spowodowane złym ukierunkowaniem kolektora przyjmuje się 0,02 ze względu na fakt, że kierunek ustawienia kolektora odchylony będzie od kierunku południowego o 6. Minimalna wymagana powierzchnia kolektora F wynosi: F= Wp Qsol 365 (Ww K ) Qc = 0,45 156,60 365 (0,55 0,02 ) 970 =50,03m 2 Gdzie: F - minimalna wymagana powierzchnia kolektora [m 2 ] W p - współczynnik pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię Q - dobowe zapotrzebowanie na energię potrzebną do przygotowania cwu [kwh] W w - stopień sprawności instalacji solarnej K - stopień obniżenia sprawności spowodowany złym ukierunkowaniem kolektora Q c - nasłonecznienie roczne w przewidywanym miejscu montażu instalacji [kwh/m 2 ] -Wymagana minimalna ilość kolektorów N k = F/F k N k - minimalna wymagana ilość kolektorów [szt.] F - minimalna wymagana powierzchnia kolektorów [m2] F k - powierzchnia czynna kolektora KSG20 PREMIUM =1,86m 2 Stąd: N k = 50,03/1,86 = 26,90 szt. Przyjmuje się 30 sztuk kolektorów słonecznych. -Naczynia wzbiorcze zabezpieczające instalację solarów Ciśnienie wstępne w naczyniu przeponowym P =1,5 + 0,1 x h [bar] P = 1,5 + 0,1 x 11 = 2,6 [bar] h wysokość geometryczna instalacji solarnej [m] Pojemność całkowita naczynia wzbiorczego przeponowego: V =(V U +V A + V K )*(P max +1)/(P max - P ) V =(3,21+19,18+ 60)*(5,5+1)/(5,5 2,6)=184,55 L P max maksymalne obliczeniowe ciśnienie w naczyniu [bar] V K - pojemność kolektorów = 30*2,0l=60l
V u pojemność użytkowa naczynia przeponowego V u = V inst. x 0,015 [l] V u = 274x 0,015 = 4,11 [l] V A przyrost czynnika spowodowany wzrostem temperatury w instalacji V A = V inst. x 0,07 [l] V A = 274 x 0,07 = 19,186[l] Ze względu na to iż w okresie eksploatacji będą występowały okresy stagnacji przyjęto konieczność przyjęcia przez naczynie przeponowe całej pojemności instalacji w związku z czym przyjęto 3 naczynia wzbiorcze przeponowe o pojemności 100l każde. -Dobór zestawu pompowego Strumień objętości przepływu: V o = F c x Q p [l/h] V o = 55,80 x 25 = 1395 [l/h] F c całkowita powierzchnia czynna kolektorów [m 2 ] Q p natężenie przepływu 25 [l/h m 2 ] Wysokość podnoszenia pompy Hp = Σ(Rl+Z) = 4,0 mh 2 O Dobrano pompę typu Grundfoss MAGNA 40-60. 4. Ogólne warunki montażu i eksploatacji urządzeń Montaż instalacji Kolektor słoneczny należy połączyć z uprzednio zamontowanym w dachu zestawem montażowym zgodnie z dołączoną do zestawu instrukcją. Po uprzednim zamontowaniu kolektora słonecznego na dachu, należy zabezpieczyć szkło materiałem uniemożliwiającym przedostanie się promieni słonecznych do płyty absorbera. Niezastosowanie się do tego punktu naraża osobę montującą kolektor na poparzenie. Na króćcach kolektora należy umieścić zestaw połączeniowy zgodnie z odrębną instrukcją dołączoną do zestawu połączeniowego.
Zestaw połączeniowy należy połączyć z zaizolowanymi termicznie przewodami zasilania i powrotu zasobnika. Przewody należy dodatkowo zabezpieczyć izolacją termiczną na bazie kauczuku odporną na temperatury powyżej 120 C i na działanie promieni UV. W przypadku gdy izolacja nie jest odporna na działanie promieni słonecznych, w części narażonej na działanie słońca, należy ją dodatkowo zabezpieczyć samoprzylepną taśmą aluminiową. Napełnienie instalacji może się odbyć jedynie w momencie, gdy kolektory nie są nagrzane i nie są poddane działaniu promieni słonecznych. 5. Uwagi końcowe a) Zastosowane do wykonania i montażu instalacji materiały oraz urządzenia muszą posiadać niezbędne atesty, certyfikaty i aprobaty techniczne zgodne z obowiązującymi w Polsce przepisami. b) Przed wykonaniem poszczególnych elementów instalacji należy każdorazowo sprawdzić możliwość montażu elementów na budowie w odniesieniu do istniejących warunków, c) Wszystkie roboty należy wykonać zgodnie z przepisami, normami branżowymi oraz Warunkami technicznymi wykonania i odbioru robót budowlano-montażowych. Część II. Instalacje sanitarne i przemysłowe. d) Całość prac powinna wykonywać firma specjalistyczna mająca doświadczenie w tego typu remontach i przy budowie tego typu instalacji. Po każdorazowym montażu części instalacji należy przeprowadzać próby ciśnieniowe celem sprawdzenia szczelności. Każdorazowe zamknięcie etapu prac zanikowych należy odebrać protokółem z wykonanych prób ciśnieniowych wpisem inspektora nadzoru. Całkowity odbiór może nastąpić po rozruchu instalacji...................