dokumentacjaopisutechnicznego_kolektoryslonecznewgminiegrajewo

Opis techniczny- do instalacji kolektorów słonecznych na terenie gminy Grajewo w
zestawach na 2 płytach, 3 płytach, 4-ch płytach i 5-ciu płytach
CZĘŚĆ OPISOWA
Przedmiot i cel opracowania
Przedmiotem opracowania jest projekt instalacji z kolektorami słonecznymi przeznaczonej do
wspomagania ogrzewania wody użytkowej w budynków mieszkalnych jednorodzinnych (1 bud.
użyteczności publicznej).
Celem opracowania jest wykonanie dokumentacji technicznej dotyczącej instalacji solarnych dla
domów jednorodzinnych (1 bud. użyt. publ.)w gminie Grajewo.
Opis ogólny rozwiązania instalacji cwu.
Schemat ideowy instalacji solarnej cwu jest przedstawiony na rysunku nr 1
Orurowanie instalacji od kolektorów na dachu budynku do podgrzewacza wody w kotłowni będzie
wykonane rurami karbowanymi ze stali nierdzewnej o średnicy DN 15. w ociepleniu z pianki
kauczukowej Armaflex o standardowej grubości ścianki 13 mm. Rury będą prowadzone w osłonach
typu „peszel” przez przekucia w stropach i bruzdach ściennych do pomieszczenia kotłowni.
Nośnikiem ciepła w instalacji słonecznej będzie glikol propylenowy, o temperaturze krystalizacji 25°C.
Podstawowym źródłem ciepła na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej na potrzeby ogólne
mieszkańców budynku jest Kocioł na paliwo konwencjonalne (gaz, węgiel, olej opałowy) . Kocioł ten
będzie zainstalowany w kotłowni.
Działanie instalacji
Odbiór ciepła z kolektorów słonecznych do ciepłej wody użytkowej w podgrzewaczu
pojemnościowym i współpraca instalacji z kotłem w zakresie dogrzewania CWU do wymaganej
temperatury będzie odbywać się automatycznie i zgodnie z algorytmem zaprojektowanym dla
sterownika instalacji, który stanowi integralna część zespołu pompowo - sterowniczego instalacji.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
OBLICZENIA I DOBÓR URZĄDZEŃ DO INSTALACJI dla 2-4 osób
Zapotrzebowanie ciepła do CWU
Liczba osób korzystających z instalacji CWU w budynku:
2 – 4 osób
50 l/osobę
Jednostkowe zapotrzebowanie CWU:
Dobowe zapotrzebowanie CWU ogółem:
V = 200 l
Temperatura obliczeniowa CWU:
t = 55°C
Ciepło do przygotowania CWU:
Qd = 200 * (55 – 10) * 4,19 / 3600 = 10,5kWh
Dobór kolektorów słonecznych
Wskaźnik dziennego uzysku ciepła z kolektora płaskiego o powierzchni czynnej 1,8 m2 w
szczytowym okresie lata:
k = 3,5 kWh/m2
Obliczeniowa wymagana powierzchnia apertury baterii kolektorów słonecznych:
Fa = 10,5 / 3,5 = 3 m2
Wymagana liczba kolektorów słonecznych dla instalacji:
Fa = 3/1,8 = 1,7 m2
Dobrano 2 kolektory płaskie o sumarycznej powierzchni 3,6 m2
Dobór pojemnościowego podgrzewacza CWU
Pojemność cieplna CWU w temperaturze wody 70 °C: 69 kWh/m3
Obliczeniowa pojemność podgrzewacza:
Vz = 3,5 * 2 * 1,8 / 69 = 0,18 m3
Dobrano pojemnościowy biwalentny podgrzewacz CWU o pojemności 200 litrów
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Dobór zespołu pompowo sterowniczego
Nominalny przepływ nośnika ciepła dla 2 kolektorów płaskich:
V = 2 * 1,5 * 60 = 180 l/h
Obliczeniowy spadek ciśnienia nośnika ciepła w obiegu kolektorowym przy prędkości przepływu 0,5
m/s:
R = 4 m słupa wody.
Dobrano zespół pompowo – sterowniczy z pompą o nominalnej wysokości podnoszenia 6 m.
Dobór naczynia przeponowego dla obiegu glikolowego instalacji.
Vc = Vinst * (a+b) + Vkol) * (pmax + 1) / pmax – p1
Vc –
pojemność obliczeniowa naczynia przeponowego
Vinst – pojemność cieczowa obiegu glikolowego instalacji:
18,8 dm³
a–
wskaźnik początkowej pojemności naczynia przeponowego:
0,015
b–
wskaźnik rozszerzalności objętościowej nośnika ciepła:
0,067
Vkol – pojemność cieczowa kolektorów :
3,6 dm3
pmax – ciśnienie maksymalne instalacji obiegu glikolowego:
pmax = pdop – 0,5 bar = 6 – 0,5 = 5,5 bar
pdop – ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa
6 bar
p1 – nadwyżka ciśnienia statycznego w naczyniu
p1 = 1,5 + pstat
pstat – wysokość „H” instalacji
0,8 bar
Vc = ( 18,8 * 0,082 + 3,6) x 6,5 / 3,2 = 10,4 dm³
Dobrano naczynie przeponowe solarne o pojemności 18 litrów.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Dobór naczynia przeponowego do podgrzewacza cwu.
Wielkość naczynia przeponowego dla podgrzewacza o pojemności 200 litrów obliczono przy
założeniu temperatury CWU w podgrzewaczu tmax = 80°C.
Dobrano naczynie przeponowe o pojemności 18 litrów
ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ I MATERAŁÓW DO INSTALACJI dla 2-4 osób
Typ urządzenia:
jednostka
ilość
Kolektor słoneczny płaski (Aa = 1,82 m2)
szt.
2
Zestaw przyłączeniowy do 2 kolektorów
kpl.
1
Profil Maskujący kolektora
szt.
1
Zespół pompowo- sterowniczy (H=6m )
kpl.
1
Podgrzewacz 200 l
szt.
1
Przyłącze podgrzewacza
kpl.
1
Naczynie wzbiorcze do glikolu 18 litrów
kpl.
1
Płyn solarny
kg
20
Uchwyt do dachu skośnego dla dwóch kpl.
kolektorów
1
Rura elastyczna ze stali nierdzewnej w otulinie m
DN15 /Armaflex HT
32
Półśrubunek rury elastycznej GW ¾” (DN15)
szt.
4
Naczynie przeponowe do wody 18 litrów
szt.
1
Zawór bezpieczeństwa SYR 2115 14 mm/6 szt.
bar
1
Zawór mieszający ESBE VTA322 (3/4”)
1
szt.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Rysunek instalacji solarnej
Rys. nr 1_Kolektory_Zbiornik_200_
Lokalizacja teren gminy Grajewo
Nasłonecznienie kWh/(m2 rok)
Opis ogólny rozwiązania instalacji cwu.
Zapotrzebowanie ciepła do CWU
Liczba osób korzystających z instalacji CWU w budynku:
5 – 6 osób
50 l/osobę
Jednostkowe zapotrzebowanie CWU:
Dobowe zapotrzebowanie CWU ogółem:
V = 300 l
Temperatura obliczeniowa CWU:
t = 55°C
Ciepło do przygotowania CWU:
Qd = 300 * (55 – 10) * 4,19 / 3600 = 15,7 kWh
Dobór kolektorów słonecznych
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Wskaźnik dziennego uzysku ciepła z kolektora płaskiego o powierzchni czynnej 1,8 m2 w
szczytowym okresie lata:
k = 3,5 kWh/m2
Obliczeniowa wymagana powierzchnia apertury baterii kolektorów słonecznych:
Fa = 15,7 / 3,5 = 4,5 m2
Wymagana liczba kolektorów słonecznych dla instalacji:
Fa = 4,5/1,8 = 2,5 m2
Dobrano 3 kolektory płaskie o sumarycznej powierzchni 5,4 m2
Dobór pojemnościowego podgrzewacza CWU
Pojemność cieplna CWU w temperaturze wody 70 °C: 69 kWh/m3
Obliczeniowa pojemność podgrzewacza:
Vz = 3,5 * 3 * 1,8 / 69 = 0,27 m3
Dobrano pojemnościowy biwalentny podgrzewacz CWU o pojemności 300 litrów
Dobór zespołu pompowo sterowniczego
Nominalny przepływ nośnika ciepła dla 3 kolektorów płaskich:
V = 3 * 1,5 * 60 = 270 l/h
Obliczeniowy spadek ciśnienia nośnika ciepła w obiegu kolektorowym przy prędkości przepływu 0,5
m/s:
R = 4,2 m słupa wody.
Dobrano zespół pompowo – sterowniczy z pompą o nominalnej wysokości podnoszenia 6 m.
Dobór naczynia przeponowego dla obiegu glikolowego instalacji.
Vc = Vinst * (a+b) + Vkol) * (pmax + 1) / pmax – p1
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Vc –
pojemność obliczeniowa naczynia przeponowego
Vinst – pojemność cieczowa obiegu glikolowego instalacji:
20 dm³
a–
wskaźnik początkowej pojemności naczynia przeponowego:
0,015
b–
wskaźnik rozszerzalności objętościowej nośnika ciepła:
0,067
Vkol – pojemność cieczowa kolektorów :
3,6 dm3
pmax – ciśnienie maksymalne instalacji obiegu glikolowego:
pmax = pdop – 0,5 bar = 6 – 0,5 = 5,5 bar
pdop – ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa
6 bar
p1 – nadwyżka ciśnienia statycznego w naczyniu
p1 = 1,5 + pstat
pstat – wysokość „H” instalacji
0,8 bar
Vc = ( 20 * 0,082 + 3,6) x 6,5 / 3,2 = 10,6 dm³
Dobrano naczynie przeponowe solarne o pojemności 18 litrów.
Dobór naczynia przeponowego do podgrzewacza cwu.
Wielkość naczynia przeponowego dla podgrzewacza o pojemności 300 litrów obliczono przy
założeniu temperatury CWU w podgrzewaczu tmax = 80°C.
Dobrano naczynie przeponowe o pojemności 18 litrów
ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ I MATERAŁÓW DO INSTALACJI dla 5-6 osób
Typ urządzenia:
jednostka
ilość
Kolektor słoneczny płaski (Aa = 1,82 m2)
szt.
3
Zestaw przyłączeniowy do 3 kolektorów
kpl.
1
Profil Maskujący kolektora
szt.
2
Zespół pompowo- sterowniczy (H=6m )
kpl.
1
Podgrzewacz 300 l
szt.
1
Przyłącze podgrzewacza
kpl.
1
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Naczynie wzbiorcze do glikolu 18 litrów
kpl.
1
Płyn solarny
kg
20
Uchwyt do dachu skośnego dla dwóch kolektorów
kpl.
1
Uchwyt do dachu skośnego dla jednego kolektora
kpl.
1
Rura elastyczna ze stali nierdzewnej w otulinie DN15 m
/Armaflex HT
32
Półśrubunek rury elastycznej GW ¾” (DN15)
szt.
4
Naczynie przeponowe do wody 18 litrów
szt.
1
Zawór bezpieczeństwa SYR 2115 14 mm/6 bar
szt.
1
Zawór mieszający ESBE VTA322 (3/4”)
szt.
1
OBLICZENIA I DOBÓR URZĄDZEŃ DO INSTALACJI-instalacja dla 7-8 osób
Zapotrzebowanie ciepła do CWU
Liczba osób korzystających z instalacji CWU w budynku:
7 – 8 osób
Jednostkowe zapotrzebowanie CWU:
50 l/osobę
Dobowe zapotrzebowanie CWU ogółem:
V = 400 l
Temperatura obliczeniowa CWU:
t = 55°C
Ciepło do przygotowania CWU:
Qd = 400 * (55 – 10) * 4,19 / 3600 = 21 kWh
Dobór kolektorów słonecznych
Wskaźnik dziennego uzysku ciepła z kolektora płaskiego o powierzchni czynnej 1,8 m2 w
szczytowym okresie lata:
k = 3,5 kWh/m2
Obliczeniowa wymagana powierzchnia apertury baterii kolektorów słonecznych:
Fa = 21 / 3,5 = 6 m2
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Wymagana liczba kolektorów słonecznych dla instalacji:
Fa = 3/1,8 = 3,3 m2
Dobrano 4 kolektory płaskie o sumarycznej powierzchni 7,2 m2
Dobór pojemnościowego podgrzewacza CWU
Pojemność cieplna CWU w temperaturze wody 70 °C: 69 kWh/m3
Obliczeniowa pojemność podgrzewacza:
Vz = 3,5 * 4 * 1,8 / 69 = 0,365 m3
Dobrano pojemnościowy biwalentny podgrzewacz CWU o pojemności 400 litrów
.Dobór zespołu pompowo sterowniczego
Nominalny przepływ nośnika ciepła dla 4 kolektorów płaskich:
V = 4 * 1,5 * 60 = 360 l/h
Obliczeniowy spadek ciśnienia nośnika ciepła w obiegu kolektorowym przy prędkości przepływu 0,5
m/s:
R = 4,5 m słupa wody.
Dobrano zespół pompowo – sterowniczy z pompą o nominalnej wysokości podnoszenia 6 m.
Dobór naczynia przeponowego dla obiegu glikolowego instalacji.
Vc = Vinst * (a+b) + Vkol) * (pmax + 1) / pmax – p1
Vc –
pojemność obliczeniowa naczynia przeponowego
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Vinst – pojemność cieczowa obiegu glikolowego instalacji:
25 dm³
a–
wskaźnik początkowej pojemności naczynia przeponowego:
0,015
b–
wskaźnik rozszerzalności objętościowej nośnika ciepła:
0,067
Vkol – pojemność cieczowa kolektorów :
4,8 dm3
pmax – ciśnienie maksymalne instalacji obiegu glikolowego:
pmax = pdop – 0,5 bar = 6 – 0,5 = 5,5 bar
pdop – ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa
6 bar
p1 – nadwyżka ciśnienia statycznego w naczyniu
p1 = 1,5 + pstat
pstat – wysokość „H” instalacji
0,8 bar
Vc = ( 25 * 0,082 + 4,8) x 6,5 / 3,2 = 14 dm³
Dobrano naczynie przeponowe solarne o pojemności 24 litrów.
Dobór naczynia przeponowego do podgrzewacza cwu.
Wielkość naczynia przeponowego dla podgrzewacza o pojemności 400 litrów obliczono przy
założeniu temperatury CWU w podgrzewaczu tmax = 80°C.
Dobrano naczynie przeponowe o pojemności 24 litry
ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ I MATERAŁÓW DO INSTALACJI dla 7-8
Typ urządzenia:
jednostka
ilość
Kolektor słoneczny płaski (Aa = 1,8 m2)
szt.
4
Zestaw przyłączeniowy do 4 kolektorów
kpl.
1
Profil Maskujący kolektora
szt.
3
Zespół pompowo - sterowniczy (H=6m )
kpl.
1
Podgrzewacz 400 l
szt.
1
Przyłącze podgrzewacza
kpl.
1
osób
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Naczynie wzbiorcze do glikolu 24 litry
kpl.
1
Płyn solarny
kg
30
Uchwyt do dachu skośnego dla dwóch kpl.
kolektorów
1
Uchwyt do dachu skośnego dla dodatkowego kpl.
kolektora
2
Rura elastyczna ze stali nierdzewnej w otulinie m
DN15 /Armaflex HT
32
Półśrubunek rury elastycznej GW ¾” (DN15)
szt.
4
Naczynie przeponowe do wody 24 litry
szt.
1
Zawór bezpieczeństwa SYR 2115 14 mm/6 szt.
bar
1
Zawór mieszający ESBE VTA322 (3/4”)
1
szt.
OBLICZENIA I DOBÓR URZĄDZEŃ DO INSTALACJI-instalacja dla9-10 osób
Zapotrzebowanie ciepła do CWU
Liczba osób korzystających z instalacji CWU w budynku:
9 – 10 osób
50 l/osobę
Jednostkowe zapotrzebowanie CWU:
Dobowe zapotrzebowanie CWU ogółem:
V = 500 l
Temperatura obliczeniowa CWU:
t = 55°C
Ciepło do przygotowania CWU:
Qd = 500 * (55 – 10) * 4,19 / 3600 = 26,2 kWh
Dobór kolektorów słonecznych
Wskaźnik dziennego uzysku ciepła z kolektora płaskiego o powierzchni czynnej 1,8 m2 w
szczytowym okresie lata:
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
k = 3,5 kWh/m2
Obliczeniowa wymagana powierzchnia apertury baterii kolektorów słonecznych:
Fa = 26,2 / 3,5 = 7,5 m2
Wymagana liczba kolektorów słonecznych dla instalacji:
Fa = 7,5/1,8 = 4,2 m2
Dobrano 5 kolektorów płaskich o sumarycznej powierzchni 9 m2
Dobór pojemnościowego podgrzewacza CWU
Pojemność cieplna CWU w temperaturze wody 70 °C: 69 kWh/m3
Obliczeniowa pojemność podgrzewacza:
Vz = 3,5 * 5 * 1,8 / 69 = 0,46 m3
Dobrano pojemnościowy biwalentny podgrzewacz CWU o pojemności 500 litrów
Dobór zespołu pompowo sterowniczego
Nominalny przepływ nośnika ciepła dla 5 kolektorów płaskich:
V = 5 * 1,5 * 60 = 450 l/h
Obliczeniowy spadek ciśnienia nośnika ciepła w obiegu kolektorowym przy prędkości przepływu 0,5
m/s:
R = 4 m słupa wody.
Dobrano zespół pompowo – sterowniczy z pompą o nominalnej wysokości podnoszenia 6 m.
Dobór naczynia przeponowego dla obiegu glikolowego instalacji.
Vc = Vinst * (a+b) + Vkol) * (pmax + 1) / pmax – p1
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Vc –
pojemność obliczeniowa naczynia przeponowego
Vinst – pojemnoœę cieczowa obiegu glikolowego instalacji:
35 dm³
a–
wskaźnik początkowej pojemności naczynia przeponowego:
0,015
b–
wskaźnik rozszerzalności objętościowej nośnika ciepła:
0,067
Vkol – pojemność cieczowa kolektorów :
6 dm3
pmax – ciśnienie maksymalne instalacji obiegu glikolowego:
pmax = pdop – 0,5 bar = 6 – 0,5 = 5,5 bar
pdop – ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa
6 bar
p1 – nadwyżka ciśnienia statycznego w naczyniu
p1 = 1,5 + pstat
pstat – wysokość „H” instalacji
0,8 bar
Vc = ( 35 * 0,082 + 6) x 6,5 / 3,2 = 18 dm³
Dobrano naczynie przeponowe solarne o pojemności 24 litry.
Dobór naczynia przeponowego do podgrzewacza cwu.
Wielkość naczynia przeponowego dla podgrzewacza o pojemności 500 litrów obliczono przy
założeniu temperatury CWU w podgrzewaczu tmax = 80°C.
Dobrano naczynie przeponowe o pojemności 18 litrów
ZESTAWIENIE URZĄDZEŃ I MATERAŁÓW DO INSTALACJI
Typ urządzenia:
jednostka
ilość
Kolektor słoneczny płaski (Aa = 1,8 m2)
szt.
5
Zestaw przyłączeniowy do 5 kolektorów
kpl.
1
Profil Maskujący kolektora
szt.
4
Zespół pompowo- sterowniczy (H=6m )
kpl.
1
Podgrzewacz 500 l
szt.
1
Przyłącze podgrzewacza
kpl.
1
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013
Naczynie wzbiorcze do glikolu 24 litrów
kpl.
1
Płyn solarny
kg
40
Uchwyt do dachu skośnego dla dwóch kolektorów
kpl.
1
Uchwyt do dachu skośnego dla jednego kolektora
kpl.
3
Rura elastyczna ze stali nierdzewnej w otulinie DN20 m
/Armaflex HT
32
Pó³œrubunek rury elastycznej GW ¾” (DN20)
szt.
4
Naczynie przeponowe do wody 24 litrów
szt.
1
Zawór bezpieczeństwa SYR 2115 14 mm/6 bar
szt.
1
Zawór mieszający ESBE VTA322 (3/4”)
szt.
1
Wybór wariantu polegającego na kupnie i montażu kolektorów słonecznych w świetle
przytoczonych argumentów jest uzasadniony ze względu na
•
wykonalność pod względem technicznym,
•
najlepszą praktyką w danej dziedzinie,
•
zgodność z obowiązującymi normami prawnymi,
•
zaspokojenie popytu ze strony użytkowników – mieszkańców gminy Grajewo,
•
przedstawia optymalny stosunek jakości do ceny,
•
najbardziej odpowiednie spośród rozważanych opcji,
•
efektywne energetycznie – duże sprawności.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Podlaskiego na lata 2007-2013