OPIS TECHNICZNY
advertisement
OPIS TECHNICZNY DO PROJEKTU TECHNICZNEGO INSTALACJI SOLARNEJ DLA POTRZEB PRZYGOTOWANIA CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ W BUDYNKU SZKOŁY PODSTAWOWEJ NR 65 INWESTOR: GMINA MIEJSKA KRAKÓW ZESPÓŁ EKONOMIKI OŚWIATY UL. UŁANÓW 9, 9, KRAKÓW LOKALIZACJA: SZKOŁA PODSTAW PODSTAWOW AWOWA OWA NR 65 DZIAŁKA NR 80, 80, OBR. 22, 22, JEDN. EWID. PODGÓRZE PRZY UL. GOLIKÓWKA 52 W KRAKOWIE 1. Podstawa opracowania . Zlecenie inwestora Projekt architektoniczno-budowlany Obowiązujące przepisy i normy Katalogi urządzeń 2. Cel opracowania projektu . Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt budowlany instalacji solarnej przygotowania ciepłej wody użytkowej dla budynku szkoły podstawowej zlokalizowanej na dz. nr 80, obr. 22, jedn. ewid. Podgórzeprzy ul. Golikówka 52 w Krakowie. 3. Wiadomości ogólne o kolektorach słonecznych . Ceny paliw i energii stale rosną, dlatego coraz większym zainteresowaniem cieszą się odnawialne źródła energii. Zasoby ropy naftowej, gazu ziemnego, węgla kamiennego maleją i szacuje się, że wystarczą na odpowiednio 50, 100 i 200 lat. Potencjał zaś energii słonecznej jest praktycznie niewyczerpalny. Roczna energia promieni padająca na powierzchnię Ziemi przekracza o około 15 tysięcy razy globalne roczne zapotrzebowanie na energię. W krajach zachodnioeuropejskich kolektory słoneczne montuje się obecnie w większości nowych domów jednorodzinnych. Najczęściej wykorzystywane są w instalacjach solarnych do podgrzewania wody użytkowej oraz wody basenowej, a rzadziej do wspomagania ogrzewania budynku. Natężenie całkowite promieniowania słonecznego, jakie dociera do powierzchni ziemi zależy od stopnia zachmurzenia. Przy czystym, bezchmurnym niebie jest to maksymalnie 1000 W/m2, jeśli zaś jest ono częściowo zachmurzone i słońce jedynie prześwieca - 600 W/m2. Przy słońcu wyglądającym „jak biała tarcza” do ziemi dociera 300 W/m2, natomiast w pochmurny zimowy dzień jedynie 100 W/m2. Jednak również przy zmiennych warunkach pogodowych możliwy jest odbiór mniejszej ilości energii dzięki promieniowaniu przenikającemu, odbitemu lub rozproszonemu. Tak więc przy czystym niebie, po uwzględnieniu sprawności kolektora oraz zmiennego kąta padania promieniowania w wyniku ruchu słońca, kolektor płaski może odebrać 60–80% energii dochodzącej do ziemi . Kolektory słoneczne najpowszechniej wykorzystywane są do: podgrzewania wody użytkowej, podgrzewania wody basenowej, wspomagania centralnego ogrzewania. Do celów tych służą cieczowe kolektory płaskie i próżniowe. Schemat prostej instalacji do podgrzewania ciepłej wody użytkowej zawiera: kolektory słoneczne, regulator (uruchamiający pompę obiegu gdy zaistnieje odpowiednia różnica temperatur pomiędzy wyjściem z kolektora a zbiornikiem), pompę, naczynie przeponowe (kompensujące rozszerzalność temperaturową czynnika), zbiornik magazynujący ciepłą wodę użytkową, z dwiema wężownicami lub płaszczami grzejnymi (dolna zasilana czynnikiem z kolektorów słonecznych, górna innym źródłem ciepła), inne źródło ciepła (kocioł, pompa ciepła, kominek z płaszczem wodnym). Ogólny podział kolektorów: Kolektory słoneczne są urządzeniami mającymi za zadanie przetwarzanie promieniowania słonecznego w ciepło. Podstawowy podział kolektorów słonecznych wygląda następująco: Płaskie Gazowe Cieczowe Dwufazowe Rurowe (Próżniowe) Skupiające Specjalne Kolektory płaskie zbudowane są z izolowanej cieplnie obudowy, w której umieszczony jest absorber, czyli płyta wykonana zazwyczaj z miedzi lub aluminium, pokryta ciemną matową warstwą pochłaniającą (absorbującą) promieniowanie słoneczne. Do płyty przymocowane są przewody, w których płynie niezamarzający czynnik grzewczy (glikol), odbierający wytwarzane ciepło. Kolektor przykryty jest szybą, która chroni absorber przed wpływem warunków zewnętrznych, a samo urządzenie przed nadmiernymi stratami ciepła. Dzięki temu, że szybę produkuje się ze szkła hartowanego, odznacza się ona zwiększoną odpornością na uderzenia, na przykład gradu, oraz wytrzymałością na nacisk spowodowany zaleganiem śniegu. Szyba powinna cechować się również wysoką przepuszczalnością promieni słonecznych. Zapewnia to szkło antyrefleksyjne (przenika przezeń nawet 95% promieniowania) lub specjalne szkło solarne (90%). Schemat kolektora płaskiego Dobór powierzchni kolektorów Dokładne obliczanie potrzebnej powierzchni kolektorów wymaga przeprowadzenia obliczeń za pomocą specjalistycznych programów komputerowych. Jednak w standardowej instalacji z powodzeniem można korzystać z ogólnych wskaźników doboru powierzchni kolektorów. Miejsce dla kolektora Po dokonaniu doboru powierzchni kolektorów przystępujemy do wyboru lokalizacji kolektorów słonecznych, pod uwagę należy wziąć przede wszystkim takie czynniki jak: dostępne miejsca zabudowy wraz z korzystnymi warunkami nasłonecznienia przeznaczenie instalacji solarnej do pracy okresowej lub całorocznej wymagania eksploatacyjne zastosowanego typu kolektora słonecznego Największą sprawność kolektory uzyskują wtedy, gdy promienie słoneczne padają na ich powierzchnię pod kątem prostym. Dlatego optymalny kąt pochylenia kolektorów zależy od szerokości geograficznej. W Polsce dla kolektorów pracujących przez cały rok ten warunek jest spełniony, gdy są one skierowane na południe z nachyleniem 30 stopni do poziomu. W praktyce zauważono, że jeżeli połać dachu ma nachylenie pomiędzy 25 a 45 stopni oraz odchylenie od kierunku południowego nie większe niż 45 stopni (a więc południowy-wschód lub południowy-zachód), to nie zmniejsza to zauważalnie całorocznej sprawności kolektora. Niedopuszczalne jest ustawienie kolektora w kierunku północnym. Zabudowa na dachu pochyłym jest najczęściej stosowanym wariantem zabudowy kolektorów słonecznych, które z reguły wymagają minimalnego pochylenia (rzędu 20-25°) dla poprawnej eksploatacji. Uznani na rynku producenci dostarczają standardowo kilka rodzajów zestawów mocujących z przeznaczeniem dla danego typu pokrycia połaci dachu (dachówka falista, dachówka karpiówka, blacha falista, pokrycie gładkie itp.). Zaletą są tu przede wszystkim korzystne warunki pracy dla całorocznej eksploatacji kolektorów słonecznych. W przypadku dachu krytego dachówką ceramiczną falistą możliwe są dwa rozwiązania montażu kolektorów płaskich: nad połacią dachu na dostarczanych przez producenta szynach wsporczych, jak również w połaci dachu w miejscu usuniętego pola dachówek, co jest godne polecenia już na etapie budowy domu. Od warunków zabudowy, a więc skierowania i nachylenia kolektora, uzależnione są efekty jego pracy. Działanie instalacji solarnej Promienie słoneczne padające na kolektor zostają zamienione w ciepło i przekazane na krążący w nim nośnik (mieszankę glikolu propylenowego i wody). Za zamianę promieni słonecznych w ciepło oraz przekazanie go nośnikowi odpowiedzialna jest część kolektora zwana absorberem. Podgrzany do odpowiedniej temperatury nośnik (glikol) zostaje przetłoczony do wymiennika (zbiornika). Do gromadzenia energii cieplnej uzyskanej dzięki kolektorom służą zbiorniki. W układach solarnych przygotowujących ciepłą wodę stosuje się podgrzewacze biwalentne (z dwoma wężownicami). Umożliwiają one współpracę z dwoma źródłami ciepła, czyli z kotłem i z kolektorem. Do dolnej wężownicy podłącza się instalację solarną, do górnej kocioł grzewczy. Wymiennik przejmuje ciepło z płynu solarnego i przekazuje go wodzie użytkowej, przemysłowej lub basenowej – w zależności od przeznaczenia instalacji. Wychłodzony nośnik powraca do kolektora w celu ponownego podgrzania. Instalacja solarna pracuje na zasadzie różnicy temperatur. Różnicowy regulator temperatur połączony jest z czujnikami temperatury w kolektorze, podgrzewaczu solarnym bądź w wymienniku zewnętrznym (np. basenowym). Jeżeli różnica temperatur pomiędzy kolektorem, a odbiornikiem ciepła wzrośnie powyżej 15°C regulator uruchamia pompę obiegu solarnego. Wymuszony obieg płynu w instalacji trwa do czasu kiedy w/w różnica temperatur obniży się do 3°C. Każda instalacja solarna zabezpieczona jest zarówno przed przegrzaniem jak i przyrostem ciśnienia. Rolę zabezpieczenia pełnią: nośnik ciepła (odporny na wysokie temperatury), naczynie przeponowe (przejmujące przyrost objętości nośnika) oraz zawór bezpieczeństwa. Dzięki instalacji solarnej odnotowujemy oszczędności na podgrzewaniu wody. Zamontowanie kolektorów słonecznych wiąże się z dość dużym wydatkiem. Nie można jednak zapomnieć, że kolektory pracują niemal za darmo, a jedyna opłata wiąże się z kosztami za zużytą energię elektryczną do napędu pompki obiegowej. Zasada działania kolektora słonecznego Promienie wysyłane przez Słońce w kierunku Ziemi przenikają przez warstwę atmosfery i docierają do przeźroczystej osłony kolektora zwanej szybą solarną. Przez hartowaną i pozbawioną tlenków żelaza szybę przenika około 90% promieni, reszta zostaje odbita. Promienie, którym udaje się przeniknąć do wnętrza kolektora, zostają w około 95% pochłonięte przez płytę absorbera i zamienione na ciepło. Ciepło przekazane zostaje z płyty na układ rur absorbera wypełnionych nośnikiem ciepła czyli mieszanki glikolu propylenowego i wody. Stosując kolektory słoneczne: Oszczędzasz do 60% rocznych kosztów podgrzewania wody użytkowej. Ogrzewasz wodę energią słoneczną przez 240 dni w roku. Ogrzewasz pomieszczenia w okresach przejściowych (wiosna / jesień) Posiadając basen przedłużasz sezon kąpielowy o około 2 miesiące Posiadanie kolektora słonecznego wiąże się z następującymi zaletami: Zmniejszenie kosztów energii Przeciętna instalacja solarna przynosi średnie roczne oszczędności odpowiadające kosztom wytworzenia 2.800 kWh energii pierwotnej. Ochrona środowiska Tylko proekologiczna postawa może zagwarantować dostatek energii zarówno nam, jak i przyszłym pokoleniom. Instalacja z kolektorami słonecznym zapobiega emisji ponad tony dwutlenku węgla do atmosfery. Niezależność i przyjemność Odrobina wolności mimo rosnących cen energii - kąpiel w wodzie podgrzanej energią słoneczną to czysta przyjemność. Wzrost ceny nieruchomości Kolektor słoneczny to dowód wyboru najbardziej zaawansowanych, ekologicznych technologii. 4. Opis stanu istniejącego Budynek szkoły podstawowej nr 65 posiada 2 kondygnacje nadziemne i jest częściowo podpiwniczony. Obecnie ciepła woda użytkowa jest dostarczana z podgrzewacza zasobnikowego o pojemności 200l współpracującego z kotłami gazowymi. Kotłownia zlokalizowana jest w piwnicy budynku. Kotły służą do ogrzewania oraz produkcji ciepłej wody użytkowej poprzez osobne obiegi ciepła. Zbiornik posiada wężownicę poprzez którą następuje podgrzanie ciepłej wody. Instalacja ciepłej wody posiada również cyrkulacje ciepłej wody do zbiornika. Pomieszczenie kotłowni jest duże i posiada miejsce na montaż zbiornika dla systemu solarnego wraz z osprzętem. 5. Opis projektowanych rozwiązań – instalacja solarna Założenie projektowe przewiduje wspomaganie procesu przygotowania ciepłej wody użytkowej za pośrednictwem systemu solarnego, a tym samym częściowe zastąpienie energii pozyskiwanej ze źródeł konwencjonalnych – w tym przypadku za pomocą gazu – energią słoneczną pozyskiwaną przez system solarny. Tak pozyskana energia będzie wykorzystywana do podgrzewania ciepłej wody użytkowej dla obiektu. 4 Projektowany system solarny jest zasilany przez baterię 6 płaskich kolektorów słonecznych. Kolektory słoneczne zostaną rozmieszczone na dachu budynku. Ze względu na rodzaj pokrycia obiektu (dach kryty dachówką), projektuje się uniwersalne uchwyty mocujące, w celu posadowienia na nich kolektorów słonecznych. Sposób rozmieszczenia i połączenia kolektorów ma zapewnić optymalne warunki pracy systemu solarnego. Projektowany system solarny składa się z dwóch odrębnych obiegów. Pierwszy z obiegów (solarny) łączy kolektory słoneczne z wężownicą nowoprojektowanego zasobnika. Natomiast drugi obieg (wodny) zasila system przygotowania ciepłej wody użytkowej w budynku. Główne elementy instalacji solarnej to zespół kolektorów słonecznych, zasobnik ciepłej wody, pompy obiegowe, armatura zabezpieczająca instalacji solarnej i wodnej. Dodatkowo zaprojektowano pompę cyrkulacyjną np. typu ZRS 15/6 lub równoważną o wysokości podnoszenia 6 m. pomiędzy zasobnikami której zadaniem będzie transport nagrzanej wody z projektowanego podgrzewacza do zasobnika. Szczegółowy schemat projektowanej instalacji solarnej przedstawiony został na rysunku załączonym do opracowania. Istniejący układ do produkcji ciepłej wody użytkowej pozostanie bez zmian. Nie przewiduje się demontażu istniejącego zbiornika. Projekt uwzględnia możliwość współpracy istniejącego układu z projektowanym układem solarnym. Nowy zbiornik o poj. 750 litrów, posiada jedną wężownicę, będzie podłączony do zbiornika istniejącego. Układ ten będzie pracował tylko w przypadku gdy w zbiorniku solarnym będzie odpowiednio wysoka temperatura ciepłej wody. W pozostałym czasie podgrzew ciepłej wody w istniejącym zbiorniku odbywał się będzie poprzez kocioł. Zbiornik istniejący będzie więc zawsze posiadał zapas ciepłej wody. Wobec tego nie zmienia się instalacji cyrkulacyjnej, która pobiera i doprowadza wodę z istniejącego zbiornika. Woda ciepła dopływająca do punktu odbioru będzie miała zawsze tą samą temperaturę, co zapewni dodatkowo zamontowany zawór termostatyczny z podmieszaniem wodą zimną. Jest to dodatkowe zabezpieczenie na wypadek przegrzania w układzie solarnym. 5.1. Dobór liczby kolektorów Dobór wielkości systemu solarnego został wykonany zgodnie z informacją użytkownika o ilości zużywanej ciepłej wody użytkowej oraz możliwościach montażowych. 5.2. Charakterystyka instalacji solarnej projektowanego systemu Zadaniem instalacji solarnej jest pozyskiwanie energii słonecznej i jej przekazywanie do odbiornika ciepła, którym w tym przypadku jest woda zgromadzona w projektowanym zasobniku. Podgrzana woda przekazywana będzie do istniejącego systemu zaopatrywania w ciepłą wodę użytkową. Projektuje się wykonanie instalacji solarnej z rur elastycznych ze stali nierdzewnej np. SNP DN20 w otulinie HT/13 f-my Hewalex lub równoważnych zgodnie z wyliczeniami średnicy wewnętrznej wg pkt. 8. Medium transferowym obiegu kolektory słoneczne – wężownica w zasobniku będzie wodny roztwór glikolu propylenowego z dodatkami. Instalację projektuje się, jako ciśnieniową, w której obieg nośnika ciepła jest wymuszony przez pompę obiegową. Instalacja jest zabezpieczona przed nadmiernym wzrostem ciśnienia za pomocą zaworów bezpieczeństwa, oraz za pomocą przeponowych naczyń wzbiorczych. Przewody instalacji solarnej prowadzone będą z kotłowni pionem zlokalizowanym przy szachcie kominowym (pion prowadzony przez pomieszczenia sekretariatu oraz strychu niskiego), a następnie etażowane pod dachem w przestrzeni strychu wysokiego i wyprowadzone na dach przy kolektorze. Wymiarowanie instalacji solarnej przeprowadzono w oparciu o wytyczne producenta kolektorów słonecznych. Dobrane średnice przewodów pozwalają osiągnąć minimalne wymagane przepływy umożliwiające odpowietrzanie instalacji. 5.2.1. Kolektory słoneczne Zaprojektowany ciśnieniowy system solarny jest oparty na kolektorach płaskich np. Hewalex typ KS 2600 TLP AC lub równoważnych spełniających wymagania zawarte w poniższej tabeli. Podstawowe dane techniczne kolektora zostały zestawione w poniższej tabeli: Dane techniczne kolektora Hewalex typ KS 2600 TLP lub równoważnych Wymiary kolektora: Powierzchnia kolektora: Waga kolektora: Powierzchnia czynna: 2018 × 1314 × 89 mm 2,65 m2 42,4 kg 2,36 m2 Sposób rozmieszczenia kolektorów na dachu jest oparty o wytyczne producenta kolektorów słonecznych. Miejsce montażu kolektorów słonecznych na dachu zostało przedstawione na rys. nr 05. Kolektory montowane będą na dachu budynku za pomocą uchwytów uniwersalnych przystosowanych przez producenta systemu do montażu na dachach pochyłych (dachówka) np. KSOL-2/2600 i KSOL-1/2600 lub równoważnych służących do mocowania płaskich kolektorów na dachach spadowych o nachyleniu do płaszczyzny poziomej co najmniej 30oC, krytych dachówką. Uchwyty należy mocować do łat drewnianych pod dachówkami zgodnie z instrukcją montażu producenta mocowań. 5.2.2. Zespół pompowo-sterowniczy ZPS Zadaniem zespołu pompowo sterowniczego obiegu solarnego jest wymuszenie obiegu płynu solarnego między kolektorami słonecznymi, a wężownicą w projektowanym zasobniku oraz obsługa projektowanej instalacji. Zespół pompowosterowniczy zawiera wszystkie niezbędne elementy grupy pompowej, takie jak: pompa obiegowa, sterownik solarny, separator powietrza z odpowietrznikiem, zawór zwrotny, zawór bezpieczeństwa, zawór odcinający i zawory napełniające. Projektuje się zespół pompowo-sterowniczy typu np. ZPS 18e-01 f-my Hewalex lub równoważny łączący funkcje zapewnienia przepływu czynnika grzewczego w instalacji słonecznej, zabezpieczenia jej pracy oraz sterowania w oparciu o integralnie wbudowany regulator elektroniczny. Zespół pompowo – sterowniczy wyposażony w elektroniczny system pomiaru natężenia przepływu, dzięki któremu pomiar prędkości przepływu cieczy w układzie odbywać się będzie automatycznie, a jego aktualna wartość wskazywana będzie na wyświetlaczu sterownika. Zaletą takiego rozwiązania jest uproszczenie procedury uruchamiania instalacji, większa dokładność pomiaru oraz precyzyjne sterowanie pracą układu, co gwarantuje optymalne wykorzystanie energii słonecznej. Zabezpieczenie na wypadek braku przepływu, automatycznie wyłącza pompę obiegową. Sterownik wyposażony między innymi w funkcję urlopową ochrony instalacji przed przegrzewami przy dłuższym okresie braku odbioru ciepła. 5.2.3. Ochrona przed przegrzaniem Dobór zbyt dużej powierzchni kolektorów słonecznych i późniejsze ograniczanie ich pracy, negatywnie wpływa na opłacalność inwestycji. W każdym przypadku energooszczędnej technologii dąży się do maksymalnego wykorzystania produkcji ciepła lub energii. Stopień wykorzystania urządzeń w ciągu roku, decyduje o okresie zwrotu kosztów inwestycji dlatego też sterowniki instalacji solarnej wyposażone zostały w funkcje ochronny przed przegrzewaniem. Ich funkcjonowanie polega na jednym z dwóch mechanizmów: • podwyższanie temperatury wody w podgrzewaczu powyżej zadanej standardowo przez użytkownika, w celu wydłużenia pracy pompy obiegu solarnego i odbioru ciepła z kolektorów słonecznych • wymuszanie pracy pompy obiegu solarnego dla odbierania ciepła z wody w podgrzewaczu i oddawania go do otoczenia przez kolektory słoneczne; w ten sposób powstaje miejsce do odbioru przyszłych nadwyżek ciepła. 5.2.3.1. Tryb ochrony - dzienny Funkcja może być stale aktywna w ciągu dnia. Jeśli pompa obiegu solarnego będzie wyłączona i woda w podgrzewaczu osiągnęła zadaną przez użytkownika o temperaturę (np. 60 C), to temperatura w kolektorach słonecznych może wzrastać. Gdy wartość osiągnie 110 oC, to pompa obiegu solarnego zostanie włączona. Spowoduje to odbiór ciepła z kolektorów słonecznych i przegrzewanie wody w o o podgrzewaczu powyżej 60 C (maksymalna nastawa do 80 C). Pompa obiegu solarnego pracuje w trybie chłodzenia aż temperatura w kolektorach słonecznych obniży się do 99 oC lub gdy woda w podgrzewaczu osiągnie 80 oC. Podwyższona temperatura wody w podgrzewaczu ciepłej wody użytkowej, w trybie chłodzenia kolektorów słonecznych w ciągu dnia, zwiększa ryzyko oparzeń i uszkodzeń elementów instalacji wody użytkowej w budynku. Należy bezwzględnie pamiętać o zastosowaniu termostatycznego zaworu mieszającego na wyjściu z podgrzewacza wody. 5.2.3.2. Tryb ochrony - nocny Jeśli wiadomo jest, że w kolejnym dniu w budynku nie będzie użytkowników i tym samym zużycia ciepłej wody użytkowej, to w trybie urlopowym sterownika, ciepło z podgrzewacza będzie odbierane i oddawane w kolektorach do otoczenia. Pompa obiegowa będzie włączana o godzinie 00:00, gdy woda w podgrzewaczu o będzie posiadać wymaganą temperaturę (zadaną od 50 do 80 C). Chłodzenie będzie aktywne do zadanej godziny, np. 05:00) lub gdy woda w podgrzewaczu schłodzi się do zadanej temperatury (między 20, a 40oC). Możliwość oddawania ciepła do otoczenia w nocnym trybie chłodzenia, dotyczy praktycznie wyłącznie kolektorów płaskich. Tryb urlopowy umożliwia łatwe uruchomienie funkcji ochronnych instalacji solarnej na czas nieobecności uczniów w szkole. Tryb urlopowy można aktywować w określony czasie nieobecności, co pozwala na jego samoczynne wyłączenie i zapewnienie odpowiedniej temperatury wody użytkowej w momencie powrotu użytkowników. 5.2.4. Podgrzewacze ciepłej wody użytkowej Energia cieplna pozyskiwana z kolektorów słonecznych będzie przekazywana wodzie zgromadzonej w nowoprojektowanym podgrzewaczu. Zaprojektowano podgrzewacz c.w.u. np. VF 750-1 lub równoważny o poj. 750 litrów, wymiary H=2023mm, Ø910 (z izolacją), Ø750 (bez izolacji). 5.3. Instalacja wodna systemu solarnego Instalacja wodna wykonana z rur przeznaczonych do ciepłej wody użytkowej. Przewody instalacji wodnej wewnątrz obiektu zgodnie ze stanem istniejącym. 5.3.1. Zabezpieczenie instalacji wodnej Zabezpieczenie układów przed nadmiernym wzrostem ciśnienia zostało zrealizowane przez zastosowanie naczynia przeponowego. Przy projektowanym zasobniku instalacji solarnej projektuje się przeponowe naczynie np. DSV 35 lub równoważne o pojemności 35 dm3. Ponadto zespół wyposażony jest w zawór bezpieczeństwa dla maks. 6 bar 5.3.2. Ochrona antypoparzeniowa instalacji c.w.u. W celu ochrony przed zbyt wysoką temperaturą wody w instalacji c.w.u. przewiduje się montaż trójdrogowego zaworu mieszającego na zasilaniu instalacji ciepłej wody użytkowej. Zawór ten umożliwi zadanie temperatury wody w instalacji i jej utrzymanie przez mieszanie wody gorącej z zasobnika z wodą zimną sieciową. W instalacji dla omawianego obiektu projektuje się termostatyczny zawór mieszający antypoparzeniowy np. ESBE VTA322(3/4”) lub równoważny. 6. Próby i odbiory Przed uruchomieniem należy: • instalację wystarczająco przepłukać i sprawdzić na brak przecieków (ciśnienie min. 9 bar bez przyłączonych kolektorów, pomp i armatury), • sprawdzić pozycje czujników, • sprawdzić działanie wszystkich komponentów instalacji i armatury bezpieczeństwa, • sprawdzić ciśnienie wstępne w przeponowym naczyniu wyrównawczym, ciśnienie instalacji ustawić na 1,5 bar + 0,1 bar/min., wysokość statyczna w m (w stanie napełnionym, na zimno). Ciśnienie wstępne w przeponowym naczyniu wyrównawczym musi być o 0,3 – 0,5 bar niższe od ciśnienia napełniania instalacji ustawić parametry regulacji zgodnie z projektem i sprawdzić wiarygodność wartości dostarczanych przez czujniki. Po uzyskaniu pozytywnego wyniku próby i spełnieniu powyższych wskazówek, należy postępować jak niżej: o dla pełnego odpowietrzenia obiegu pierwotnego po napełnieniu włączyć obieg wymuszony na przynajmniej 48 godzin. Następnie przełączyć na tryb automatyczny. Pamiętać, że czynnik (mieszanka wody i glikolu) wymaga znacznie dłuższego odpowietrzania, niż woda, o przed przejściem na tryb automatyczny sprawdzić ciśnienie w instalacji i ew. dopełnić ją czynnikiem (straty ciśnienia po odpowietrzeniu), o sprawdzić przepływ przez wszystkie części pola kolektorów. 7. Automatyka i sterowanie Całością procesów związanych z prawidłową pracą projektowanego systemu sterować będzie układ automatyki. Do sterowania pracą pomp i innych urządzeń projektuje się sterownik elektroniczny G422 lub równoważny. System sterowania będzie monitorować temperaturę w zasobnikach oraz na kolektorach. W momencie powstania możliwości przekazu energii regulator solarny uruchomi pompę obiegową i nastąpi przekaz ciepła z kolektorów do zasobnika. Do odczytu temperatur w systemie solarnym projektuje się czujniki temperatury. Oprócz funkcji zasadniczych, czyli sterowania pompami obiegowymi pełnią one także funkcję monitorującą temperaturę na poszczególnych obiegach instalacji. Przyjęte rozwiązanie daje pełna kontrolę pracy systemu solarnego, a także w znacznym stopniu ułatwia diagnozowanie ewentualnych awarii. Zaprojektowany układ sterowania instalacji solarnej jest w pełni zautomatyzowany i bezobsługowy. Programowanie układu powinno być wykonywane przez specjalistyczne firmy, wraz z potwierdzeniem wykonania zgodnie z przepisami i wytycznymi producenta. W okresach chwilowego przestoju obiektu w miesiącach letnich regulator solarny należy przełączyć w specjalny TRYB URLOPOWY pozwalający pozbyć się nadmiaru ciepła z zasobników jeśli ciepła woda nie będzie wykorzystywana. 8. Instalacja elektryczna Z istniejącej tablicy elektrycznej w kotłowni zasilanie doprowadzić zgodnie z DTR do urządzeń wykazanych w projekcie: zespołu pompowo – sterowniczego (0,6 kW). W istniejącej tablicy elektrycznej należy zabudować zabezpieczenie 6A o charakterystyce B. Instalacja elektryczna pomieszczenia w którym zainstalowane zostaną urządzenia technologiczne, powinna zapewniać oświetlenie o natężeniu minimalnym 50 Lx. W pomieszczeniu należy zapewnić gniazdko wtykowe o napięciu 230V. Zainstalowane urządzenia elektryczne powinny być wyposażone w instalację ochrony przeciwporażeniowej różnicowo-prądowej, zgodnie z aktualnie obowiązującymi przepisami. Instalacji wyrównawczej nie włączać do instalacji odgromowej. Wykonanie instalacji zasilania oraz instalacji sterowania należy do wykonawcy systemu. 9. Obliczenia Naczynie przeponowe obiegu kolektorowego: Obliczenia wielkości naczynia przeponowego należy wykonać według poniższej formuły: [V × (a + b) + Vkol ] × ( p max + 1) Vc = inst p max − p1 gdzie: Vc – pojemność całkowita naczynia przeponowego [dm3] Vinst – pojemność całkowita instalacji [dm3] a - wskaźnik początkowej pojemności naczynia przeponowego - [0,015] b - wskaźnik rozszerzalności obj. nośnika ciepła - [0,067] Vkol - pojemność cieczowa kolektorów [dm3] pmax= pdop - 0,5 bar = 6 – 0,5 = 5,5 bar pdop - ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa [6 bar] p1 - nadwyżka ciśnienia statycznego w naczyniu po stronie glikolu p1 = 1,5 + pstat pstat - wysokość „ H” instalacji [bar] Obliczenia: [15,7 × 0,082 + 8,4] × (5,5 + 1) 3 = 23,43 [dm ] 5,5 − 2,8 Dobrano naczynie przeponowe o pojemności 35l, np. DS35 lub równoważne Vc = Naczynie przeponowe dla podgrzewacza c.w.u.: Vc – pojemność podgrzewacza [dm3] Δv – przyrost obj. właściwej wody [dm3/kg], (Δv=0,0142 dla Tcwu/Tw=55/10oC) pa – ciśnienie wody zimnej [bar] po = pa + 0,2 - obliczeniowe ciśnienie wody zimnej [bar] pmax - maksymalne dopuszczalnie ciśnienie wody w podgrzewaczu [bar] Df = [(pe +1) – ( po +1)]/( pe +1) – współczynnik ciśnienia 3 Ve= Vc x Δv - wymagana minimalna poj. użytkowa naczynia wzbiorczego [dm ] 3 Vn= Ve/Df - wymagana minimalna poj. całkowita naczynia wzbiorczego [dm ] Obliczenia: po = po + 0,2 = 3 + 0,2 = 3,2 [bar] pe = pmax – 10%pmax = 6 – 0,6 = 5,4 [bar] Df = [(pe + 1) – (po + 1)]/(pe + 1) = [(5,4 + 1) – (3,2 + 1)]/(5,4+1) = 0,34 3 Ve = Vc x Δv = 10,65 [dm ] 3 Vn= Ve/Df = 31,32 [dm ] Dobrano naczynie przeponowe o pojemności 50l, np. DV50 lub równoważne Dobór średnicy wewnętrznej rur: V - Objętościowy przepływ czynnika ( wymagany przepływ 0,7 -1,0 l/min na 1m2 kolektora) [l/min] c - zalecana prędkość zależna od materiału wzor na wymaganą średnicę wewnętrzną rury: d w = 21,22 × (V / c) = 17,33 mm Dobrano rury karbowane ze stali nierdzewnej np. SNP DN20 w otulinie HT/13 fmy Hewalex lub równoważne. 10. Wytyczne budowlano-architektoniczne • Przygotować przejścia przez ściany i stropy dla rur instalacji solarnej (przejścia rur przez przegrody budowlane wykonać w tulejach ochronnych); • • • • Przebicia przez przegrody budowlane wykonywać mechanicznie metodą przewiertu z zachowaniem szczególnej ostrożności; Wszystkie miejsca przekłuć przez przegrody budowlane należy, po wprowadzeniu instalacji, zaizolować pianką poliuretanową wodoodporną, zabezpieczyć przed dostaniem się wody, gryzoni, oraz przed uszkodzeniami mechanicznymi. Rury instalacji przy przejściach przez przegrody budowlane należy prowadzić w tulejach ochronnych wypełnionych trwale materiałem plastycznym odpornym na wysoką temperaturę. Przejścia przewodów przez przegrody wydzielonych stref pożarowych należy zabezpieczyć ognioochronną masą uszczelniającą o klasie odporności ogniowej odpowiadającej co najmniej klasie przegrody. Przejście przewodów przez ścianę istniejącej kotłowni należy zabezpieczyć masą uszczelniającą o klasie odporności ogniowej EI 60. Do tego celu należy użyć ogniochronnych elastycznych mas uszczelniających oraz opasek firmy Hilti lub równoważnej. Przewody instalacji solarnej przechodzące przez sekretariat na poziomie parteru zabudować płytami G-K. Wykonać konstrukcję typu lekkiego - podest służący do obsługi serwisowej projektowanych kolektorów słonecznych (podest połączony z konstrukcją kolektorów przeznaczony do obsługi max. przez jedną osobę) 11. Uwagi i zalecenia Całość robót objętych niniejszym projektem wykonać zgodnie z obowiązującymi normami oraz wytycznymi BiOZ. Zalecane korzystanie z przepisów zawartych w "Warunkach Technicznych Wykonania i Odbioru Robót Budowlano Montażowych" cz. II "Instalacje Sanitarne i Przemysłowe". Zmiana systemu wymagają uzgodnienia, akceptacji opracowującego projekt i odpowiednich przeliczeń. Montaż instalacji solarnej powinien być przeprowadzony przez Autoryzowanego Instalatora posiadającego certyfikat. W wypadku wystąpienia kolizji lub innych utrudnień należy powiadomić projektantów. Podane w projekcie nazwy producentów nie są wiążące, stanowią jedynie przykład rozwiązania instalacji solarnej. 12. Zestawienie podstawowych materiałów Lp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Typ urządzenia Kolektor słoneczny płaski np. KS 2600 TLP AC Profil maskujący np. KSL Zestaw przyłączeniowy i akcesoria zestawów przyłączeniowych kolektorów płaskich np. ZPKS 6 Uchwyt uniwersalny KSOL-2/2600 Uchwyt uniwersalny KSOL-1/2600 Podgrzewacz solarny o pjemności 750 l np. VF 750-1 Płyn do napełniania instalacji np. Termosol Eko 30kg Zespół pompowo-sterowniczy np. ZSP 18e-01 Naczynie przeponowe obiegu solarnego o pojemności 35l np. DS 35 Naczynie przeponowe dla podgrzewacza c.w.u. o pojemności 50l np. DV 50 Pompa cyrkulacyjna o wysokości podnoszenia 6m np. ZRS 15/6 Rura elastyczna ze stali nierdzewnej np. SNP DN20 w otulinie HT/13 Nakrętka do rury SNP DN20 Redukcja GW3/4/GX1” Zawór mieszający np. ESBE VTA322(3/4) Podest techniczny do obsługi kolektorów słonecznych Ilość 6 szt. 4 5 szt. 3 1 kpl. 1 kpl. 4 kpl. 1 szt. 2 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt. 1 szt. 50 m 10 szt. 4 szt. 1 szt. 9 m. 6 2
