1
Kolektorek_v1.0
Dobór poszczególnych elementów instalacji solarnej wymaga przeprowadzenia
Ŝ
mudnych i skomplikowanych obliczeń. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom rynku powstał
program „Kolektorek_v1.0”
Aplikacja ta słuŜy do samodzielnego zaprojektowania instalacji solarnej. Program
przeprowadza uŜytkownika przez poszczególne etapy projektowania i obliczeń, w kolejności:
I. Zakładka „Obliczenia wstępne”
−
obliczenie zapotrzebowania na energię do przygotowania C.W.U
−
wybór lokalizacji dla instalacji solarnej z konkretnymi warunkami
(nasłonecznia, temperatury, usłonecznienia)
−
wyliczenie współczynnika korekcyjnego dla wybranej orientacji kolektora
II. Zakładka „Zasobnik solarny, straty cieplne”
−
wybór okresu zapotrzebowania na C.W.U
−
obliczenie wymaganej pojemności zasobnika solarnego wraz z jego stratami
ciepła
−
określenie długości przewodów rurowych i dobór odpowiedniej izolacji
−
obliczenie strat ciepła przewodów nie zaizolowanych i zaizolowanych
III. Zakładka „Powierzchnia kolektora”
−
wybór kolektora i oszacowanie jego średnio miesięcznej sprawności
−
wyznaczenie wymaganej powierzchni kolektora dla poszczególnych miesięcy
−
dobór
odpowiedniej
liczby
kolektorów
w
zaleŜności
od
okresu
zapotrzebowania na C.W.U i oczekiwanego pokrycia solarnego
IV. Zakładka „Naczynie wzbiorcze, system połączenia, straty ciśnienia”
−
oszacowanie wymaganej pojemności naczynia wzbiorczego
−
wybór sposobu połączenia kolektorów
−
obliczanie strat ciśnienia na całej instalacji solarnej
−
dobór pompy obiegowej
V. Zakładka „Zysk energetyczny, podsumowanie”
−
oszacowanie czasu zwrotu inwestycji
−
tabelaryczne podsumowanie zysku energetycznego w poszczególnych
miesiącach
Program „Kolektorek_v1.0” wyposaŜony został w szereg baz danych, które
zasadniczo ułatwią pracę. Zwalnia to uŜytkownika z obowiązku wpisywania wielu
niezbędnych danych, takich jak parametry zasobników solarnych, kolektorów czy teŜ danych
meteorologicznych dla poszczególnych miejscowości.
Za pomocą programu moŜna porównywać między sobą zarówno całe instalacje jak i
poszczególne jej elementy. Celem takiego działania jest optymalizacja parametrów instalacji
pod kątem redukcji strat i zwiększenia zysku energetycznego.
Program ten, w przeciwieństwie do innych tego typu aplikacji dostępnych na rynku,
pozwala równieŜ na szacunkowe określenie rocznych oszczędności z tytułu pozyskiwania
energii ze Słońca oraz czasu zwrotu planowanej inwestycji.
2
Tok poszczególnych obliczeń został oparty na algorytmach, które wybrano po analizie
wyników badań renomowanych instytutów badawczych (takich jak SPF). Pozwala to załoŜyć,
Ŝ
e obliczenia dokonane w programie będą poprawne a zaprojektowana w ten sposób
instalacja spełni oczekiwania uŜytkownika.
OPIS DZIAŁANIA PROGRAMU
Zakładka I „Obliczenia wstępne”
W zakładce pierwszej program dokonuje obliczeń zapotrzebowania na energię do
podgrzewania C.W.U. Wybierana jest miejscowość, w której będzie zlokalizowana instalacja
solarna. Określa się równieŜ orientację kolektora, jego nachylenie oraz azymut.
Zapotrzebowanie na C.W.U
Obliczanie zapotrzebowanie na C.W.U. – Kolektorek_v1.0
Obliczenie zapotrzebowania na energię wymaga od uŜytkownika podania
miesięcznego zuŜycia ciepłej wody. Dodatkowo naleŜy podać temperaturę wody na
„wejściu”, czyli temperaturę zimnej wody sieciowej oraz temperaturę wody na „wyjściu”,
czyli maksymalnej temperatury, do jakiej będzie podgrzewana woda w zasobniku. Po
naciśnięciu przycisku Oblicz, program na podstawie algorytmu poda wymaganą ilość energii
niezbędnej do ogrzania zadeklarowanej ilości wody. Wyniki podawane są w [Wh/miesiąc],
[kWh/miesiąc], [GJ/miesiąc].
3
Wczytywanie danych o nasłonecznieniu, usłonecznieniu i temperaturze
Wybór lokalizacji instalacji solarnej – Kolektorek_v1.0
W tej części programu dokonuje się wyboru miejscowości, w której zostanie
zlokalizowana instalacja solarna. W bazie programu znajduje się 66 miejscowości z całej
Polski, co powoduje, Ŝe większość uŜytkowników znajdzie poŜądany obszar lub jego okolice.
Wybór konkretnego miasta powoduje, Ŝe program automatycznie wczyta średnie miesięczne
wartości nasłonecznienia , usłonecznienia i temperatury dla tej miejscowości. Są to parametry
niezbędne, bez których dalsze obliczenia w programie „Kolektorek_v1.0” nie byłyby
moŜliwe.
Niemniej jednak, jeŜeli instalacja nie jest zlokalizowana w Polsce lub uŜytkownik
posiada własne dane o nasłonecznieniu, usłonecznieniu i temperaturze program pozwala na
skorzystanie z nich.
4
Edycja danych i ich zapis
Program daje moŜliwość edycji i zmiany prezentowanych wartości. JeŜeli uŜytkownik
posiada dane o nasłonecznieniu, usłonecznieniu i temperaturze dla miejscowości, której nie
ma w bazie programu moŜe ją dopisać.
Stworzenie nowej lokalizacji z własnymi danymi rozpoczynamy od naciśnięcia
przycisku Wyczyść spowoduje to usunięcie wszystkich wartości z pól edycyjnych. Następnie
wybieramy przycisk Edytuj i otrzymujemy aktywne pola edycyjne, w które moŜemy wpisać
własne wartości.
Rys. 3.4. Formularz edycji danych o lokalizacji miejscowości – Kolektorek_v1.0
Po wpisaniu wszystkich wartości w pola edycyjne przystępujemy do ich zapisu. Po
naciśnięciu przycisku Zapisz pojawia nam się okno edycyjne pozwalające zapisać dane.
5
Zapis lokalizacji do pliku – Kolektorek_v1.0
Podczas zapisu program proponuje nazwę pliku w postaci nazwy miasta, dla którego
dane zostały wprowadzone. Proponuje równieŜ rozszerzenie dla pliku „.nas”. Zachowanie
tego rozszerzenia jest bardzo istotne, poniewaŜ ten typ plików został stworzony na potrzeby
tego programu. Pozwala on aplikacji rozpoznać pliki z lokalizacją zawierającą dane o
nasłonecznieniu, usłonecznieniu temperaturze i wyświetlić tylko te, które są aktualnie
przydatne uŜytkownikowi.
Aby dokonać odczytu zapisanych uprzednio danych, naleŜy „kliknąć” przycisk
Otwórz. Następnie w analogiczny sposób jak podczas zapisu dokonuje się wyboru w oknie
dialogowym pliku z danymi.
Zatwierdzanie wartości
Po wyborze lokalizacji czy to z bazy danych programu czy stworzonej przez
uŜytkownika, NaleŜy wprowadzić dane do okna głównego programu poprzez „kliknięcie”
przycisku Akceptuj. Po wykonaniu tej czynności w tabeli zostaną wyświetlone wybrane
wcześniej wartości. Jest to bardzo istotne, poniewaŜ program nie pozwoli na kontynuacje
obliczeń, jeŜeli stwierdzi obecność pustych pól.
6
Dane o lokalizacji, temperaturze i nasłonecznieniu – Kolektorek_v1.0
W drugim wierszu tabeli zaprezentowano dane o nasłonecznieniu, w trzecim dane o
temperaturze a w czwartym liczb godzin słonecznych, czyli usłonecznienie. Poszczególne
kolumny reprezentują kolejne miesiące w roku.
Obliczanie współczynnika f
Współczynnik korekcyjny f moŜna określić jako stosunek energii padającej na
powierzchnie pochylaną kolektora do energii padającej na powierzchnie poziomą. Program
oblicza współczynnik f dla poszczególnych miesięcy w zaleŜności od orientacji kolektora
(kąty
ββββ , γγγγ)
. Program podaje równieŜ optymalny kąt pochylenia kolektora
ββββ
dla
poszczególnych pór roku.
Współczynnik korekcyjny f – Kolektorek_v1.0
Po wpisaniu odpowiednich wartości kątów
β , γ
β , γ
β , γ
β , γ
i naciśnięciu przycisku Oblicz
uŜytkownikowi zaprezentowany zostaje tabelarycznie jak równieŜ na wykresie, wyliczony
współczynnik f. Forma prezentacji pozwala uŜytkownikowi na łatwe prześledzenie zmian
wartości współczynnika korekcyjnego w poszczególnych miesiącach. JeŜeli istnieje
moŜliwość zmiany orientacji kolektora, w przypadku, gdy połoŜenie kolektora nie jest
wymuszone np. usytuowaniem dachu, uŜytkownik moŜe dobrać kąty
β , γ
β , γ
β , γ
β , γ
tak, aby
współczynnik f był jak największy w okresie przewidywanej pracy instalacji bądź w okresie
małego nasłonecznienia. Przy wyborze optymalnego kata pochylenia kolektora pomaga sam
program, prezentując optymalne kąty dla poszczególnych pór roku. NaleŜy zwrócić uwagę na
rozpiętość pomiędzy optymalnym kątem dla lata i zimy. W polskiej szerokości geograficznej
7
wynosi ona ok. 55
o
. Dlatego juŜ na tym etapie projektowania uŜytkownik powinien załoŜyć,
w jakim okresie będzie pracowała instalacja solarna (całoroczna czy sezonowa) a zwłaszcza,
jakie pokrycie solarne planuje dla poszczególnych okresów. Pozwoli to na jak najlepsze
wykorzystanie energii słonecznej poprzez właściwe ustawienie kolektora.
Wykres wsp. f dla pochylenia kolektora
Wykres wsp. f dla pochylenia kolektora
16
o
optymalnego dla lata w południowej Polsce 74
o
optymalnego dla zimy w północnej Polsce
8
Zakładka II „Zasobnik solarny, straty cieplne”
W zakładce tej program dokonuje stosownych obliczeń, mających na celu dobór
odpowiedniej pojemności zasobnika solarnego, obliczenie jego strat cieplnych a takŜe strat
cieplnych z przewodów rurowych łączących kolektory z pozostałymi elementami instalacji.
Instalacja solarna musi być dobrana tak, aby energia z niej uzyskana, była w stanie
pokryć zarówno straty z zasobnika jak i z przewodów. Straty cieplne, mogą prowadzić do
istotnego podwyŜszenia zapotrzebowania energetycznego.
Wiadomości wstępne o instalacji
Program na tym etapie wymaga od uŜytkownika podania wysokości statycznej
instalacji solarnej a takŜe temperatury otoczenia zasobnika.
Wysokość statyczna instalacji, czyli odległość między najwyŜszym punktem
kolektora a naczyniem wzbiorczym instalacji nie jest, co prawda elementem
wykorzystywanym akurat na tym etapie projektowania instalacji, ale ma wpływ na dalszy tok
obliczeń.
Jeśli chodzi o temperaturę otoczenia zasobnika, uŜytkownik ma wolny wybór.
Oszacowanie temperatury otoczenia ma bardzo duŜy wpływ na wielkość strat cieplnych. Z
reguły w tego typu obliczeniach przyjmuje się, Ŝe zasobnik będzie zamontowany w
ogrzewanym pomieszczeniu o temperaturze 20
o
C [9]. W programie Kolektorek_1.0 nic nie
jest narzucone. UŜytkownik sam określa miejsce zainstalowania zasobnika a zarazem
temperaturę jego otoczenia.
Okres zapotrzebowania na C.W.U
WaŜnym elementem przy szacowaniu strat zasobnika jest określenie okresu w ciągu
roku, w jakim uŜytkownik Ŝyczy sobie korzystać z C.W.U przygotowanej przez instalację
solarną. Wybór ten jest niezbędny i ma duŜy wpływ na określanie wielkości strat cieplnych
przewodów rurowych.
UŜytkownik ma do wyboru następujące okresy:
•
wiosna
•
lato
•
jesień
•
zima
•
cały rok
Program daje uŜytkownikowi moŜliwość wybrania jednego, bądź kilku okresów, w
zaleŜności od potrzeb.
Formularz wyboru okresu pracy instalacji – Kolektorek_v1.0
9
Określenie współczynnika krotności, wymagana pojemność zasobnika
Określenie współczynnika krotności, rozumiane jest tu jako podanie liczby dni na ile
będzie gromadzona woda. Wielkość zasobnika powinna być na tyle duŜa, aby pomieścić
zasób wody, na co najmniej jeden dzień. Wiele firm przy projektowaniu wielkości zasobnika
uŜywa wartości 1,5 oraz 2. Jak moŜna zauwaŜyć w programie pozostawiono uŜytkownikowi
znacznie większy wybór.
Formularz określania wymaganej pojemności zasobnika – Kolektorek_v1.0
Wybór zasobnika z bazy i jego straty cieplne
Baza zasobników podobnie jak baza kolektorów została wprowadzona po to, aby
ułatwić uŜytkownikowi pracę z programem. UmoŜliwia to wstawienie do obliczeń
rzeczywistych zasobników dostępnych na naszym rynku. Baza zasobników nie jest zbyt
bogata, ale jest to spowodowane niepełnymi dokumentacjami technicznymi poszczególnych
produktów, oferowanych przez producentów. Brak takich parametrów jak wymiary
zasobnika, czy teŜ grubość zastosowanej izolacji, stanowi skuteczną przeszkodę dla dalszego
toku obliczeń.
Zasobniki dostępne w bazie danych programu pochodzą od róŜnych producentów
[10,11,12,13] i obejmują dziesięć róŜnych pojemności od 150 – 1000 litrów. Zastosowanie
takiego zakresu pojemności było konieczne, aby program „Kolektorek_v1.0” był uniwersalny
i sprostał wymaganiom róŜnych uŜytkowników..
10
Formularz wyboru zasobnika – Kolektorek_v1.0
Zaznaczenie wybranego zasobnika spowoduje wyświetlenie wszystkich niezbędnych
danych w odpowiednich polach edycyjnych. Jeśli uŜytkownik zdecyduje się juŜ na konkretny
zasobnik, naleŜy zatwierdzić swój wybór za pomocą przycisku Akceptuj. Spowoduje to
zamknięcie bazy i przejście z powrotem do głównego okna programu.
Parametry zasobnika – Kolektorek_v1.0
Wybór odpowiedniego zasobnika solarnego spowodowało automatyczne obliczenie
jego strat cieplnych. Często zdarza się, Ŝe producent sam podaje straty cieplne zasobnika. Są
to jednak wartości znormalizowane, które obliczane są dla jednej określonej róŜnicy
temperatur między zasobnikiem a jego otoczeniem. W programie, uŜytkownik sam podaje
temperatury a następnie na podstawie zaleŜności dokonywane są stosowne obliczenia .
Tworzenie własnego zasobnika
Podobnie jak w przypadku kolektorów, uŜytkownik ma szanse stworzenia własnego
zasobnika. Jeśli baza okaŜe się dla niego zbyt uboga lub będzie posiadał parametry innego
zasobnika, którego chciałby uŜyć do obliczeń, wówczas program „Kolektorek_v1.0” daje mu
taką moŜliwość.
11
Rys. 4.4. Formularz tworzenia własnego zasobnika – Kolektorek_v1.0
Wprowadzenie danych rozpoczynamy od uaktywnienia pól edycyjnych za pomocą
przycisku Edytuj. JeŜeli w polach edycyjnych znajdują się juŜ jakieś parametry moŜna je
usunąć za pomocą przycisku Wyczyść. Dane naleŜy wprowadzić we wszystkie wolne pola a
następnie zatwierdzić przyciskiem Zapisz. Powoduje to pojawienie się okna edycyjnego
pozwalającego na zapisanie wprowadzonych danych.
Zapisywanie własnego zasobnika – Kolektorek_v1.0
Program sam zaproponuje nazwę pliku, która odpowiada nazwie zasobnika, a takŜe
rozszerzenie pliku „.zas”. Zachowanie tego rozszerzenia jest waŜne, poniewaŜ jest to
element, po którym program rozpoznaje pliki zawierające dane naszego zasobnika. Pozwala
to na szybkie i proste wyszukanie odpowiednich plików.
12
Straty ciepła na przewodach rurowych
Czynnik roboczy przepływający przez przewody rurowe traci ciepło do otoczenia.
Straty ciepła z takich połączeń obniŜają uŜyteczną moc cieplną układu kolektorów.
Uwzględnienie tych strat jest szczególnie waŜne podczas projektowania instalacji solarnych,
zwłaszcza w okresach o niskich temperaturach powietrza. W celu minimalizowania strat
cieplnych stosuje się szereg materiałów izolacyjnych, które mają za zadanie jak najbardziej
obniŜyć wartości traconego ciepła.
Dobór średnicy i długości przewodów
Jednym z waŜniejszych elementów przy projektowaniu
instalacji solarnych jest dobór średnicy przewodów rurowych.
Przy wyborze średnicy nominalnej przewodu naleŜy mieć na
uwadze kilka elementów. Małe przekroje poprzeczne mają, ze
względu na niewielką powierzchnię, znacznie mniejsze straty
cieplne niŜ przewody o większych średnicach. Mają, natomiast
wyŜsze straty ciśnienia niŜ przewody o większych nominalnych
ś
rednicach.
Wybór średnicy rury.
W programie „Kolektorek_v1,0”, uŜytkownik moŜe dokonać wyboru spośród sześciu
wymiarów nominalnych przewodów. Najpopularniejszymi średnicami stosowanymi
powszechnie przy montaŜu instalacji solarnych są, co prawda tylko dwa przewody o
φ12
oraz
o
φ15
mm, jednak program daje uŜytkownikowi znacznie większy wybór.
Jeśli chodzi o materiały, z których wykonane są przewody do instalacji C.W.U, to
dopuszczone są praktycznie wszystkie materiały metalowe a takŜe tworzywa sztuczne, o ile
ich przydatność została potwierdzona odpowiednimi ekspertyzami. Najczęściej są to stal,
miedź i tworzywa sztuczne takie jak polipropylen i polietylen.
W programie „Kolektorek_v1.0” zdecydowano się na wybór miedzi jako materiału,
dla którego wykonane będą obliczenia. Wynika to nie tylko z faktu, iŜ jest ona teraz
najpopularniejszym materiałem na instalacje, ale równieŜ dlatego, Ŝe ma najlepsze
właściwości z pośród wszystkich materiałów stosowanych w instalacjach.
Mając wybraną średnicę przewodów, moŜna przystąpić do określania ich długości.
Długość powinna być mierzona od kolektora do zasobnika i z powrotem, (czyli zasilanie i
powrót). Całkowitą długość podzielono na część zewnętrzną i część wewnętrzną.
Rozdzielenie przewodów na te montowane na zewnątrz i wewnątrz budynku, podyktowane
jest koniecznością jak najdokładniejszego policzenia ich strat cieplnych. Przewody na
zewnątrz budynku, czyli te bezpośrednio wychodzące z kolektora, będą miały większe straty
cieplne, ze względu na większą róŜnicę temperatur między czynnikiem w przewodach a
temperaturą powietrza (chodzi tu głównie o okres jesienno-zimowy, kiedy temperatura
powietrza jest niska).
Formularz wyboru średnicy i długości przewodów – Kolektorek_v1.0
13
Określenie tych trzech parametrów, czyli średnicy przewodu a takŜe długości na
zewnątrz i wewnątrz budynku, jest wystarczającym warunkiem do obliczenia strat cieplnych.
Program daje uŜytkownikowi równieŜ dodatkową opcję, jaką jest moŜliwość
zastosowania cyrkulacji.
Obieg z cyrkulacją
Jeśli uŜytkownik programu „Kolektorek_v1.0” zdecyduje się na zastosowanie obiegu
cyrkulacyjnego, wówczas będzie od niego wymagane podanie dwóch istotnych parametrów.
Jednym z nich jest długość przewodów w obiegu cyrkulacyjnym (jest to odległość od
zasobnika do punktu poboru wody) a takŜe czas pracy pompy cyrkulacyjnej.
Czas pracy pompy cyrkulacyjnej jest to okres, w którym chcemy, aby ciepła woda
była natychmiast dostępna (np. 2 godziny rano, 2 po południu i 2 wieczorem).
Formularz wyboru obiegu z cyrkulacją – Kolektorek_v1.0
Obliczanie strat cieplnych bez izolacji
W tym podrozdziale uŜytkownik porusza się jeszcze cały czas wokół obliczania strat
cieplnych przewodów w instalacji solarnej, bez zastosowania izolacji. Jak łatwo się domyśleć
straty te będą bardzo wysokie, jako Ŝe miedź (tak jak i inne metale), ma duŜy współczynnik
przewodności cieplnej. Mając juŜ określoną średnicę przewodu, jego całkowitą długość i
parametry obiegu cyrkulacyjnego (o ile uŜytkownik skorzysta z tej opcji), moŜna przystąpić
do obliczenia strat energii cieplnej przewodów rurowych instalacji solarnej. Straty zostaną
podane w tabeli, z podziałem na elementy znajdujące się na zewnątrz budynku, wewnątrz a
takŜe z obiegu cyrkulacyjnego instalacji. W tej części programu praca uŜytkownika ogranicza
się jedynie do klikniecie przycisku Oblicz.
14
Straty bez izolacji – Kolektorek_v1.0
Wybór izolacji
UŜytkownik wybierając izolację ma moŜliwość porównania róŜnych typów
materiałów, zapoznania się z ich właściwościami i wybrania tego najbardziej odpowiedniego.
Formularz wyboru izolacji
– Kolektorek_v1.0
Według PN-B-02421:2000 [20] izolację cieplną naleŜy stosować, o ile to moŜliwe, na
całej powierzchni prostych odcinków, kształtek i połączeń a takŜe na całej lub części
powierzchni urządzeń słuŜących do wytwarzania lub magazynowania ciepła, (czyli np.
izolowanie kolektorów i zasobników).
Określenie grubości izolacji
Wartość minimalnej grubości izolacji cieplnej dla róŜnych średnic nominalnych
przewodów rurowych określa norma PN-B-02421:2000. Wynika z niej, Ŝe dla elementów
zewnętrznych izolacja nie moŜe być mniejsza niŜ 30 [mm] a dla elementów wewnętrznych
15
nie mniejsza niŜ 20 [mm]. Wynika to z warunków, w jakich pracuje otulina a mianowicie
temperatury otoczenia (im mniejsza temperatura tym izolacja powinna być grubsza).
Formularz wyboru grubości izolacji – Kolektorek_v1.0
Program „Kolektorek_v1.0” posiada stosowne zabezpieczenie, które uniemoŜliwia
uŜycie zbyt małych izolacji, niŜ zalecane. Jeśli chodzi o górną granicę grubości izolacji,
uŜytkownik ma pełną swobodę działania. NaleŜy jednak pamiętać, Ŝe wzrost grubości izolacji
nie moŜe trwać w nieskończoność. W pewnym momencie dojdzie do sytuacji, kiedy wzrost
grubości nie będzie proporcjonalny do zysku energetycznego. NaleŜy mieć na uwadze
równieŜ fakt, Ŝe wraz ze wzrostem grubości izolacji rosną koszty inwestycyjne, które mogą
przewyŜszyć ewentualny zysk energetyczny.
UŜytkownik musi równieŜ pamiętać o tym, Ŝe gotowe otuliny występują w
określonych średnicach, dlatego naleŜy zawsze skonfrontować dostępne rozmiary na rynku,
ze swoimi załoŜeniami, co do jej grubości.
Obliczenie strat cieplnych przewodów rurowych z izolacją
Formularz strat z izolacją
-
Zestawienie łącznych strat
-
Kolektorek_v1.0
Kolektorek_v1.0
Zakładka III „Powierzchnia kolektora”
W zakładce trzeciej dokonuje się obliczeń wymaganej powierzchni absorpcji
kolektora a co za tym idzie liczby kolektorów. Przy pomocy programu istnieje moŜliwość
porównania poszczególnych typów kolektorów, poprzez porównywanie ich sprawności.
TakŜe na tym etapie program dokonuje wyliczenia współczynnika pokrycia solarnego, jaki
moŜna osiągnąć przy uŜyciu zadeklarowanej przez uŜytkownika liczby kolektorów.
16
Wybór kolektora
Program daje moŜliwość wstawienia do obliczeń rzeczywistych kolektorów poprzez ich
wybór z bazy kolektorów zamieszczonych w programie. JeŜeli uŜytkownik nie jest jeszcze
zdecydowany na konkretny model kolektora moŜe wybrać do obliczeń typowy kolektor
płaski, typowy kolektor płaski próŜniowy, lub typowy kolektor próŜniowy rurowy. Wybór
jednej z tych trzech opcji spowoduje, Ŝe w programie zostaną uŜyte średnie wartości
parametrów dla powyŜszych typów kolektorów. Istnieje takŜe moŜliwość, Ŝe uŜytkownik znał
będzie model kolektora, jaki zamierza uŜyć, lecz podanego modelu nie będzie w bazie
programu. W takim wypadku naleŜy wybrać opcje „ sam określam parametry”. Wówczas
program będzie prowadził obliczenia na parametrach wprowadzonych przez uŜytkownika.
Parametry, jakie naleŜy padać w tym wypadku to k1 – liniowy wskaźnik przenikania ciepła,
k2- kwadratowy wskaźnik przenikania ciepła i
ηηηη
opt
– sprawność optyczna. PowyŜsze dane
powinny być zamieszczane w dokumentacji technicznej kaŜdego kolektora.
Wybór typu kolektora – Kolektorek_v1.0
Wybór kolektora z bazy
Aby wejść do bazy kolektorów naleŜy „kliknąć” przycisk Wybierz kolektor z bazy.
Spowoduje to otwarcie okna dialogowego, w którym moŜna wybrać określony model
kolektora. Zaznaczenie wybranego kolektora spowoduje, Ŝe wszystkie dalsze obliczenia będą
prowadzone dla wybranego modelu a niezbędne parametry, program automatycznie będzie
wpisywał w odpowiednie pola edycyjne. Ograniczona baza kolektorów wynika z tego, iŜ na
polskim rynku wielu producentów nie podaje niezbędnych do wykonania obliczeń
parametrów. Wiele modeli kolektorów często znanych firm nie poddawanych jest Ŝadnym
badaniom i testom. MoŜliwości takich kolektorów nie da się porównać. Z tego powodu
umieszczono w bazie tylko te modele kolektorów dostępnych na polskim rynku, do których
producenci [12,21,22] dostarczają dokumentację zawierającą niezbędne parametry, takie jak:
k1 – liniowy wskaźnik przenikania ciepła, [W/m
2
K]
k2- kwadratowy wskaźnik przenikania ciepła , [W/m
2
K
2
]
η
o
– sprawność optyczna, [%]
A – Powierzchnia czynna, absorpcji, [m
2
]
i - Jednostkowe natęŜenie przepływu [l/h]
p – jednostkowy spadek ciśnienia [mbar]
l – pojemność absorbera [litr]
17
Pierwsze cztery parametry są niezbędne do obliczenia sprawności kolektora, a co za
tym idzie wymaganej liczby kolektorów. Pozostałe trzy parametry potrzebne są do
prawidłowego dobrania pozostałych elementów instalacji solarnej takich jak średnica
przewodów rurowych, naczynia wzbiorczego czy pompy obiegowej.
Formularz wyboru kolektora – Kolektorek_v1.0
JeŜeli uŜytkownik posiada własne parametry modeli kolektorów, które chce uŜyć do
obliczeń program daje mu taką moŜliwość. Do zmiany parametrów słuŜy opcja Edytuj. Po
naciśnięciu tego klawisza wszystkie parametry pojawiają się w polach edycyjnych i moŜna je
dowolnie zmieniać. UŜytkownik ma równieŜ moŜliwość stworzenia w programie własnego
kolektora.
18
Stworzenie własnego kolektora
Formularz tworzenia własnego kolektora – Kolektorek_v1.0
Program „Kolektorek_v1.0” daje moŜliwość stworzenia i zapisania własnego
kolektora podając jego niezbędne parametry oraz opcjonalnie nazwę, typ i producenta.
Wprowadzanie danych rozpoczynamy od uaktywnienia pól edycyjnych za pomocą przycisku
Edytuj. JeŜeli w polach edycyjnych znajdują się juŜ jakieś parametry moŜna je szybko usunąć
za pomocą przycisku Wyczyść. Operacja ta powoduje wymazanie wszystkich parametrów ze
wszystkich pół edycyjnych. W taki sposób program jest gotowy do wprowadzania danych. Po
zakończeniu wprowadzania parametrów moŜna skorzystać z opcji Zapisz. Dzięki tej opcji
zapisane zostaną parametry nowego kolektora i będzie je moŜna wykorzystywać w
dowolnym momencie, na przykład w innych projektach.
Zapis parametrów kolektora – Kolektorek_v1.0
19
Program proponuje nazwę pliku odpowiadającą nazwie kolektora oraz rozszerzenie
pliku „.par” Zachowanie tego rozszerzenia jest waŜne, poniewaŜ jest to element, po którym
program rozpoznaje własne pliki zawierające dane kolektora. Pozwala to na szybkie i proste
odnalezienie odpowiednich plików, poniewaŜ program w oknie dialogowym „Otwórz plik”
wyświetli tylko pliki zawierające dane o kolektorach. UniemoŜliwia to otwieranie
niewłaściwych plików.
Porównywanie kolektorów
Program „Kolektorek_v1.0” daje moŜliwość prostego i szybkiego skonfrontowania
moŜliwości róŜnych kolektorów. Odbywa się to przez porównanie ich charakterystyk
sprawności w funkcji róŜnicy temperatury absorber-otoczenie przy róŜnych wariantach
natęŜenia promieniowania, oraz porównanie średnich miesięcznych sprawności osiąganych
przez dane kolektory.
Rysowanie charakterystyki sprawności kolektora w funkcji róŜnicy temperatury
absorber-otoczenie jak i wykresów miesięcznych sprawności odbywa się jednocześnie.
Rysowanie rozpoczyna się od wyboru wartości natęŜenia promieniowania. Domyślnie
wartość ta jest ustawiona na 1000[W/m
2
]. Następnie dokonuje się wyboru kolektora i „klika”
Oblicz. Dla porównania dwu kolektorów naleŜy uprzednio zaznaczyć opcję Porównaj a
następnie wybrać kolejno dwa kolektory, a po kaŜdym wyborze naleŜy kliknąć przycisk
Oblicz.
Wykres zaleŜności sprawności od róŜnicy temperatur absorber- otoczenie, dla róŜnych wartości natęŜenia
promieniowania - Kolektorek_v1.0
20
Wykres miesięcznych sprawności dla dwóch wybranych kolektorów – Kolektorek_ v1.0
Wykres miesięcznych sprawności dla trzech wybranych kolektorów – Kolektorek_v1.0
Program daje moŜliwość łatwego i bardzo szybkiego porównania moŜliwości
poszczególnych modeli kolektorów. Na jednym wykresie moŜe być jednocześnie
porównywanych maksymalnie cztery kolektory. MoŜna równieŜ rysować charakterystyki dla
jednego kolektora zmieniając warunki zewnętrzne takie jak kąty ustawienia kolektora w
przestrzeni
γγγγ
i
ββββ
, wartość nasłonecznienia, zmiana lokalizacji itp. Pozwala to na skuteczny
wybór najlepszego ustawienia kolektora w zaleŜności od zastosowania instalacji solarnej
(praca całoroczna czy sezonowa). W tym względzie program moŜe być bardzo przydatny dla
projektantów instalacji, poniewaŜ umoŜliwia sprawdzenie i porównanie wpływu lokalizacji
na sprawność kolektora. Ta cecha jest bardzo pomocna, poniewaŜ nie zwiększając nakładów
inwestycyjnych moŜemy zwiększyć wydajność instalacji solarnej poprzez optymalizację
ustawienia i lokalizacji kolektorów.
Wymagana powierzchnia kolektorów
Po dokonaniu obliczenia sprawności moŜna przystąpić do wyliczenia niezbędnej
powierzchni efektywnej kolektorów [7], która w danym miesiącu będzie potrzebna do
ogrzania zadeklarowanej ilości C.W.U. Program dokonuje wyliczenia powierzchni
korzystając z wcześniej wyliczonych parametrów.
Wybór liczby kolektorów
Ze względu na olbrzymią rozbieŜność w ilości energii, jaka dociera do ziemi w lecie i
w zimie (w umiarkowanej szerokości geograficznej) róŜnica pomiędzy powierzchnią
kolektorów, jaka jest potrzebna do podgrzania tej samej ilości C.W.U w poszczególnych
21
porach roku będzie duŜa. W wyborze odpowiedniej ilości kolektorów pomoŜe program, który
wylicza niezbędną powierzchnię efektywną i liczbę kolektorów.
Powierzchnia efektywna i liczba kolektorów – Kolektorek_ v1.0
Dla zapewnienia przez cały rok ciepłej wody z energii słonecznej (100% pokrycie
solarne), naleŜy wybrać największą wyliczoną liczbę kolektorów. Taka instalacja nie byłaby
jednak uzasadniona z ekonomicznego punktu widzenia. Dodatkowo przez większość roku
duŜa część energii była by marnowana, poniewaŜ produkcja znacznie przewyŜszałaby nasze
moŜliwości odbioru ciepła. Prawidłowo dobrana powierzchnia kolektorów powinna
zapewniać ok. 100% pokrycie solarne w okresie letnim a w okresie jesiennym, zimowym czy
wiosennym, pokrycie to będzie odpowiednio mniejsze. Taki wybór powoduje, Ŝe energia
słoneczna jest jak najlepiej wykorzystana a instalacja solarna jest równieŜ ekonomicznie
uzasadniona. Przy wyborze odpowiedniej liczby kolektorów pomaga sam program, który
podaje liczbę kolektorów, jaka w danym miesiącu zapewni 100% pokrycia solarnego. Z
drugiej strony program wylicza średnioroczny współczynnik pokrycia solarnego, jaki
osiągnie się przy wyborze określonej liczby kolektorów.
22
Powierzchnia efektywna, liczba kolektorów oraz współczynnik pokrycia solarnego przy wyborze przez
uŜytkownika dwóch kolektorów, wraz z prezentacją graficzną – Kolektorek v_1.0
W powyŜszym przykładzie zadeklarowana liczba dwóch kolektorów o powierzchni
łącznej 4,4 [m
2
], pozwala na uzyskanie pokrycia solarnego na poziomie 55% jednak
dwukrotne zwiększenie liczby kolektorów do czterech spowoduje zaledwie wzrost pokrycia
do
73%
(według
wyliczeń
programu).
UŜytkownik
korzystający
z
programu
„Kolektorek_v1.0” ma szeroką moŜliwość śledzenia zmian pokrycia solarnego w zaleŜności
nie tylko od liczby kolektorów, ale równieŜ od wielkości zasobnika czy ustawienia kolektora.
Funkcja ta jest bardzo przydatna, poniewaŜ pozwala w pełni wykorzystać moŜliwości
instalacji solarnej i uzyskanie dobrego kompromisu pomiędzy efektywnością a ekonomią.
23
Zakładka IV „Naczynie wzbiorcze, system połączenia, straty ciśnienia,
pompa obiegowa”
Zakładka czwarta słuŜy do planowania ostatnich juŜ elementów instalacji solarnej.
Chodzi mianowicie o obliczenie wymaganej pojemności dla naczynia wzbiorczego, czy teŜ
wybór rodzaju połączenia kolektorów. Dokonuje się równieŜ doboru elementów armatury
wraz z obliczeniem ich strat ciśnienia a takŜe doboru pompy obiegowej, niezbędnej do
prawidłowego funkcjonowania instalacji.
System połączenia
Mając określoną liczbę kolektorów, uŜytkownik zobowiązany jest do określenia
sposobu ich połączenia. Są trzy moŜliwości do wyboru:
połączenie równoległe
szeregowe
szeregowo-równoległe
KaŜdy ze sposobów posiada zarówno zalety jak i wady.
Połączenie równoległe
W tym przypadku ciecz solarna zostaje równomiernie rozdzielona na wszystkie
kolektory. Połączenie to cechuje się wysokim całkowitym natęŜeniem przepływu i niskimi
stratami ciśnienia. Ponadto w układzie tym, temperatura czynnika roboczego na wejściu do
kaŜdego z kolektorów jest taka sama. Jeśli kolektory są takie same a strumień masy czynnika
jest równieŜ taki sam, to temperatura na wyjściu z kaŜdego kolektorów jest równieŜ taka
sama. Wszystkie kolektory w układzie równoległym pracują wówczas z taka samą
sprawnością. Po wybraniu przez uŜytkownika tej opcji, program automatycznie wpisuje ilość
zadeklarowanych wcześniej kolektorów i oblicza całkowite natęŜenie przepływu oraz straty
ciśnienia.
W przypadku połączenia równoległego, całkowita strata ciśnienia w polu
kolektorowym
∆∆∆∆
p
pk
[15], równa jest jednostkowej stracie ciśnienia pojedynczego kolektora
∆∆∆∆
p
k.
Łączne natęŜenie przepływu [15] mierzone jest według zaleŜności
I = i*n
r
[l/h]
gdzie:
i – natęŜenie jednostkowe kolektora
n
r
– liczba kolektorów połączonych równolegle
Połączenie równoległe – Kolektorek_v1.0
24
Połączenie szeregowe
W tym przypadku ciecz solarna będzie płynąć sekwencyjnie od pierwszego kolektora
do ostatniego. Powoduje to niskie całkowite natęŜenie przepływu, ale za to wysokie straty
ciśnienia. Ponadto w takim układzie czynnik roboczy pogrzany w pierwszym kolektorze
przepływa do drugiego kolektora, gdzie jego temperatura dalej wzrasta itd. Ze względu na to,
Ŝ
e temperatura czynnika na wlocie do kolejnego kolektora w układzie szeregowym jest
wyŜsza od temperatury wlotowej do poprzedniego, kaŜdy kolejny kolektor pracuje z coraz
niŜszą sprawnością. Analogicznie jak przy połączeniu równoległym program automatycznie
obliczy całkowite natęŜenie przepływu oraz straty ciśnienia.
W przypadku połączenia szeregowego, łączne natęŜenie przepływu I, równe jest
natęŜeniu przepływu pojedynczego kolektora [15].
Straty ciśnienia w polu kolektorowym [15] wyznaczane są wówczas z zaleŜności
∆
p
pk
=
∆
p
k
*n
s
[mbar]
gdzie:
n
s
– liczba kolektorów połączonych szeregowo
Połączenie szeregowe – Kolektorek_v1.0
Połączenie szeregowo-równoległe
Jest to połączenie dwóch systemów opisanych powyŜej. Takie rozwiązanie stosowane
jest dla duŜych pól kolektorowych. Czołowi producenci kolektorów zalecają stosowanie
połączenia szeregowo-równoległego powyŜej 6 sztuk. Po wybraniu tej opcji uŜytkownik
będzie musiał sam podać ilości kolektorów połączonych szeregowo i tych połączonych
równolegle. RównieŜ i w tym przypadku program automatycznie policzy całkowite natęŜenie
przepływu oraz straty ciśnienia.
W celu zabezpieczenia przed błędami, program posiada stosowne blokady
uniemoŜliwiające podanie większej liczby kolektorów niŜ zadeklarowana wcześniej. W takim
przypadku uŜytkownik zostanie poinformowany o błędzie.
25
Połączenie szeregowo-równoległe – Kolektorek_v1.0
Straty ciśnienia na rurach i armaturze, pompa obiegowa
W tym rozdziale przedstawiono rzecz bardzo istotną z punktu widzenia poprawnie
zaprojektowanej instalacji solarnej a mianowicie obliczenie strat ciśnienia na przewodach
rurowych i całej armaturze. Znajomość całkowitej straty ciśnienia na obiegu solarnym, jest
niezbędna do prawidłowego doboru pompy obiegowej (solarnej). Na całkowitą stratę [15] z
obiegu solarnego
∆∆∆∆
p
o
, składa się strata ciśnienia wymiennika ciepła
∆∆∆∆
p
w
, strata ciśnienia pola
kolektorowego
∆∆∆∆
p
pk
, a takŜe straty z przewodów rurowych
∆∆∆∆
p
r
i z armatury
∆∆∆∆
p
a
.
∆
p
o
=
∆
p
w
+
∆
p
pk
+
∆
p
r
+
∆
p
a
[mbar]
Określenie liczby komponentów
Pierwszym krokiem do oszacowania wartości strat ciśnienia na armaturze jest
określenie rodzaju i ilości poszczególnych jej komponentów. Ze względu na szeroką ofertę
róŜnego rodzaju elementów armatury, które są dostępne na naszym rynku, nie moŜliwym
byłoby zamieszczenie ich wszystkich w programie. Zdecydowano się na uŜycie sześciu
podstawowych elementów, takich jak:
•
kolanko
•
trójnik przepływowy
•
trójnik rozgałęziający
•
zasuwa odcinająca
•
zawór zwrotny
•
zawór odcinający
Parametrem, który charakteryzuje poszczególne komponenty, jest współczynnik strat
ciśnienia (oporu miejscowego)
ξξξξ.
Jest to wielkość bezwymiarowa, stosowana przy
projektowaniu rurociągów. Określa ona stratę ciśnienia powodowaną przez przepływ wody
przez dany element.
W Tablicy przedstawiono wartości
ξξξξ
dla elementów uŜytych w programie.
26
Wartości współczynnika strat ciśnienia
ξξξξ
[15,25]
Komponenty
Symbol
Współczynnik strat
ξξξξ
Kolanko
0,5
Trójnik
przepływowy
0,5
Trójnik
rozgałęziający
1,5
Zasuwa
odcinająca
0,5
Zawór zwrotny
2
Zawór
odcinający
8
Do zadania uŜytkownika naleŜy podanie jak najdokładniejszej liczby poszczególnych
komponentów, których zamierza uŜyć w instalacji solarnej.
Formularz wyboru przykładowych komponentów
– Kolektorek_v1.0
Dodaj nowe elementy armatury
Dobranie elementów armatury – Kolektorek_v1.0
Jak juŜ wcześniej wspomniano, program „Kolektorek_v1.0” daje uŜytkownikowi
duŜą swobodę działania. Nie inaczej jest w przypadku doboru armatury.
Jeśli uŜytkownik uzna elementy armatury umieszczone w programie, za
nieodpowiednie i będzie chciał zastąpić je swoimi lub będzie chciał wykorzystać własne
parametry dla wprowadzonych juŜ komponentów, wówczas ma taką moŜliwość.
Zaznaczając opcję Dodaj nowe elementy armatury, zostanie wyświetlone okno
edycyjne, w którym naleŜy podać ilość danego elementu oraz jego współczynnik oporu
miejscowego
ξξξξ
. Wybór naleŜy zatwierdzić przyciskiem Akceptuj.
27
Formularz doboru nowych elementów armatury – Kolektorek_v1.0
Obliczanie strat ciśnienia na armaturze
Całkowita strata ciśnienia na armaturze
∆∆∆∆
p
a
jest sumą strat ciśnienia poszczególnych
elementów
∆∆∆∆
p
e
(kolanek, zaworów itd.).
Wartości strat zostaną wyświetlone w specjalnej tabeli, z podziałem na straty z
poszczególnych elementów (w tym takŜe na straty z dodanych elementów o ile uŜytkownik
skorzysta z tej opcji).
Wykaz strat na poszczególnych elementach -
Wykaz strat uwzględniający dodane
Kolektorek_v1.0
elementy - Kolektorek_v1.0
Dobór pompy obiegowej
Pompa obiegowa jest maszyną przepływową słuŜącą do przemieszczania cieczy w
instalacji. W instalacjach solarnych stosuje się najczęściej pompy wirowe [27].
Charakteryzują się one przede wszystkim równomiernością przepływu a takŜe moŜliwością
regulacji.
28
W programie „Kolektorek_v1.0” zamieszczono bazę z przykładowymi pompami
obiegowymi stosowanymi w instalacjach solarnych.
KaŜda pompa opisywana jest przez dwa parametry:
•
wysokość podnoszenia H
•
wydajność pompy Q
Rys. 6.10. Formularz z wymaganymi parametrami pompy – Kolektorek_v1.0.
Wybór pompy z bazy
Wybór pompy obiegowej z bazy nie jest elementem obowiązkowym. Ma on jedynie
wskazać uŜytkownikowi, na jakie parametry powinien zwrócić uwagę przy wyborze
konkretnego produktu.
Formularz wyboru pompy obiegowej – Kolektorek_v1.0
W bazie zamieszczono siedem pomp obiegowych dostępnych na rynku [28,29] o
róŜnych parametrach, aby kaŜdy uŜytkownik mógł znaleźć odpowiadający mu produkt.
KaŜda pompa posiada własną charakterystykę, która mówi o zaleŜności między
wysokością podnoszenia a wydajnością. Dobierając pompę do instalacji, trzeba znaleźć na tej
charakterystyce punkt pracy - czyli punkt, który odpowiada jednocześnie danej wysokości
podnoszenia i danej wydajności. Punkt ten powinien leŜeć na krzywej wyznaczającej
charakterystykę. Nie musi odpowiadać dokładnie rzeczywistemu punktowi pracy, np.
wysokość podnoszenia moŜe być większa niŜ rzeczywiście potrzebna, ale powinien być
moŜliwie blisko (nie moŜe być mniejsza). Zapewnia to nie tylko skuteczną, ale i optymalną
pracę pompy obiegowej.
29
Zakładka V „Zysk energetyczny i podsumowanie”
W tej zakładce, zamieszczony jest kalkulator zwrotu nakładów inwestycyjnych.
Generalnie jednak, zakładka ta poświęcona jest wszelkiego rodzaju podsumowaniom
zarówno obliczeń jak i wybranych elementów instalacji.
Zwrot inwestycji
W programie zamieszczono prosty kalkulator, który po podaniu przez uŜytkownika
kosztów zakupu i montaŜu instalacji oraz po wyborze paliwa, jakie było uŜywane do
przygotowywania ciepłej wody, wyliczy okres zwrotu inwestycji oraz poda roczne
oszczędności z tytułu pozyskiwania energii ze słońca. Najtrudniejszą rzeczą w tego typu
obliczeniach jest właściwe oszacowanie rocznej ilości energii, jaką są w stanie dostarczyć
kolektory słoneczne. Najczęściej popełnianym błędem jest oparcie się na rocznych danych o
nasłonecznieniu. Powoduje to, Ŝe zazwyczaj zawyŜany jest zysk energetyczny, poniewaŜ do
obliczeń bierzemy energię, jaka moŜe być teoretycznie dostarczana przez kolektory natomiast
nie wiemy ile z tej energii jesteśmy stanie wykorzystać. Zwłaszcza w przypadku wysokich
współczynników pokrycia solarnego kolektory w lecie produkują o wiele więcej energii niŜ
wynosi zapotrzebowanie. ZauwaŜyć ten problem moŜna opierając się z wartościach
miesięcznych lub mniejszych. W tym względzie przydatny staje się program
„Kolektorek_v1.0”, który wykonuje dokładne obliczenia zysku energetycznego dla kaŜdego
miesiąca uwzględniając letnie okresy stagnacji. Wyliczona wartość rocznego zysku
energetycznego zostaje automatycznie zamieszczona w polu „Energia uzyskana ze słońca” a
do zadań uŜytkownika naleŜy jedynie wpisanie kosztów instalacji solarnej, wybór paliwa i
podanie ceny jego zakupu. Obliczenia wykonywanie są automatycznie po klęknięciu na
przycisk Oblicz.
Kalkulator zwrotu inwestycji - Kolektorek_v1.0
Elementy instalacji
W tym miejscu program wyświetla wszystkie najwaŜniejsze informacje o
zaprojektowanej instalacji solarnej. UŜytkownik znajdzie tu podsumowanie dotyczące
wybranego kolektora, zasobnika, naczynia wzbiorczego oraz izolacji wraz ze wszystkimi
najwaŜniejszymi parametrami.
30
Formularz z wybranymi elementami instalacji – Kolektorek_v1.0
Zysk energetyczny i pokrycie solarne
W zakładce piątej umieszczono obszerne podsumowanie moŜliwości pozyskiwania
energii ze słońca przez stworzą w poszczególnych etapach projektu instalację.
Podsumowująca tabela składa się z pięciu kolumn, w których zamieszczane są kolejno
informację dotyczące danych miesięcznych takich jak:
•
Zapotrzebowanie na energię do podgrzania C.W.U, [kWh]. – Ilość energii
niezbędnej do podgrzania zadeklarowanej przez uŜytkownika ilości C.W.U. Wielkość
ta jest stała dla kaŜdego miesiąca.
•
Energii moŜliwej do uzyskania z kolektorów, [kWh]. – Ilość energii, jaką są
teoretycznie w stanie dostarczyć wybrane przez uŜytkownika kolektory słoneczne.
Nie są tu uwzględniane moŜliwości odbioru tej energii.
•
Energii moŜliwej do uzyskania i wykorzystania z kolektorów, [kWh]. – Jest to
właściwa ilość energii, jaką są w stanie zgromadzić kolektory słoneczne
uwzględniając moŜliwości odbioru tej energii. Dostarczona energia nie moŜe
przewyŜszać zapotrzebowania. Uwzględniana jest takŜe wielkość zasobnika, który ma
duŜy wpływ na moŜliwości wykorzystania energii poprzez gromadzenie nadwyŜki
energetycznej w dniach słonecznych i jej zwracanie w dni pochmurne.
•
Niedobór lub nadmiar energii, [kWh] – ilość energii brakującej do zapewnienia
całkowitego zapotrzebowania solarnego lub nadmiar energii ponad zapotrzebowanie.
W miesiącach, w których pojawia się nadmiar energii naleŜy spodziewać się
występowania okresów stagnacji kolektorów.
•
MoŜliwe do uzyskania pokrycie solarne, [%]. – Procentowy udział energii solarnej
w miesięcznym zapotrzebowaniu na energię. Obliczany jako stosunek „Energii
moŜliwej do uzyskania i wykorzystania z kolektorów [kWh]” do „Zapotrzebowanie
na energię do pogrzania C.W.U [kWh]”.
31
Tabela podsumowująca zysk energetyczny i procentowe pokrycie solarne dla kaŜdego
miesiąca. Wykres pokrycia solarnego w poszczególnych miesiącach
– Kolektorek_v1.0
Tabela podsumowująca jest bardzo praktyczna, poniewaŜ daje przejrzyste rozeznanie
w ilości energii, jakiej moŜna się spodziewać w poszczególnych miesiącach. Jest to na tyle
istotne, Ŝe w wielu przypadkach dobiera się tak instalację solarną, aby pokrywała ona pełne
zapotrzebowanie na energię w pewnym okresie np. poza sezonem grzewczym.
32
10. Bibliografia
[1]. Dorobek Maciej: „C++ Builder – podręcznik”, wydawnictwo MIKOM Warszawa 2002
[2]. Neibauer Alan: „Języki C i C++”, wydanie czwarte, wydawnictwo HELP Warszawa
2004
[3]. Wiśniewski G., Gołębiowski S., Gryciuk M., Kurowski K.: „Kolektory słoneczne –
Poradnik wykorzystania energii słonecznej”, wydanie czwarte, Centralny
ośrodek informacji budownictwa Warszawa 2006.
[4]. Materiały szkoleniowe z Powiatowego Centrum Kształcenia Praktycznego w Bielawie,
2005.
[5]. „Rocznik Statystyczny 2000” GUS.
[6]. Tymiński J.: „Wykorzystanie odnawialnych źródeł energii w Polsce do 2030 roku.
Aspekt energetyczny i ekologiczny” IBMER Warszawa 1997.
[7]. Boyle Godfrey: „Renewable Energy Power for a sustainable future
”,
wydanie drugie,
Oxford university press 2005.
[8]. Smolec Włodzimierz: „Fototermiczna konwersja energii słonecznej”, wydawnictwo
PWN 2000.
[9]. Koczyk Halina: „Ogrzewnictwo praktyczne”, wydawnictwo Systherm Serwis 2005
[10]. Materiały katalogowe Firmy Elektromet.
[11]. Materiały katalogowe Firmy Paradigma.
[12]. Materiały Katalogowe Firmy Vaillant.
[13]. Materiały katalogowe Firmy Wolf.
[14]. Recknagel, Sprenger,Honmann, Schramek: „Poradnik – Ogrzewanie + Klimatyzacja”
1994/1995.
[15]. Korner Wolf, Kirchhoff Wolfgang, Schabbach Thomas: „Termiczne instalacje solarne”
Bielawa 2001.
[16]. PN-89/B-04620 „Materiały i wyroby termoizolacyjne. Terminologia i klasyfikacja”
[17]. Materiały katalogowe Firmy Paroc.
[18]. Materiały katalogowe Firmy Thermaflex.
[19]. Materiały katalogowe Firmy Armacell.
[20]. PN-B-02421:2000 „Ogrzewnictwo i ciepłownictwo. Izolacja cieplna przewodów,
armatury i urządzeń. Wymagania i badania odbiorcze”.
[21]. Materiały projektowe Firmy Viessmann.
[22]. Materiały katalogowe Firmy Sunergy.
[23]. Materiały projektowe Firmy SPF (Solartechnik Prufung Forschung).
33
[24]. Materiały projektowe Firmy Paradigma.
[25]. Hobler Tadeusz: „Ruch ciepła i wymienniki”, wydawnictwo NT Warszawa 1979.
[26]. PN-76/M-34034 „Rurociągi. Zasady obliczeń strat ciśnienia”.
[27]. Ryńska Joanna: „Instalacje Grzewcze – elementy instalacji”, 2005
[28]. Materiały katalogowe Firmy Halm.
[29]. Materiały katalogowe Firmy Grundfos.
Autorzy programu:
mgr inŜ. Bogdan Szymański
mgr inŜ. Łukasz Tasak
JeŜeli jesteś zainteresowany rozwojem programu Kolektorek i masz ciekawe
pomysły lub, znalazłeś w nim jakieś błędy skontaktuj się z nami.
Kontakt:
szymanskib@op.pl
34