Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 1 -

OPIS TECHNICZNY

do projektu instalacji solarnej w rozbudowywanym zespole budynków dydaktycznych ( budowa basenu

pływackiego , biblioteki , pokoi gościnnych – dom akademicki) Olsztyńskiej Szkoły Wyższej im. Józefa

Rusieckiego w Olsztynie przy ul.Bydgoskiej 33 (Rataja) działki Nr 28/5,28/11,28/16 w obrębie 24.

1.Podstawa opracowania.

1.1.Zlecenie Inwestora.

1.2.Projekty budowlano-wykonawcze architektoniczny oraz branżowe opracowane w 2007 r.

1.3.Uzgodnienia z Inwestorem.

1.4.Dane katalogowe producentów urządzeń.

1.5.Obowiązujące normy i przepisy.

2.Opis.

Zadaniem zaprojektowanej instalacji solarnej jest wykorzystanie energii słonecznej do podgrzewu wody

basenowej oraz do podgrzewu ciepłej wody użytkowej.

Do pozyskiwania energii słonecznej zaprojektowano baterię kolektorów usytuowanych na dachu płaskim.

Zastosowano wysoko wydajne , rurowe kolektory próżniowe z przepływem bezpośrednim firmy

VIESSMANN typ VITOSOL 200-T.

W celu optymalizacji procesu rozruchu instalacji solarnej, ze względu na zamontowanie kolektorów

próżniowych na dachu płaskim, przewidziano obejście wymienników JAD.

Obieg podgrzewu wody basenowej.

Energia słoneczna przekształcona w ciepło w instalacji kolektorów słonecznych zostaje oddana przez

basenowy wymiennik ciepła wodzie basenowej. Wymiennik ten włączony jest szeregowo do

wymienników podgrzewu wody basenowej obsługiwanych przez kocioł c.o.

Jeżeli energia słoneczna nie wystarcza do ogrzania wody w basenie ,ogrzewana jest ona przez kocioł c.o.

Obieg podgrzewu ciepłej wody użytkowej oraz świeżej wody uzupełniającej do zbiorników

przelewowych basenów.

Energia słoneczna przekształcona w ciepło w instalacji kolektorów słonecznych zostaje oddana przez

wymiennik ciepła do dwóch zasobników buforowych połączonych szeregowo, z możliwością ładowania

warstwowego.

Zasobnik buforowy wstępny służy do podgrzewu wstępnego ciepłej wody. Za pomocą zaworu

trójdrogowego jest do niego kierowane ciepło niskotemperaturowe pozyskiwane z kolektorów.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 2 -

Zasobnik buforowy wtórny służy do podgrzewu wody wodociągowej do wyższych temperatur ,

kierowane jest do niego ciepło pozyskiwane z kolektorów słonecznych (za pośrednictwem zaworu

trójdrogowego) o wyższych temperaturach.

Do tego samego zasobnika kierowane jest ciepło odzyskiwane z popłuczyn filtrów basenowych oraz

natrysków za pośrednictwem centrali odzysku ciepła ze ścieków z rekuperatorem i pompą ciepła firmy

MENERGA.

Urządzenie załącza się w sytuacji gdy ilość ciepła pozyskana z kolektorów słonecznych jest

niewystarczająca.

Ś

wieża woda wodociągowa podgrzana w zasobniku buforowym wtórnym kierowana jest do zbiorników

przelewowych poszczególnych basenów oraz do układu przygotowania ciepłej wody użytkowej

w kotłowni (wymiennik JAD + zasobnik c.w.).

2.Obliczenia oraz dobór urządzeń.

2.1.Dobór kolektorów słonecznych.

▪ Powierzchnia basenu F = 25 x 10,5 = 262,5 m

2

▪ Średnia głębokość 1,5 m

▪ Ilość wody w basenie 394 m

3

▪ Strata temperatury w ciągu 2 dni 2K

Dzienne zapotrzebowanie na energię :

394 m

3

x 1 K x 1,16 = 457 kWh

Wymagana powierzchnia kolektora 457 : 4,5 = 102 m

2

Dobrano rurowe kolektory próżniowe VITOSOL 200-T typ SD2,3 o parametrach :

powierzchnia czynna absorpcyjna 3,17 m

2

sprawność optyczna

83,2 %

masa

76 kg

dopuszczalne ciśnienie robocze

6 bar

maks. Temp. Postojowa

300

o

C

Ilość kolektorów n = 102 m

2

: 3,17 = 32 szt.

Zaprojektowano 8 rzędów pól kolektorów połączonych równolegle, w każdym polu 4 kolektory

połączone szeregowo.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 3 -

2.2.Dobór wymiennika podgrzewu wody basenowej.

Ilość ciepła pozyskiwana z kolektorów słonecznych :

Q = 0,6 kW/m

2

x 101 m

2

= 60,6 kW

Przepływ po stronie pierwotnej wymiennika :

G = 101,44 m

2

x 25 l/m

2

= 2536 l//h

strona pierwotna : ochłodzenie czynnika solarnego Tyfocor-G-LS od 63

o

do 43

o

C,

strona wtórna : podgrzanie wody basenowej od 27

o

do 42

o

C

Dobrano dwa wymienniki basenowe JAD-B 1000 połączone równolegle.

Opory przepływu :

- strona pierwotna ( czynnik solarny w płaszczu) ∆p = 0,11 kPa

- strona wtórna ( woda basenowa w rurkach) ∆p = 0,32 kPa

2.3.Dobór wymiennika podgrzewu ciepłej wody użytkowej.

Ilość ciepła pozyskiwana z kolektorów słonecznych :

Q = 0,6 kW/m

2

x 101 m

2

= 60,6 kW

Przepływ po stronie pierwotnej wymiennika :

G = 101,44 m

2

x 25 l/m

2

= 2536 l//h

strona pierwotna : ochłodzenie czynnika solarnego Tyfocor-G-LS od 32

o

do 12

o

C,

strona wtórna : podgrzanie wody wodociągowej od + 10

o

do + 16

o

C

Dobrano wymiennik ciepła JAD-X 12.114.

Opory przepływu :

- strona pierwotna ( czynnik solarny w płaszczu) ∆p = 1,99 kPa

- strona wtórna ( woda wodociągowa w rurkach) ∆p = 0,92 kPa

2.4.Dobór zasobników buforowych.

Założenie : 50 dm

3

zasobnika na 1 m

2

kolektora słonecznego

V = 50 l x 101 m

2

= 5050 l

Dobrano zasobniki buforowe :

- podgrzewu wstępnego o pojemności 2000 l,

- podgrzewu wtórnego o pojemności 2000 l.

Dodatkowo ciepło solarne ładowane będzie do zasobnika c.w.u. o poj. 2000 l – wg projektu technologii

kotłowni.

Dobrano zasobniki f. BIAWAR typ SAC 1000 oraz wykorzystano zasobnik HSU 2000 zaprojektowany

w projekcie instalacji odzysku ciepła ze ścieków.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 4 -

2.5.Dobór pomp obiegowych.

a).Dobór pompy obiegu solarnego obejściowego.

Wydajność G

p

= 1,15 x 2536 = 2916 l/h

Wysokość podnoszenia :

- opór rurociągów instalacji solarnej

22,0 kPa

Dobrano zestaw pompowy Solar-Divicon typ PS20- nastawa pompy II.

Zasilenie elektr. 1 x 230 V , pobór mocy elektr.P

1

= 210 W.

W skład zestawu Solar-Divicon wchodzą :

- wstępnie zmontowana armatura zabezpieczająca ,

- zawór regulacyjny strumienia przepływu ,

- zintegrowane zawory zwrotne klapowe.

b).Dobór pompy obiegu solarnego do wymienników wody basenowej.

Wydajność G

p

= 1,15 x 2536 = 2916 l/h

Wysokość podnoszenia :

- opór rurociągów instalacji solarnej

22,0 kPa

- opór rurociągów w wymiennikowni

3,0 kPa

- opór wymiennika JAD

0,2 kPa

Razem :

25,2 kPa

Dobrano odgałęzienie pompowe typ PS20- nastawa pompy II.

Zasilenie elektr. 1 x 230 V , pobór mocy elektr.P

1

= 210 W.

c).Dobór pompy obiegu solarnego do wymienników c.w.u.

Wydajność G

p

= 1,15 x 2536 = 2916 l/h

Wysokość podnoszenia :

- opór rurociągów instalacji solarnej

22,0 kPa

- opór rurociągów w wymiennikowni

3,0 kPa

- opór wymiennika JAD

2,0 kPa

Razem :

27,0 kPa

Dobrano odgałęzienie pompowe typ PS20- nastawa pompy II.

Zasilenie elektr. 1 x 230 V , pobór mocy elektr.P

1

= 210 W.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 5 -

d).Dobór pompy ładującej zasobnik c.w. podgrzewu wstępnego.

Wydajność G

p

= 1,15 x

10

16

860

6

,

60

−

x

= 9989 l/h

Wysokość podnoszenia :

- opór wymiennika JAD w płaszczu

0,92 kPa

- opór zaworu trójdrogowego

4,8 kPa

- opór rurociągów

2,5 kPa

Razem :

8,22 kPa

Dobrano pompę WILO-TOP-S 40/4, nastawa 2, zasilanie el.1 x 230V ,P

1

= 170 W ,

Sterowanie pompą z regulatora solarnego.

e).Dobór pompy obejściowej do dezynfekcji termicznej c.w.

Przepływ G = 6 m

3

/h

Wysokość podnoszenia : 15 kPa

Dobrano pompę cyrkulacyjną do ciepłej wody użytkowej WILO-TOP- ZV40/4, nastawa 2,

zasilanie el.1 x 230V ,P

1

= 150 W ,

Sterowanie pompą z automatyki kotła.

2.6. Dobór zaworu trójdrogowego przełączającego.

Przepływ :

10

16

860

6

,

60

−

x

= 8686 kg/h

Dobrano zawór trójdrogowy kątowy kołnierzowy HONEYWELL typ DR 50 A , Dn 50 mm,

Kv

s

= 40 m

3

/h ( siłownik wg wymagań automatyki)

opór zaworu p =

2

0

,

40

67

,

8













= 4,8 kPa.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 6 -

2.7.Zabezpieczenie układu solarnego.

Typu zamkni

ę

tego za po

ś

rednictwem przeponowego naczynia wzbiorczego oraz zaworu bezpiecze

ń

stwa.

Dobór naczynia wzbiorczego

pojemno

ść

kolektorów słonecznych 32 x 6,2 l =

198,4 l

pojemno

ść

zestawów Solar – Divicon 3 x 0,7 l =

2,1 l

pojemno

ść

ruroci

ą

gów

96,2 l

pojemno

ść

wymiennika basenowego w płaszczu

7,8 l

pojemno

ść

wymiennika c.w. w rurkach

20,1 l

Razem = 324,6 l



wysoko

ść

instalacji

15 m



ci

ś

nienie otwarcia zaworu bezpiecze

ń

stwa

6,0 bar

 ś

rodek przeciwzamro

ż

eniowy

34,0 %

Dobrano naczynie wzbiorcze 2 x REFLEX S 400.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 7 -

3.Wykonanie.

3.1.Rurociągi.

Ruroci

ą

gi solarne wykona

ć

z rur stalowych czarnych bez szwu, o poł

ą

czeniach spawanych

wg PN-80/H-74219.

Pozostałe ruroci

ą

gi wykona

ć

z rur PVC –U PN 10 bar o poł

ą

czeniach klejonych-System instalacji

basenowych prod. GAMRAT.

Ruroci

ą

gi solarne ł

ą

czy

ć

z kolektorami za po

ś

rednictwem elastycznych ł

ą

czników dla systemu solarnego

VIESSMAN.

Ruroci

ą

gi układa

ć

ze spadkiem min. 0,3%. W najwy

ż

szych punktach instalacji montowa

ć

automatyczne

odpowietrzniki.

3.2.Izolacja.

Ruroci

ą

gi solarne zaizolowa

ć

otulinami :

- na dachu izolacja otulin

ą

ROCKWOOL gr. 100 mm pod płaszczem z blachy stalowej ocynkowanej,

- w pomieszczeniach izolacja matami ALU LAMELLA MAT- gr. 50 mm.

Pozostałe ruroci

ą

gi zaizolowa

ć

otulin

ą

Thermaflex FRZ- gr. 30 mm.

3.3.Armatura odcinająca.

- po stronie solarnej zawory kulowe p = 0,6 MPa, t = 150

o

C,

- po stronie basenowej zawory PVC Systemu basenowego GAMRAT,

- po stronie ciepłej wody u

ż

ytkowej zawory kulowe p = 1,0 MPa, t = 100

o

C.

3.4.Próby ciśnieniowe.

Po zmontowaniu ruroci

ą

gów przeprowadzi

ć

próby ci

ś

nieniowe na zimno i na gor

ą

co zgodnie z

obowi

ą

zuj

ą

cymi warunkami wykonania i odbioru robót.

4.Automatyka.

Automatyka realizowana jest za po

ś

rednictwem regulatora ró

ż

nicowego VITOSOLIC 200.

Ciepło pozyskane z kolektorów słonecznych w pierwszej kolejno

ś

ci kierowane jest do celów podgrzewu

wody basenowej, w drugiej kolejno

ś

ci ,gdy podgrzew wody basenowej nie jest wymagany, kierowane

jest do celów podgrzewu ciepłej wody u

ż

ytkowej oraz do podgrzewu wody

ś

wie

ż

ej uzupełniaj

ą

cej

w zbiornikach przelewowych basenów.

Zał

ą

czanie pompy solarnej odbywa si

ę

w zale

ż

no

ś

ci od temperatur ró

ż

nicowych.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 8 -

Podgrzewanie wody w basenie.

Je

ż

eli ró

ż

nica temperatur mi

ę

dzy czujnikiem temperatury cieczy w kolektorze

C1

i czujnikiem temp.

C4

jest wi

ę

ksza od temperatury ró

ż

nicowej wł

ą

czania 5

o

C, wł

ą

czona jest pompa solarna obiegu

basenowego

7

. Je

ż

eli ró

ż

nica temperatur zmniejszy si

ę

poni

ż

ej temperatury ró

ż

nicowej wył

ą

czania

3

o

C lub zostanie osi

ą

gni

ę

ta temperatura wody basenowej + 28

o

C - czujnik

C4

, pompa jest wył

ą

czana.

Je

ż

eli energia słoneczna nie wystarcza do ogrzania wody w basenie, ogrzewana jest ona poprzez

wymiennik ciepła zasilany z kotłowni.

Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej.

W sytuacji kiedy nie ma zapotrzebowania na ogrzewanie wody basenowej oraz je

ż

eli ró

ż

nica

temperatur mi

ę

dzy czujnikiem temperatury w kolektorze słonecznym

C1

, a czujnikiem temperatury

C5

jest wi

ę

ksza od temp. ró

ż

nicowej wł

ą

czania 5

o

C wł

ą

czana jest pompa solarna obiegu ciepłej wody

u

ż

ytkowej oraz pompa ładuj

ą

ca wst

ę

pny zasobnik ciepłej wody.

Je

ż

eli zostanie osi

ą

gni

ę

ta temp. maksymalna + 16

o

C - czujnik

C6

, zawór trójdrogowy skieruje

podgrzewan

ą

wod

ę

do górnej cz

ęś

ci zasobnika ciepłej wody podgrzewu wtórnego.

Je

ż

eli ró

ż

nica temperatur zmniejszy si

ę

poni

ż

ej temperatury ró

ż

nicowej wył

ą

czenia 3

o

C lub zostanie

osi

ą

gni

ę

ta temperatura maksymalna + 60

o

C - czujnik

C7

, pompa solarna oraz pompa ładuj

ą

ca

zasobnik zostan

ą

wył

ą

czone.

W sytuacji kiedy pozyskiwanie energii solarnej do podgrzewu ciepłej wody u

ż

ytkowej jest niemo

ż

liwe,

wykorzystywane jest ciepło odzyskiwane z popłuczyn filtrów oraz

ś

cieków z natrysków za

po

ś

rednictwem centrali odzysku ciepła. Centrala zał

ą

cza si

ę

, gdy współpracuj

ą

cy z ni

ą

czujnik

temperatury zamontowany w

ś

rodkowej cz

ęś

ci zasobnika wtórnego wskazuje temperatur

ę

poni

ż

ej

+ 35

o

C.

Sterowanie pompą obejścia.

Odbywa

ć

si

ę

b

ę

dzie za pomoc

ą

czujnika temperatury kolektora solarnego i czujnika obej

ś

cia.

W momencie przekroczenia temperatury ró

ż

nicowej 5

o

C pomi

ę

dzy czujnikiem cieczy w kolektorze

C1

a czujnikiem temperatury wody w zasobniku

C7

, wł

ą

czana jest pompa solarna obiegu obej

ś

ciowego.

Je

ż

eli ró

ż

nica temperatur mi

ę

dzy czujnikiem obej

ś

cia

C2

a czujnikiem temp. wody w zasobniku

C7

wzro

ś

nie powy

ż

ej 2,5

o

C, wł

ą

czana jest pompa obiegowa instalacji solarnej a wył

ą

czana pompa obiegu

obej

ś

cia.

Gdy ta ró

ż

nica zmniejszy si

ę

poni

ż

ej 1,5

o

C , a ró

ż

nica temperatur mi

ę

dzy czujnikiem cieczy

w kolektorze

C1

a czujnikiem temperatury wody w zasobniku

C7

w dalszym ci

ą

gu pozostaje

przekroczona , wył

ą

czana jest pompa obiegowa instalacji solarnej, a wł

ą

czana pompa obej

ś

ciowa.

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 9 -

Funkcja zabezpieczenia przed zamarzni

ę

ciem.

Je

ż

eli temperatura kolektora słonecznego spadnie poni

ż

ej + 4

o

C wł

ą

czana jest pompa obiegowa

instalacji solarnej ,aby zapobiec uszkodzeniu kolektora. Je

ż

eli temperatura kolektora wzro

ś

nie powy

ż

ej

+ 5

o

C, pompa jest wył

ą

czana.

5.Wytyczne branżowe.

5.1.Branża elektryczna

– doprowadzi

ć

zasilanie elektryczne do urz

ą

dze

ń

zgodnie z zał

ą

czon

ą

specyfikacj

ę

urz

ą

dze

ń

.

System rurowy obiegu solarnego podł

ą

czy

ć

do instalacji odgromowej w dolnej cz

ęś

ci budynku.

5.2.Branża budowlana

– na dachu budynku wykona

ć

podkładki betonowe pod kolektory słoneczne,

- wykona

ć

podmurówki pod zasobniki buforowe c.w. oraz pod wymienniki JAD.

UWAGA!

Cało

ść

robót wykona

ć

zgodnie z :

Wymaganiami technicznymi COBRTI INSTAL :

-

„Warunki techniczne wykonania i odbioru instalacji ogrzewczych”,

-

„Warunki techniczne wykonania i odbioru ruroci

ą

gów z tworzyw sztucznych”,

-

Przepisami B.H.P.

Opracowała : in

ż

. Jolanta Grygier

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 10 -

SPECYFIKACJA URZĄDZEŃ

Zasilanie elektr.

Nr

URZĄDZENIE

Producent

Ilość

napięcie

V

moc

kW

1

Kolektory słoneczne próżniowe VITOSOL
200-T typ SD2,3 kompletne z systemem
mocowania na dachu płaskim

VIESSMANN

kpl.32

-

-

2

Wymiennik ciepła basenowy JAD B-1000

CELTON

2

-

-

3

Wymiennik ciepła c.w.u. JAD X 12.114

SECESPOL

1

-

-

4

Zasobnik c.w. podgrzewu wstępnego typ
SAC 2000

CIBET

1

-

-

5

Zasobnik c.w. podgrzewu wtórnego typ SAC
1000

BIAWAR

2

-

-

6

Naczynie wzbiorcze REFLEX S400

REFLEX

2

-

-

7

Zestaw pompowy obejściowy SOLAR-
DIVICON typ PS 20-nastawa pompy II

VIESSMANN

1

1x230

210

8

Odgałęzienie pompowe dla wymienników
basenowych typ PS 20-nastawa pompy II

VIESSMANN

1

1x230

210

9

Odgałęzienie pompowe dla wymiennika
c.w.u. typ PS 20-nastawa pompy II

VIESSMANN

1

1x230

210

10

Pompa ładująca zasobnik podgrzewu
wstępnego typ WILO-TOP-S 40/4 nastawa 2

WILO

1

1x230

170

11

Pompa obejściowa do dezynfekcji termicznej
c.w. typ WILO-TOP-ZV 40/4 nastawa 2

WILO

1

1x230

150

12

Zawór trójdrogowy kątowy DR50 A

Kv

s

= 40 m

3

/h z siłownikiem el.

HONEYWELL

1

-

-

13

Zawór regulacyjny przepływu Hydrocontrol
FR Dn 32 – nastawa 8

OVENTROP

1

-

-

14

Licznik energii cieplnej Q

N

=2,5

m

3

/h z

zestawem rozszerzającym składającym się
z czujników temperatury Pt 500-szt.2 oraz
zespołu pomiaru objętości

VIESSMANN

kpl. 1

-

-

15

Wodomierz wg projektu instalacji odzysku
ciepła z popłuczyn filtrów

-

1

-

-

16

Regulator ciśnienia wg projektu technologii
kotłowni

1

-

-

17

Armatura do napełniania ,płukania oraz
opróżniania instalacji z pompą ręczną do
napełniania układu solarnego

VIESSMANN

kpl. 1

-

-

M1 Manometr techniczny zakres do 3,0 bar

-

szt.2

-

-

M2 Manometr techniczny zakres do 6,0 bar

-

szt.5

-

-

T

Termometr techniczny zakres do 100

o

-

szt.11

-

-

ZB 1

Zawór bezpieczeństwa instalacji solarnej
p

o

= 6,0 bar , t =

120

o

będący w wyposażeniu

odgałęzienia pompowego

-

szt.1

-

-

ZB 2

Zawór bezpieczeństwa instalacji c.w.u.
SYR 1¼" , p

o

= 6,0 bar

-

szt.1

-

-

Instalacja solarna -
Rozbudowa Zespołu Budynków Dydaktycznych
(budowa : Akademika-Biblioteki-Basenu)
ul. Bydgoska 33 w Olsztynie

- 11 -

AUTOMATYKA :
- Regulator próżniowy VITOSOLIC 200
- czujnik temperatury kolektora – szt. 1
- czujnik temperatury instalacji solarnej-
szt.2
- czujnik temperatury wody w basenie lub
w zasobniku wody ciepłej – szt.3

VIESSMANN

kpl. 1

-

-