Projekt z przedmiotu Odnawialne Źródła Energii
Grzegorz Obyrtacz
Grupa 13E4
Dane projektowe – zestaw nr 27:
Ilość mieszkańców: nu=3
Lokalizacja budynku: Elbląg
Nachylenie dachu: 30 o
Odchylenie od kierunku południowego: 30 o
Wysokość statyczna: hst=6 m
Długość rury miedzianej: L=14 m
Cel projektu:
Naszym celem jest zaprojektowanie instalacji solarnej dla budynku określonego powyższymi danymi oraz dobranie wszystkich niezbędnych elementów do wykonania tej instalacji solarnej.
Obliczenia:
Z danych dostępnych na stronie Ministerstwa Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej możemy uzyskać następujące dane dotyczące całkowitego promieniowania słonecznego dla stacji meteorologicznej zlokalizowanej w Elblągu:
1) Stosunek rocznych sum promieniowania całkowitego na powierzchniach nachylonych o β=45o (kąt nachylenia kolektora) do powierzchni poziomych wynosi średnio 1,14.
2) Suma całkowitego promieniowania wynosi Qc=1071,57kWhm2*miesiąc
Obliczeń projektowych będę dokonywał dla obiegu grzewczego, który jest:
· Aktywny – ruch wody jest napędzany pompą obiegową,
· Pośredni – występują osobne instalacje zasilania i powrotu wody,
· Jednofunkcyjny,
· Wyposażony w zasobnik, który umożliwia akumulowanie energii słonecznej i energii z innego źródła ciepła (np. konwencjonalnego).
Określenie dobowego i rocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową:
Przyjmujemy zużycie ciepłej wody użytkowej na osobę w ciągu doby:
Vc.w.u.o=50ldoba
Dobowe zużycie ciepłej wody użytkowej:
Vdob=3*Vc.w.u.o=3*50ldoba=150ldobę
Roczne zużycie ciepłej wody użytkowej:
Vrok=365*Vdob=365dobarok*150ldoba=54750lrok
Określenie zapotrzebowania na energię potrzebną do przygotowania c.w.u.:
Dobowe zapotrzebowanie na energię do przygotowania c.w.u.:
Qdob=m*cw*ΔT3600
Gdzie:
m= 150 kg – masa wody
cw=4,19 kJkg∙K – ciepło właściwe wody
ΔT=Tc.w.u.-Tz - różnica temperatur:
Tc.w.u.= 45 oC ΔT= 45 oC – 10 oC
Tz= 10 oC ΔT= 35 oC
Qdob=150*4,19*353600=6,11 kWh
Roczne zapotrzebowanie na energię do przygotowania c.w.u.:
Qrok=365*Qdob=365*6,11 kWh=2230,15 kWh
Obliczanie minimalnej wymaganej powierzchni kolektora F:
F=1,15*WpQdob*365Ww-K*Qc
Przyjmujemy:
· Wp = 60% = 0,6 – współczynnik pokrycia rocznego zapotrzebowania na energię (jeśli używamy instalacji przez cały rok);
· Ww = 0,50 – stopień sprawności instalacji;
· K = 0,06 – obniżenie stopnia sprawności złym ukierunkowaniem kolektora (odchylenie od kierunku południowego wynosi 30o);
F=1,15*0,6*6,11*365(0,50-0,06)*1071,57=3,26m2
Wybór kolektora:
HEWALEX – PŁASKI – KS 2000 TLP
Ø powierzchnia czynna (pracy): fcz=1,818 m2
Ø pojemność cieczowa: 1,1 l
Ø średnica przyłączy (dla 1-4 kolektorów): 22 mm
Ø wymiary (dł.*szer.*wys.) – 2020x1037x87 mm
Ø masa – 40 kg
Ø straty ciśnienia obrazuje poniższy wykres:
Obliczenie wymaganej ilości kolektorów Nk:
Nk=Ffcz=3,261,818=1,79≈2
Obliczanie pojemności zasobnika na ciepłą wodę użytkową:
V=Wspz*Vc.w.u.*nm*Tc-TzTps-Tz
Wspz = (1,5 ÷2,0) = – współczynnik wielkości zasobnika;
Tps = 60°C – temperatura ciepłej wody użytkowej w zasobniku;
V=1,5÷2,0*50*3*45-1060-10=(158÷210) l
Vmin=158 l
Vmax=210 l
Dobór zasobnika:
Biawar Mega Solar klasa A W-E 220.82A
§ pojemność: 220 l
§ dwie wężownice
§ średnica przyłączy wężownic: 0,75"≈19,05 mm
§ pojemność dolnej wężownicy: 4,2 l
§ strata ciśnienia – poniższe wykresy:
Sposób eksploatacji instalacji solarnej:
eksploatacja high-flow (duże natężenie przepływu) è jednostkowe natężenie przepływu czynnika grzewczego przez kolektor płaski w odniesieniu do powierzchni jednostkowej kolektora – 40 [lh∙m2].
Obliczenie objętościowego natężenia przepływu:
S=Nk*fcz=2*1,818=3,636 m2
Dobór średnicy przewodów:
=A∙w=Π∙dw2w4∙w→ dw=4∙Π∙w
wmin=0,4 ms → dw max=4∙Π∙w=4∙0,0000404Π∙0,4=0,01134 m=11,3 mm
wmax=0,7 ms → dw min=4∙Π∙w=4∙0,0000404Π∙0,7=0,008572 m=8,6 mm
...
maniekchomikuj