Technika solarna(1).pdf

Pomoce projektowe

Solarna technika grzewcza

FKC-1S

FKC-1W

FKT-1S

FKT-1W

Ciep∏o, które polubisz

Spis treÊci

Podstawy techniki solarnej .................................4

3.3 Sterowanie z zastosowaniem modu∏ów

solarnych ISM … ................................................36

3.3.1 Schemat instalacji 13: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej i zwrotnica hydrauliczna

(system 1) ............................................................36

3.3.2 Schemat instalacji 14: instalacja solarna

ze wspomaganiem ogrzewania i mieszanym

obiegiem grzewczym (system 2) ........................38

3.3.3 Schemat instalacji 15: solarne podgrzewanie

wody i wspomaganie ogrzewania z zasob-

nikiem buforowym oraz zasobnikiem

biwalentnym (system 2-CD p-v) .........................40

Budowa instalacji solarnej ..................................6

2.1

Instalacja solarna do podgrzewania

wody u˝ytkowej ..................................................... 6

2.2

Solarne ogrzewanie wody u˝ytkowej

ze wspomaganiem instalacji grzewczej ............... 6

3 Wybór systemu ..................................................... 8

3.1 Oznaczenia instalacji hydraulicznych ...................8

3.1.1 Przyk∏ad 1 ............................................................10

3.1.2 Przyk∏ad 2 ............................................................11

3.2 Sterowanie z zastosowaniem regulatorów

solarnych TDS … ...............................................12

3.2.1 Schemat instalacji 1: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej z zasobnikiem biwalentnym

(system 1) ............................................................12

3.2.2 Schemat instalacji 2: solarne podgrzewa-

nie wody u˝ytkowej przez dwa odmiennie

pozcjonowane pola kolektorów z zasob-

nikiem biwalentnym (System 1-A) .....................14

3.2.3 Schemat instalacji 3: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej z zasobnikami biwalentnymi

w uk∏adzie równoleg∏ym (system 1) ..................16

3.2.4 Schemat instalacji 4: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej i wody w basenie z zasob-

nikiem biwalentnym i p∏ytowym wymien-

nikiem ciep∏a (system 1-C p-p) ..........................18

3.2.5 Schemat instalacji 5: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej z zasobnikiem podgrzewa-

nia wst´pnego oraz zasobnikiem w∏asnym

(system 1-B) ........................................................20

3.2.6 Schemat instalacji 6: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej z zasobnikiem w∏asnym oraz

z zasobnikiem biwalentnym (system 1-C p-v) ...22

3.2.7 Schemat instalacji 7: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej z zasobnikiem wst´pnym

do CerasmartModul ............................................24

3.2.8 Schemat instalacji 8: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej z CerasmartModul-solar ..........26

3.2.9 Schemat instalacji 9: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej i wspomaganie ogrzewania

z zasobnikiem typu kombi (system 2) ...............28

3.2.10 Schemat instalacji 10: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej i wspomaganie ogrzewania

z regulacjà funkcji nadrz´dnych i podrz´d-

nych (system 2-C p-v) .........................................30

3.2.11 Schemat instalacji 11: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej i wspomaganie ogrzewania

z zasobnikiem buforowym i zasobnikiem

biwalentnym .......................................................32

3.2.12 Schemat instalacji 12: solarne podgrzewanie

wody u˝ytkowej i wspomaganie ogrzewania

przez dwa odmiennie pozycjonowane

pola kolektorów z zasobnikiem kombi

(system 2-A) .........................................................34

4 G∏ówne komponenty instalacji solarnej ..........42

4.1 Zasobnik solarny i zasobnik buforowy ...............42

4.1.1 Zasobnik solarny .................................................42

4.1.2 Solarny zasobnik kombi ......................................42

4.1.3 Zasobnik buforowy ..............................................43

4.2 Kolektor s∏oneczny ..............................................43

4.2.1 Powierzchnia kolektorów ....................................43

4.2.2 Absorber .............................................................44

4.2.3 Stopieƒ sprawnoÊci kolektora ...........................44

4.3

Sterowanie ..........................................................45

4.4

Stacja solarna .....................................................46

4.5

Separator powietrza ..........................................47

5 Komponenty solarne Junkers ...........................48

5.1 Kolektory p∏askie FKT-1S i FKT-1W ...................48

5.2 Kolektory p∏askie FKC-1S i FKC-1W ..................52

5.3 Zasobnik solarny .................................................56

5.3.1 Zasobnik solarny do podgrzewania

wody u˝ytkowej ...................................................59

5.3.2 Zasobnik solarny do solarnego

wspomagania ogrzewania ...................................63

5.4 Regulatory solarne i modu∏y solarne .................67

5.4.1 Uwagi ogólne .......................................................67

5.4.2 Regulatory solarne TDS 050, TDS 100

i TDS 300 .............................................................67

5.4.3 Modu∏y solarne ISM 1 i ISM 2 ............................70

5.4.4 Koncepcja systemu ..............................................71

5.4.5 Dane techniczne ..................................................76

5.5 Zestaw do pomiaru ciep∏a WMZ 3

(tylko dla TDS 300) .............................................77

5.6 Stacja solarna AGS ..............................................78

5.6.1 Dane techniczne ..................................................80

5.6.2 CiÊnienie robocze instalacji ................................83

5.6.3 Nat´˝enie przep∏ywu .........................................83

5.6.4 Dalsze wskazówki ...............................................83

5.7 Pozosta∏e komponenty........................................84

5.7.1 Solarne naczynie wzbiorcze SAG ... ..................84

5.7.2 Naczynie wst´pne VSG do solarnego

naczynia wzbiorczego .........................................85

5.7.3 Solarne rury podwójne SDR ...............................86

5.7.4 Solarna pompa nape∏niajàca SBP ......................86

Spis treÊci

5.7.5 Modu∏ odpowietrznika ........................................87

5.7.6 Czynnik grzewczy ................................................87

5.7.7 Trójdrogowy zawór sterujàcy ... ..........................88

5.7.8 Mieszacz wody u˝ytkowej TWM .........................89

5.7.9 Termostatyczny zespó∏ komfortu c.w.u.

z pompà cyrkulacyjnà WWKG .............................90

8.3.2 Osprz´t potrzebny przy pod∏àczeniu

równoleg∏ym ..................................................... 126

8.3.3 Zestaw po∏àczeniowy pomi´dzy

kolektorami FKC-1 lub FKT-1 ........................... 126

8.4 Monta˝ na dachu .............................................. 127

8.5 Monta˝ w linii dachu ........................................ 130

8.6 Monta˝ na dachu p∏askim ................................ 134

8.6.1 Ustalenie kàta nachylenia kolektorów............. 135

8.6.2 Monta˝ z u˝yciem wanien obcià˝ajàcych ........ 136

8.6.3 Zabezpieczenia konstrukcyjne –

we w∏asnym zakresie ....................................... 137

8.6.4 Zestawienie zestawów monta˝owych

do monta˝u kolektorów na dachu p∏askim

(kolektory p∏askie) ........................................... 138

8.6.5 Zacienienie ........................................................ 139

8.6.6 Dachy pochy∏e .................................................. 139

8.6.7 Zakotwienie stojaków ....................................... 140

8.7

6 Planowanie ..........................................................93

6.1 Instalacje solarne wed∏ug rozporzàdzenia

w sprawie oszcz´dzaniu energii (EnEV)1) .........93

6.2 Solarne podgrzewanie wody .............................94

6.3 Solarne wspomaganie ogrzewania .................. 102

6.3.1 Korzystne warunki ogólne ................................ 102

6.3.2 Solarne wspomaganie ogrzewania w ma-

∏ych instalacjach (dom jednorodzinny) ........... 103

6.3.3 Solarne wspomaganie ogrzewania

przy powierzchni kolektorów do 30 m 2

(dom wielorodzinny) ........................................ 105

6.4 Solarne podgrzewanie wody w basenie ......... 107

6.4.1 Straty ciep∏a ..................................................... 107

6.4.2 Technika ............................................................ 107

6.4.3 Wymiarowanie instalacji solarnej .................... 108

6.5 Obliczenie straty ciÊnienia..............................109

6.6 Parametry zasobnika buforowego, naczynia

wzbiorczego i zaworu bezpieczeƒstwa ........... 112

6.6.1 Zasobnik buforowy ........................................... 112

6.6.2 Naczynie wzbiorcze .......................................... 112

6.7 Komputerowe metody wymiarowania

instalacji ............................................................ 114

6.7.1 WartoÊci wyjÊciowe w symulacji

komputerowej ................................................... 114

6.7.2 Programy symulacyjne ..................................... 114

6.8

Monta˝ na fasadzie........................................... 143

Przeglàd kolektorów i osprz´tu ..................... 146

9.1

Kolektor p∏aski FKT-1 i osprz´t ...................... 146

9.2

Kolektor p∏aski FKC-1 i osprz´t ....................... 148

9.3

Akcesoria wspólne dla FKT-1 i FKC-1 .............. 149

9.4

Regulatory i modu∏y ......................................... 158

9.5

Akcesoria wspólne dla FKT-1, FKC-1 ..............161

9.6

Zasobniki solarne ............................................. 165

9.7

Zasobnik solarny kombi ................................... 167

Uwagi ogólne .................................................... 115

10 Uwagi ................................................................ 168

10.1 Przepisy............................................................. 168

10.2 Bezpieczeƒstwo ................................................ 168

10.2.1 Uwagi ogólne .................................................... 168

10.2.2 Roboty dachowe ............................................... 168

10.2.3 Roboty elektryczne ........................................... 168

10.2.4 Zasobniki solarne ............................................. 169

6.9

Uk∏ad po∏àczeƒ pomi´dzy kolektorami

s∏onecznymi ...................................................... 117

7 Wymagana powierzchnia monta˝owa ........... 121

7.1 Monta˝ kolektorów na dachu spadzistym ...... 121

7.1.1 Wymiary ogólne ................................................ 121

7.1.2 Monta˝ na dachu .............................................. 122

7.1.3 Monta˝ w dachu .............................................. 122

7.2 Monta˝ kolektorów na dachu p∏askim

lub na fasadzie .................................................. 123

7.2.1 Monta˝ na dachu p∏askim ................................ 123

7.2.2 Monta˝ na fasadzie........................................... 123

11 Za∏àcznik .......................................................... 170

11.1 Certyfikaty ........................................................ 170

8 Mo˝liwoÊci monta˝u kolektorów

s∏onecznych ..................................................... 124

8.1 Przeglàd ............................................................ 124

8.2 Dopuszczalne obcià˝enie Êniegiem i wyso-

koÊci budynków zgodnie z DIN 1055 .............. 125

8.3 Zastosowanie osprz´tu hydraulicznego

do pod∏àczenia kolektorów ............................. 126

8.3.1 Osprz´t potrzebny przy pod∏àczeniu

szeregowym ...................................................... 126

Podstawy techniki solarnej

1 Podstawy techniki solarnej

Nietrwa∏oÊç rezerw energetycznych

Rezerwy oraz czasowa dost´pnoÊç ropy naftowej

i gazu ziemnego

Szacunkowe obliczenia w odniesieniu do zabezpieczo-

nych rezerw ropy naftowej i gazu dajà, przy za∏o˝eniu

sta∏ej iloÊci wydobycia, nast´pujàce okresy wydobycia:

• ropa naftowa do maks. 2050 roku

• gaz ziemny do maks. 2065 roku

Poniewa˝ iloÊç wydobycia prawdopodobnie zwi´kszy si´

w przysz∏oÊci, nale˝y liczyç si´ ze skróceniem podanych

okresów.

Kopalne i nuklearne zapasy, takie jak w´giel, ropa

naftowa, gaz ziemny czy uran stopniowo wyczerpujà

si´ w zwiàzku z koniecznoÊcià pokrycia rosnàcego

zapotrzebowania energetycznego na naszej planecie.

Taki rozwój wydarzeƒ, w po∏àczeniu z nietrwa∏oÊcià

rezerw energetycznych, w sposób nieunikniony musi

prowadziç do powstania deficytu w dostawach energii.

200

Górna granica rezerw ropy naftowej

Górna granica rezerw gazu ziemnego

150

Dolna granica rezerw gazu ziemnego

Dolna granica rezerw ropy naftowej

100

2000

2010

2020

2030

2040

2050

2060

2070

7 181 465 266-94.1O

Rys. 1 Okresy wydobycia dla ropy naftowej i gazu ziemnego (êród∏o: Przewodnik DSG, instalacje solarne)

Jeszcze bardziej decydujàce dla zmian strukturalnych

w bran˝y energetycznej wydaje si´ pytanie o moment,

od którego nie b´dzie ju˝ mo˝na zwi´kszyç produkcji

ropy i gazu z przyczyn geologicznych, technicznych

i ekonomicznych, czyli o moment, od którego produkcja

ta zacznie systematycznie spadaç.

Z osiàgni´ciem maksymalnego wydobycia ropy naftowej

na Êwiecie nale˝y liczyç si´ ju˝ w ciàgu drugiej dekady

tego stulecia, obejmujàcej lata 2010-2020. Najpóêniej

wtedy, gdy popytu nie b´dzie ju˝ mo˝na zaspokoiç pro-

dukcjà ropy, oczekiwaç nale˝y znaczàcych podwy˝ek cen.

Metody pokonania tego problemu to:

• energooszcz´dnoÊç,

• racjonalne wykorzystanie zasobów energetycznych

oraz

• korzystanie z odnawialnych êróde∏ energii,

takich jak s∏oƒce, woda, biomasa i geotermia.

Poni˝szy wykres pokazuje wzajemne relacje kopalnych

rezerw energetycznych, rocznego zapotrzebowania ener-

getycznego na Êwiecie oraz dost´pnej energii s∏onecznej.

węgiel

ropa

naftowa

gaz ziemny uran

Światowe zużycie energii

Roczne nasłonecznienie jako źródło energii

7 181 465 266-95.1O

Rys. 2 Rezerwy energetyczne, potrzeby energetyczne

i dost´pna energia s∏oneczna

Podstawy techniki solarnej

Energia s∏oneczna

S∏oƒce oferuje niewyczerpany potencja∏ energetyczny.

Od pi´ciu miliardów lat S∏oƒce podtrzymuje ˝ycie

na naszej planecie. I prawdopobnie jeszcze drugie tyle

czasu b´dzie mo˝na korzystaç z jego dobroczynnego

ciep∏a.

Praktycznie w ka˝dym regionie Polski mo˝na dziÊ

efektywnie korzystaç z energii s∏onecznej. Roczne

nas∏onecznienie waha si´ pomi´dzy 900 a 1100 kWh

na 1 m 2 . Ârednie nas∏onecznienie w poszczególnych

regionach pokazuje „mapa nas∏onecznienia” (rys. 3).

kWh

12 34 56 789 0 1 2

7 181 465 273-02.1O

Rys. 5 Potencja∏ energii kolektorów instalacji solarnej

w stosunku do rocznego zapotrzebowania energe-

tycznego na podgrzanie wody i ogrzewanie

Gdańsk

Legenda do rys. 4 i 5:

a Zapotrzebowanie na energi´ (popyt zg∏aszany)

b Potencja∏ energetyczny instalacji solarnej

M Miesiàc

POMORSKIE

WARMIŃSKO-

-MAZURSKIE

ZACHODNIO-

-POMORSKIE

Olsztyn

KUJAWSKO-

-POMORSKIE

Szczecin

PODLASKIE

Bydgoszcz

MAZOWIECKIE

Białystok

Energia cieplna

Gorzów Wlkp.

■

Nadwy˝ka energii s∏onecznej

Poznań

Warszawa

(mo˝na wykorzystaç np. do podgrzewania wody

WIELKOPOLSKIE

LUBUSKIE

w basenie)

Łódź

LUBELSKIE

■

Wykorzystana energia s∏oneczna

DOLNOŚLĄSKIE

ŁÓDZKIE

(pokryte zapotrzebowanie)

Lublin

Wrocław

Kielce

Opole

■

Brak pokrycia zapotrzebowania

ŚWIĘTOKRZYSKIE

OPOLSKIE

Katowice

(dogrzewanie)

PODKARPACKIE

ŚLĄSKIE

Kraków

Rzeszów

W przypadku wspomagania ogrzewania pomieszczeƒ

energià s∏onecznà oszcz´dnoÊç w porównaniu

do tradycyjnego c.o. i podgrzewania wody wynosi

od 15 do 25 %, w zale˝noÊci od izolacji termicznej

budynku oraz zapotrzebowania na ciep∏o. Kolektor

zamienia na ciep∏o nie tylko bezpoÊrednie pro-

mieniowanie s∏oneczne, ale tak˝e promieniowanie

rozproszone. Tak wi´c w pochmurne dni, z du˝ym

udzia∏em Êwiat∏a rozproszonego, kolektory wcià˝

generujà do 300 W energii na 1 m 2 kolektora.

MAŁOPOLSKIE

1061 1035 1009

983

KWh/m na rok

(MJ/m na dzień)

Rys. 3 Ârednie nas∏onecznienie w Polsce

Energia s∏oneczna: potencja∏ i zapotrzebowanie

W ca∏ej Polsce, od pó∏nocy a˝ do po∏udnia, intensyw-

noÊç nas∏onecznienia wystarczy do pokrycia ca∏kowi-

tych potrzeb energetycznych w 60 %, a latem nawet

w 100 %.

1000 W/m 2

600 W/m 2

300 W/m 2

100 W/m 2

kWh

7 181 465 266-04.1O

Rys. 6 Moc grzewcza uzyskiwana z promieniowania

s∏onecznego

Instalacje solarne to rynek, który bezustannie b´dzie

rós∏. Osoby, które wyspecjalizujà si´ w tej dziedzinie

jako doradcy, projektanci czy te˝ instalatorzy, wchodzà

w przysz∏oÊciowà technologi´ o ogromnych szansach

na sukces rynkowy.

12 34 5

8 9 10 11 12

7 181 465 273-01.1O

Rys. 4 Potencja∏ energii kolektorów instalacji solarnej

w stosunku do rocznego zapotrzebowania ener-

getycznego na podgrzanie wody

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: