Pobierz - Buderus

buderus.pl

Pobierz - Buderus

[ Powietrze ]

[ Woda ]

Materiały do projektowania

nr 02/2011

[ Ziemia ]

[ Buderus ]

Wymiarowanie powierzchni

kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Ciepło jest naszym żywiołem


Spis treści

1 Wymiarowanie dla domów jedno i dwurodzinnych ........................................................................................................................... 2

1.1 Instalacje do przygotowania ciepłej wody użytkowej............................................................................................................................................................. 2

Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele ciepłej wody użytkowej ............................................................................................. 3

Dobór biwalentnego podgrzewacza ciepłej wody użytkowej .......................................................................................................................................... 5

Biwalentne podgrzewacze ciepłej wody użytkowej ............................................................................................................................................................ 6

1.2 Instalacje do przygotowania c.w.u. oraz wspomagania c.o. ................................................................................................................................................ 8

Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele c.w.u oraz wspomagania c.o. .................................................................................. 8

Dobór kombinowanego podgrzewacza c.w.u. z buforem ciepła instalacji c.o. ........................................................................................................... 11

Dobór biwalentnego podgrzewacza c.w.u. do układów ze zbiornikiem buforowym instalacji c.o. ...................................................................... 11

Kombinowane podgrzewacze c.w.u. z buforem ciepła instalacji c.o. ............................................................................................................................. 12

2 Wymiarowanie dla domów wielorodzinnych do 30 mieszkań ....................................................................................................... 15

2.1 Instalacje do przygotowania c.w.u. z podgrzewaczem wstępnym i podstawowym .................................................................................................... 15

Wyznaczenie pola powierzchni kolektorów słonecznych na cele c.w.u. ..................................................................................................................... 16

Dobór podgrzewacza wstępnego c.w.u. instalacji słonecznej ....................................................................................................................................... 16

Dobór podgrzewacza podstawowego c.w.u. instalacji konwencjonalnego źródła ciepła ..................................................................................... 16

3 Wymiarowanie dla instalacji basenowych ......................................................................................................................................... 17

3.1 Instalacje do podgrzewania wody basenowej ........................................................................................................................................................................ 17

Wytyczne dotyczące basenów krytych z przykryciem powierzchni lustra wody ..................................................................................................... 18

Wytyczne dotyczące basenów krytych bez przykrycia powierzchni lustra wody ................................................................................................... 18

Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykryciem powierzchni lustra wody ................................................................................................ 18

Wytyczne dotyczące basenów odkrytych bez przykrycia powierzchni lustra wody .............................................................................................. 18

4 Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu kolektorów słonecznych na ich wydajność .................................................. 19

4.1 Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych w zależności od zastosowania ................................................................................................. 19

4.2 Optymalny kierunek montażu kolektorów wg stron świata ................................................................................................................................................ 19

5 Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol ............................................................................................... 21

5.1 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol SKN3.0 ................................................................................................................................................ 21

5.2 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol CKN1.0 ................................................................................................................................................ 22

5.3 Dane techniczne kolektora słonecznego Vaciosol CPC6 oraz CPC12 .......................................................................................................................... 23

6 Wyciąg z danych projektowych ........................................................................................................................................................... 24

Materiały do projektowania 02/2011 1


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

1. Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

1.1. Instalacje do przygotowania ciepłej wody użytkowej

Podgrzewanie ciepłej wody użytkowej

(c.w.u) jest najkorzystniejszym zastosowaniem

instalacji kolektorów słonecznych.

Występujące przez cały rok stałe zapotrzebowanie

na nią pozwala najłatwiej wykorzystać

energię słoneczną. W okresie

letnim zapotrzebowanie energetyczne procesu

podgrzewania c.w.u w pełni pokrywane

jest przez instalację słoneczną. Pomimo

tego konwencjonalne źródło ciepła powinno

być przygotowane do zabezpieczenia

potrzeb energetycznych, związanych z

przygotowaniem c.w.u, niezależnie od instalacji

słonecznej. Mogą zdarzyć się bowiem

dłuższe okresy złej pogody, w czasie

których zapewniony musi zostać również

komfort c.w.u. (⇒ rys. 1).

Rys. 1 Produkcja energii instalacji kolektorów słonecznych w odniesieniu do rocznego

zapotrzebowania energetycznego procesu podgrzewania c.w.u.

a

Q

kWh

b

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

miesiące

Opis

a zapotrzebowanie energetyczne (wymagana roczna ilość energii)

b produkcja energii przez instalację słoneczną

Q energia grzewcza

nadmiar energii słonecznej

(możliwy do wykorzystania np. do podgrzewania wody basenowej)

wykorzystywana energia słoneczna

(pokrycie zapotrzebowania energetycznego procesu przygotowania c.w.u.)

zapotrzebowanie energetyczne nie pokryte przez instalację słoneczną

(dogrzewanie przez inne źródło ciepła)

W celu dokonania w sposób optymalny

doboru wielkości powierzchni kolektorów

słonecznych, pojemności zasobników

oraz rodzaju kompletnej stacji pompowej

dla instalacji słonecznej przeznaczonej do

podgrzewania c.w.u. należy uwzględnić

wpływ następujących czynników:

• Miejsca montażu instalacji słonecznej.

• Nachylenia dachu (kąta nachylenia kolektorów)

– optymalny kąt w okresie

jego całorocznej eksploatacji powinien

wynosić ok. 40°. W przypadku innej

wartości, należy zwiększyć powierzchnię

kolektora o odpowiednie współczynniki

korekcyjne (⇒ tab. 14 i 15).

• Usytuowania dachu w stosunku do

kierunków świata (skierowania kolektorów

w kierunku południowym) – kolektor

słoneczny osiąga największą

wydajność cieplną wtedy, kiedy jego

usytuowanie nie odbiega (w granicach

+/- 15°) od kierunku południowego. Przy

większym odchyleniu kolektora od tego

kierunku, jego wydajność znacznie się

zmniejsza. W celu uzyskania tej samej

wydajności co z kierunku południowego,

powierzchnię kolektora słonecznego

należy powiększyć o odpowiednie

współczynniki korekcyjne. Odchylenie

kolektora od kierunku południowego w

kierunku zachodnim jest korzystniejsze

niż w kierunku wschodnim.

• Wielkości oraz rozkładu czasowego

zużycia c.w.u. – ważne jest w tym przypadku

ustalenie, ile osób zamieszkuje w

danym budynku oraz jakie jest ich dzienne,

średnie zużycie c.w.u. Dla zapotrzebowania

c.w.u. obowiązują następujące

wskaźniki zużycia, przy temperaturze

poboru c.w.u. wynoszącej 45°C:

– niskie zużycie: 40 l na osobę dziennie,

– średnie zużycie: 50 l na osobę dziennie

(najczęściej używana wartość rachunkowa),

– wysokie zużycie: 75 l na osobę dziennie.

W przypadku, gdy w budynku znajdują

się zmywarki lub pralki zużywające c.w.u,

podgrzewaną przez instalację słoneczną,

w czteroosobowym gospodarstwie

domowym należy dodać 50 l na każde

urządzenie na dzień, jako wielkość zużycia

c.w.u.

2

Materiały do projektowania 02/2011


Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele ciepłej wody użytkowej

Diagramy do doboru ilości kolektorów

słonecznych typu Logasol SKN3.0, Logasol

CKN1.0, oraz Vaciosol CPC6/12

na cele c.w.u. umieszczone na kolejnych

stronach można wykorzystać do projektowania

małych instalacji słonecznych dla

domów jedno i dwurodzinnych. Dobierają

one niezbędną liczbę kolektorów w zależności

od ilości osób i żądanego zapotrzebowania

na c.w.u.

Obliczenie:

Na rysunkach ⇒ 2, 3, 4 i 5 przedstawiono diagramy doboru kolektorów słonecznych płaskich typu Logasol SKN3.0,

Logasol CKN1.0 oraz próżniowych typu Vaciosol CPC6/12 firmy Buderus dla domów jedno i dwurodzinnych.

Bazują one na następujących założeniach:

• kolektory skierowane na południe (w przypadku innego kierunku należy zastosować współczynnik korekcyjny), (⇒ tab. 14, 15),

• kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45 o (w przypadku innego kąta należy zastosować współczynnik korekcyjny) ( ⇒ tab. 14, 15),

• miejscowość: Poznań,

• temperatura c.w.u. 45 °C,

• przy określeniu liczby kolektorów słonecznych uzyskuje się ok. 60% pokrycie zapotrzebowania na c.w.u. przez instalację

słoneczną.

Przykład:

Parametry doborowe:

• dobór kolektorów słonecznych dla 3 osobowej rodziny,

• wysokie zapotrzebowanie na c.w.u.,

• kolektory słoneczne skierowane na południe,

• kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45°,

• miejscowość: Poznań.

Dobór kolektorów słonecznych:

Według rysunku 2 dla 3 osób i zużycia c.w.u. na poziomie 75 dm³ na osobę i dzień (krzywa c) wymagane są 3 kolektory typu

Logasol SKN3.0 firmy Buderus

Rys. 2 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.w.u. (przykład doboru).

Logasol SKN3.0

8

a

7

6

b

n P

5

4

c

3

2

1

1 2 3 4 5 6

n SKN3.0

n SKN3.0

– liczba kolektorów

n p

– ilość osób

Krzywe zapotrzebowania c.w.u.:

a – niskie (< 40dm³/os.d)

b – średnie (50dm³/os.d)

c – wysokie (75 dm³/os.d)

Materiały do projektowania 02/2011 3


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Rys. 3 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.w.u.

8

Logasol SKN3.0

a

7

6

b

n P

5

4

c

3

2

1

1 2 3 4 5 6

n SKN3.0

n SKN3.0

– liczba kolektorów

n p

– ilość osób

Krzywe zapotrzebowania c.w.u.:

a – niskie (< 40dm³/os.d)

b – średnie (50dm³/os.d)

c – wysokie (75 dm³/os.d)

Rys. 4 Diagram do doboru ilości kolektorów CKN1.0 na cele c.w.u.

8

7

Logasol CKN1.0

a

b

6

n P

5

4

c

3

2

1

1 2 3 4 5 6

n CKN

n CKN

n p

– liczba kolektorów

– ilość osób

Krzywe zapotrzebowania c.w.u.:

a – niskie (< 40dm³/os.d)

b – średnie (50dm³/os.d)

c – wysokie (75 dm³/os.d)

4

Materiały do projektowania 02/2011


Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Rys. 5 Diagram do doboru ilości rur kolektorów CPC na cele c.w.u.

8

Vaciosol CPC

a

7

6

b

n P

5

4

c

3

2

1

6 12 18 24 30 36

n CPC

n CPC

n p

– liczba rur kolektora

– ilość osób

Krzywe zapotrzebowania c.w.u.:

a – niskie (< 40dm³/os.d)

b – średnie (50dm³/os.d)

c – wysokie (75 dm³/os.d)

Dobór biwalentnego podgrzewacza ciepłej wody użytkowej

Dla optymalnej pracy układu słonecznego

należy zachować odpowiedni stosunek

między powierzchnią kolektora a pojemnością

podgrzewacza. W zależności od pojemności

podgrzewacza ograniczona jest

powierzchnia kolektora (⇒ tab. 1).

Tab. 1 Wartości do wyboru pojemnościowego podgrzewacza c.w.u.

Podgrzewacz

Logalux

Zalecany pobór ciepłej

wody na dobę w dm³

(przy temp. w podgrzewaczu

60 °C oraz temp.

poboru 45 °C )

Zalecana ilość osób

pobór na osobę na dzień

40 dm³

niski

50 dm³

średni

75 dm³

wysoki

Pojemność

podgrzewacza

dm³

Zalecana ilość

kolektorów

SKN3.0

Zalecana ilość

kolektorów

CKN1.0

Zalecana ilość

rur kolektorów

CPC

SM300 do 200/250 ok. 5-6 ok. 4-5 ok. 3 290 2-3 3-4 18-24

SM400 do 250/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok. 3-4 390 3-4 4-5 24-30

SM500 do 300/400 ok. 8-10 ok. 6-8 ok. 4-5 490 4-5 5-6 30-36

SL300 do 200/250 ok. 5-6 ok. 4-5 ok. 3 300 2-3 3-4 18-24

SL400 do 250/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok. 3-4 380 3-4 4-5 24-30

SL500 do 300/400 ok. 8-10 ok. 6-8 ok. 4-5 500 4-5 5-6 30-36

Materiały do projektowania 02/2011 5


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Biwalentne podgrzewacze ciepłej wody użytkowej

Dla małych domów wielorodzinnych podgrzewacze

biwalentne ciepłej wody użytkowej

są najczęściej stosowanym systemem

słonecznym. Omawiane podgrzewacze

wyposażone są w dwa wymienniki ciepła,

w których podgrzewanie odbywa się na dwa

różne sposoby (biwalentnie). W dolnej części

podgrzewacza znajduje się wymiennik

ciepła słoneczny, za pomocą którego podgrzewana

jest woda użytkowa z kolektorów

słonecznych, zaś w jego górnej części znajduje

się wymiennik ciepła dodatkowego

źródła ciepła do podgrzewania wspomagającego

np. podczas wielu pochmurnych dni.

Wyższą wydajność w porównaniu z biwalentnymi

standardowymi podgrzewaczami

c.w.u. (podgrzewacze biwalentne wężownicowe

typu Logalux SM) osiąga się za

pomocą systemów ładowania, w których zawartość

podgrzewacza nie jest podgrzewana

jednocześnie tylko warstwa po warstwie

z góry na dół (podgrzewacze biwalentne

z syfonem termicznym typu Logalux SL).

W podgrzewaczach tego typu wymiennik

ciepła słoneczny (8) podgrzewa jedynie stosunkowo

małą ilość wody do temperatury w

przybliżeniu równej temperaturze zasilania

obiegu słonecznego. Podgrzana objętość

wody unosi się ku górze w kierowniczej rurze

ciepła (6) do obszaru wyjścia z podgrzewacza

(3). Przy normalnym promieniowaniu

słonecznym, już po krótkim czasie jest osiągana

zadana temperatura i podgrzewanie

wspomagające (5) dodatkowego źródła ciepła

jest rzadko wymagane (⇒ rys. 6).

Rys. 6 Budowa biwalentnego podgrzewacza c.w.u. typu Logalux SL ładowanego warstwowo poprzez syfon termiczny

1

2

3

4

5

6

7

Opis

1 anoda magnezowa

2 izolacja cieplna

3 wylot ciepłej wody

4 zbiornik wody użytkowej

5 górny wymiennik ciepła dla dodatkowego źródła ciepła

6 rura kierownicza odprowadzająca ciepłą wodę

7 klapa grawitacyjna

8 wymiennik ciepła słoneczny

9 wlot zimnej wody

8

9

Przy intensywnym promieniowaniu słonecznym

woda podgrzana przez wymiennik ciepła

słonecznego (8) szybko unosi się ku

górze do chwili osiągnięcia danej warstwy

o jednakowej temperaturze (⇒ rys. 7, poz. 1).

Następnie otwierają się odpowiednie przepustnice

zwrotne, sterowane siłą wyporu,

tak że zasobnik jest ładowany od góry do

dołu w sposób uwarstwiony.

Rys. 7 Unoszenie podgrzanej wody z rury kierowniczej przy intensywnym promieniowaniu słonecznym

AW 1

AW

AW

VS

VS

VS

RS

RS

1

RS

1

V

EK

V

EK

V

EK

R

R

R

6

Materiały do projektowania 02/2011


1

2

Wymiarowanie dla domów jedno- i wielorodzinnych

do 5 jednostek mieszkaniowych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

W przypadku niewielkiego promieniowania

słonecznego woda podgrzewana jest

przykładowo do temperatury 30 °C, unosi

się również tylko do warstwy o tej temperaturze.

Następnie przepływa przez otwarte

przepustnice zwrotne podgrzewacza i podgrzewa

ten obszar (⇒ rys. 8, poz. 2). Unika

się tym samym dalszego przemieszczania

wody w rurze kierowniczej (6) i przemieszczania

się jej z warstwami wody o wyższych

temperaturach (⇒ rys. 8, poz. 3)

Rys. 8 Unoszenie podgrzanej wody z rury kierowniczej przy niewielkim promieniowaniu słonecznym

AW

VS

40˚C

40˚C

3

RS

3

30˚C

30˚C

2

V

EK

2

20˚C

30˚C

20˚C

R

Rys. 9 Przykład hydraulicznego podłączenia biwalentnego podgrzewacza c.w.u. Sterowanie przeładowaniem jaki i procesem ochrony

przed Legionellą odbywa się poprzez automatykę (FM 443) za pomocą pompy przeładowującej oznaczonej na rysunku jako PUM

FSK

SP1

Kolektor

HK1

Przedstawiony schemat jest tylko

niewiążącą wskazówką przedstawiającą

możliwość podłączenia hydraulicznego.

Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy

wykonać zgodnie z obowiązującymi,

krajowymi normami oraz przepisami.

HS--E

PH

PSS

Logasol

KS01..

WWM

PS

PZ

TW

FSX

FSS

VS 2

M1

RS 2

VS 1

M2

RS 1

AW

EZ

EK

Logalux SM.../SL...

PUM

FK

Kocioł Logano EMS

olej/gaz

Logamatic 4121

+ FM443

Dezynfekcja termiczna

Wymagania odnośnie jakości ciepłej wody regulują odpowiednie przepisy krajowe.

Materiały do projektowania 02/2011 7


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

1.2 Instalacje do przygotowania c.w.u. oraz wspomagania c.o.

Względy ochrony środowiska wymuszają

wykorzystywanie instalacji słonecznych

nie tylko na potrzeby podgrzewania ciepłej

wody użytkowej, ale także jako wspomaganie

pracy układu grzewczego. Instalacja

słoneczna może oddawać ciepło do

instalacji grzewczej, gdy temperatura powrotu

instalacji grzewczej jest niższa niż

temperatura czynnika obiegowego kolektorów

słonecznych. Korzystne jest więc

w tym przypadku wykorzystywanie grzejników

o dużej powierzchni wymiany ciepła

lub ogrzewania podłogowego. W przypadku

właściwego doboru zastosowana instalacja

słoneczna może pokryć do 30 % ilości

całorocznego zapotrzebowania energii,

niezbędnej do podgrzewania ciepłej

wody użytkowej oraz ogrzewania budynku

(⇒ rys. 10).

Rys. 10 Produkcja energii instalacji kolektorów słonecznych w odniesieniu do rocznego

zapotrzebowania energetycznego procesu podgrzewania ciepłej wody użytkowej

oraz ogrzewania budynku.

a

Opis

a zapotrzebowanie energetyczne

(wymagana roczna ilość energii)

b produkcja energii przez instalację słoneczną

Q energia grzewcza

Q

kWh

b

nadmiar energii słonecznej (możliwy do wykorzystania

np. do podgrzewania wody basenowej)

wykorzystywana energia słoneczna

(pokrycie zapotrzebowania energetycznego procesu

przygotowania c.w.u.)

zapotrzebowanie energetyczne nie pokryte

przez instalację słoneczną

(dogrzewanie przez inne źródło ciepła)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

miesiące

Diagramy do doboru ilości kolektorów słonecznych na cele c.w.u oraz wspomagania c.o.

Wykładnią powierzchni kolektorów dla

instalacji słonecznej wspomagającej centralne

ogrzewanie oraz przygotowującej

ciepłą wodę użytkową, jest zapotrzebowanie

cieplne budynku oraz żądany procent

jego pokrycia. Dla przygotowania ciepłej

wody użytkowej (⇒ rys. 11, 12, 13, 14)

przyjęto średnie zapotrzebowanie ciepłej

wody – 50 dm³ na osobę na dobę.

Obliczenie:

Na rysunkach ⇒ 11, 12, 13 i 14 przedstawiono diagramy doboru kolektorów słonecznych płaskich typu Logasol SKN3.0,

Logasol CKN1.0 oraz próżniowych typu Vaciosol CPC6/12 firmy Buderus dla domów jedno- i wielorodzinnych do 5 jednostek

mieszkaniowych.

Bazują one na następujących założeniach:

• kolektory skierowane na południe (w przypadku innego kierunku należy zastosować współczynnik korekcyjny) (⇒ tab 14, 15)

• kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45° (w przypadku innego kąta należy zastosować współczynnik korekcyjny (⇒ tab 14, 15),

• miejscowość: Poznań,

• temperatura obiegu c.o.: 40/30°C,

• 4 osoby z 200 dm³ zapotrzebowaniem ciepłej wody użytkowej na dobę.

Przykład:

Parametry doborowe:

• 4 osoby z 200 dm³ zapotrzebowaniem ciepłej wody użytkowej na dobę,

• instalacja słoneczna do przygotowania c.w.u. oraz wspomagająca ogrzewanie podłogowe,

• zapotrzebowanie na cele c.o. 8 kW,

• wymagane pokrycie zapotrzebowania 25%,

• kolektory słoneczne skierowana na południe,

• kąt nachylenia kolektorów słonecznych 45°,

• miejscowość: Poznań.

Dobór kolektorów słonecznych:

Według rys. 11 – 8 kW zapotrzebowania ciepła na cele c.o. przy 25% pokryciu zapotrzebowania przez kolektory (krzywa b)

wyznaczono 5 kolektorów SKN3.0.

8

Materiały do projektowania 02/2011


Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Rys. 11 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.o. i c.w.u. (przykład doboru).

18

Logasol SKN3.0

16

Q H

kW

14

12

10

8

6

4

a

b

c

d

e

2

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

n SKN3.0

n SKN3.0

– liczba kolektorów

Q H

– zapotrzebowanie na cele c.o.

Krzywe całorocznego zapotrzebowania

na cele c.o. oraz c.w.u.:

a – 15% pokrycie zapotrzebowania

b – 20% pokrycie zapotrzebowania

c – 25% pokrycie zapotrzebowania

d – 30% pokrycie zapotrzebowania

e – 35% pokrycie zapotrzebowania

Rys.12 Diagram do doboru ilości kolektorów SKN3.0 na cele c.o. i c.w.u.

18

Logasol SKN3.0

16

Q H

kW

14

12

10

8

6

4

2

a

b

c

d

e

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

n SKN3.0

n SKN3.0

– liczba kolektorów

Q H

– zapotrzebowanie na cele c.o.

Krzywe całorocznego zapotrzebowania

na cele c.o. oraz c.w.u.:

a – 15% pokrycie zapotrzebowania

b – 20% pokrycie zapotrzebowania

c – 25% pokrycie zapotrzebowania

d – 30% pokrycie zapotrzebowania

e – 35% pokrycie zapotrzebowania

Materiały do projektowania 02/2011 9


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Rys. 13 Diagram do doboru ilości kolektorów CKN1.0 na cele c.o. i c.w.u.

18

Logasol CKN1.0

16

Q H

kW

14

12

10

8

6

4

a

b

c

d

e

2

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

n CKN1.0

n CKN1.0

– liczba kolektorów

Q H

– zapotrzebowanie na cele c.o.

Krzywe całorocznego zapotrzebowania

na cele c.o. oraz c.w.u.:

a – 15% pokrycie zapotrzebowania

b – 20% pokrycie zapotrzebowania

c – 25% pokrycie zapotrzebowania

d – 30% pokrycie zapotrzebowania

e – 35% pokrycie zapotrzebowania

Rys. 14 Diagram do doboru ilości rur kolektora CPC na cele c.o. i c.w.u.

18

Vaciosol CPC

Q H

kW

16

14

12

10

8

6

4

2

a

b

c

d

e

0

6 12 18 24 30 36 42 48 54 60

n CPC

n CKN1.0

– liczba rur kolektora

Q H

– zapotrzebowanie na cele c.o.

Krzywe całorocznego zapotrzebowania

na cele c.o. oraz c.w.u.:

a – 15% pokrycie zapotrzebowania

b – 20% pokrycie zapotrzebowania

c – 25% pokrycie zapotrzebowania

d – 30% pokrycie zapotrzebowania

e – 35% pokrycie zapotrzebowania

10

Materiały do projektowania 02/2011


Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Dobór kombinowanego podgrzewacza c.w.u. z buforem ciepła instalacji centralnego ogrzewania

Instalacja słoneczna ze wspomaganiem

c.o. jak i podgrzewaniem c.w.u. powinna

pracować, jeśli to możliwe, z podgrzewaczami

typu kombi (bufor ciepła i podgrzewacz

c.w.u. w jednej obudowie). Przy wyborze

takiego podgrzewacza należy mieć

na uwadze jego zdolność na pokrycie

zapotrzebowania ciepłej wody (⇒ tab. 2).

Przykładowy schemat układu przygotowania

c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem

podgrzewacza kombinowanego

typu Logalux PL…/2S ⇒ rys. 17.

Tab. 2 Wartości do doboru podgrzewaczy typu kombi

Podgrzewacz

Logalux

Zalecany pobór ciepłej wody na dobę

w dm³ (przy temp. w podgrzewaczu

60 °C oraz temp. poboru 45 °C)

Zalecana

ilość osób

Pojemność

podgrzewacza

dm³

Zalecana ilość

kolektorów

SKN3.0

Zalecana ilość

kolektorów

CKN1.0

Zalecana ilość

rur kolektorów

CPC

P750 S do 200/250 ok. 3-5 160/750 4-6 5-7 36-48

PL750/2 S do 250/350 ok. 3-9 300/750 4-8 5-9 36-48

PL1000/2 S do 250/350 ok. 3-9 300/940 6-10 7-10 48-60

Dobór biwalentnego podgrzewacza c.w.u. do układów ze zbiornikiem buforowym instalacji c.o.

Alternatywą dla podgrzewaczy typu kombi

jest rozwiązanie instalacji z zastosowaniem

bufora wstępnego. Stosowanie tego

typu rozwiązań ma sens w przypadku

podwyższonego zapotrzebowania c.w.u.

lub podwyższonego rozbioru buforowego

czynnika grzewczego przez dodatkowe

obiegi grzewcze. W tym przypadku ilość

kolektorów należy dobrać na podwyższone

zapotrzebowanie ciepła (⇒ tab. 3, 4).

Przykładowy schemat układu przygotowania

c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem

bufora ⇒ rys. 18.

Tab. 3 Wartości do doboru biwalentnych podgrzewaczy c.w.u. dla układów ze zbiornikiem buforowym

Podgrzewacz

Logalux

Zalecany pobór ciepłej

wody na dobę w dm³

(przy temp. w podgrzewaczu

60 °C oraz

temp. poboru 45 °C )

Zalecana ilość osób

pobór na osobę na dzień

40 dm³

niski

50 dm³

średni

75 dm³

wysoki

Pojemność

podgrzewacza

dm³

Zalecana

ilość

kolektorów

SKN3.0

Zalecana

ilość

kolektorów

CKN1.0

Zalecana

ilość rur

kolektorów

CPC

SM300 do 200/250 ok. 5-6 ok. 4-5 ok. 3 290 2-3 3-4 18

SM400 do 250/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok. 3-4 390 3-4 4-5 24

SM500 do 300/400 ok. 8-10 ok. 6-8 ok. 4-5 490 4-5 5-6 30

SL300 do 200/250 ok. 5-6 ok. 4-5 ok. 3 300 2-3 3-4 18

SL400 do 250/300 ok. 6-8 ok. 5-6 ok. 3-4 380 3-4 4-5 24

SL500 do 300/400 ok. 8-10 ok. 6-8 ok. 4-5 500 4-5 5-6 30

Tab. 4 Wartości do doboru zbiornika buforowego

Podgrzewacz

Logalux

Pojemność zbiornika

buforowego

Zalecana ilość kolektorów

SKN3.0

Zalecana ilość kolektorów

CKN1.0

Zalecana ilość rur kolektorów

CPC

PL750 750 4-8 5-9 36-48

PL1000 1000 6-10 7-10 48-60

PL1500 1500 8-15 9-16 72-108

Materiały do projektowania 02/2011 11


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Kombinowane podgrzewacze ciepłej wody użytkowej z buforem ciepła instalacji centralnego ogrzewania

Zasobniki kombinowane typu Logalux PL…/2S,

przeznaczone są do podgrzewania ciepłej

wody użytkowej oraz wspomagania centralnego

ogrzewania. Wyposażone są one

w dwa zasobniki, wewnętrzny ciepłej wody

użytkowej (⇒ rys. 15, poz. 5) oraz zewnętrzny

wody buforowej centralnego ogrzewania

(⇒ rys. 15, poz. 4). Podgrzewanie wody

użytkowej następuje poprzez system ładowania,

w którym zawartość zasobnika

c.w.u nie jest podgrzewana jednocześnie

tylko warstwa po warstwie z góry na dół

(⇒ rys. 16). Wymiennik ciepła słoneczny

(⇒ rys. 15, poz. 8) podgrzewa jedynie stosunkowo

małą ilość wody do temperatury

w przybliżeniu równej temperaturze

zasilania obiegu słonecznego. Podgrzana

objętość wody unosi się ku górze w kierowniczej

rurze ciepła (⇒ rys. 15, poz. 6) do obszaru

wyjścia z podgrzewacza.

Podgrzewanie wody buforowej centralnego

ogrzewania w zasobniku zewnętrznym następuje

poprzez płaszcz zasobnika wewnętrznego

ciepłej wody użytkowej (⇒ rys. 15).

Rys. 15 Budowa kombinowanego podgrzewacza c.w.u/c.o typu Logalux PL…/2S ładowanego warstwowo poprzez syfon termiczny

1

2

3

4

5

6

7

8

Opis

1 anoda magnezowa,

2 izolacja cieplna,

3 wylot ciepłej wody,

4 zbiornik wody użytkowej,

5 zbiornik wody buforowej centralnego ogrzewania,

6 rura kierownicza odprowadzająca ciepłą wodę,

7 klapa grawitacyjna,

8 wymiennik ciepła słoneczny,

9 wlot zimnej wody

9

Rys. 16 Unoszenie podgrzanej wody z rury kierowniczej oraz podgrzewanie wody buforowej centralnego ogrzewania przy intensywnym

promieniowaniu słonecznym

AW

AW

AW

VS3

VS3

VS3

RS2

RS2

RS2

EK

VS1

RS1

EK

VS1

RS1

EK

VS1

RS1

12

Materiały do projektowania 02/2011


1

2

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wspomaganie centralnego ogrzewania

przez instalację słoneczną realizowane

jest poprzez podniesienie temperatury powrotu

wody z instalacji grzewczej.

Automatyka (Logamatic SC, FM 443) włącza

bądź wyłącza podwyższenie temperatury

powrotu z instalacji c.o. w zależności

od różnicy temperatur między temperaturą

wody powrotnej z instalacji c.o. (FR) a temperaturą

wody c.o. w zasobniku PL…/2S

(FP). Jeżeli temperatura wody c.o. w zasobniku

PL…/2S jest wyższa niż temperatura

wody powrotnej z instalacji c.o., wówczas

następuje otwarcie zaworu trójdrogowego

funkcji podwyższenia temperatury na powrocie(HZG),

dzięki czemu woda powrotna

z instalacji c.o. przepływa przez zasobnik

PL…/2S podnosząc tym samym swą

temperaturę. Następnie woda ta trafia do

kotła, który podgrzewa ją już od wyższej

temperatury do jej wartości zadanej. Natomiast

jeżeli zaś temperatura wody c.o.

w zasobniku PL…2S (FP) jest niższa niż temperatura

wody powrotnej z instalacji c.o.

(FR), to wówczas następuje zamknięcie zaworu

funkcji podwyższenia temperatury na

powrocie (HZG), wówczas woda powrotna

z instalacji c.o. omija zasobnik PL…2S i wpływa

bezpośrednio do kotła (⇒ rys. 17).

Rys. 17 Schemat układu przygotowania c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem podgrzewacza kombinowanego typu Logalux PL…/2S

SP1

HK1

Logamatic 4121

+ FM443

FSK

HSM-E

Kolektor

PH

M

FK

VK

PSS

Logasol

KS01..

WWM

PZ

RK

VS

FSX

AW

EZ

VS3

MB1

TW

VS4

M4

FP

HZG

FSS

VS1

MB 2

RS 4

A M B

AB

RS1

EK

Logalux PL.../2S

FR

Przedstawiony schemat jest tylko niewiążącą wskazówką przedstawiającą możliwość podłączenia

hydraulicznego. Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy wykonać zgodnie z obowiązującymi,

krajowymi normami oraz przepisami.

Materiały do projektowania 02/2011 13


1

2

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów jedno- i dwurodzinnych

Rys. 18 Schemat układu przygotowania c.w.u. ze wspomaganiem c.o. z zastosowaniem bufora

FSK

SP1

Kolektor

HK1

Logamatic 4121

+ FM443

Przedstawiony schemat jest tylko

niewiążącą wskazówką przedstawiającą

możliwość podłączenia hydraulicznego.

Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy

wykonać zgodnie z obowiązującymi,

krajowymi normami oraz przepisami.

HSM-E

PH

M

FK

VK

PSS

Logasol

KS01...

RK

KFE

SV

WWM

PS

PZ

VS 2

TW

FP

M1

HZG

FSX

AW

VS 2

M1

EZ

RS 2

VS1

FSS 2

M4

VS 1

RS 3

RS 1

A M B

AB

FR

FSS 1

M2

RS 1

EK

Logalux PL ...

Logalux SM.../SL...

Dezynfekcja termiczna

Wymagania odnośnie jakości ciepłej wody regulują odpowiednie przepisy krajowe.

14

Materiały do projektowania 02/2011


1

2

Wymiarowanie dla domów jedno- i wielorodzinnych

do 30 mieszkań

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

2. Wymiarowanie dla domów wielorodzinnych do 30 mieszkań

2.1. Instalacje do przygotowania c.w.u. z podgrzewaczem wstępnym i podstawowym

Stosowanie podgrzewaczy wstępnych

instalacji słonecznej oraz podgrzewaczy

podstawowych instalacji dodatkowego

źródła ciepła znajdują zastosowanie w budynkach

o równomiernym profilu zużyciu

ciepłej wody użytkowej jak na przykład

domy wielorodzinne. Instalacja słoneczna

podgrzewa c.w.u. wstępnie, zaś instalacja

dodatkowego źródła ciepła dogrzewa ją do

wymaganej temperatury poboru. W celu

wykorzystania pojemności obu podgrzewaczy

przez instalację słoneczną stosuje

się pompę przeładowującą (PUM). Ideą jej

zastosowania jest wygrzanie obydwu podgrzewaczy

c.w.u. energią promieniowania

słonecznego. Automatyka typu Logamatic

SC, FM443 włącza pompę przeładowującą

(PUM), jeżeli temperatura w podgrzewaczu

wstępnym instalacji słonecznej (FSS)

jest wyższa niż temperatura w podgrzewaczu

podstawowym dodatkowego źródła

ciepła (FSX). Wówczas następuje przeładowanie

c.w.u. z podgrzewacza wstępnego

do podgrzewacza podstawowego.

Pompa przeładowująca (PUM) zostaje wyłączona,

jeżeli temperatura w podgrzewaczu

wstępnym jest niższa niż temperatura

w podgrzewaczu podstawowym (FSX).

W systemach z dwoma podgrzewaczami

ciepłej wody użytkowej stopień wstępny

jak i gotowości może być wymiarowany

osobno. Wymagana temperatura w podgrzewaczu

podstawowym powinna wynosić

minimum 55 °C, natomiast w podgrzewaczu

wstępnym 75 °C (⇒ rys. 19).

Rys. 19 Przykład hydraulicznego podłączenia instalacji słonecznej z wykorzystaniem podgrzewacza wstępnego i podstawowego

FSK

SP1

Kolektor

HK1

Przedstawiony schemat jest tylko

niewiążącą wskazówką przedstawiającą

możliwość podłączenia hydraulicznego.

Wszelkiego rodzaju zabezpieczenia należy

wykonać zgodnie z obowiązującymi,

krajowymi normami oraz przepisami.

HS-E

PH

PSS

Logasol

KS01...

PS

WWM

PZ

PUM

AW

AW

VS

FSS M

EK

RS

TW

Logalux SU.../ST...

EZ

VS

FSX M

EK

RS

Logalux SU.../ST...

FK

Kocioł Logano EMS

olej/gaz

Logamatic 4121

+ FM443

Dezynfekcja termiczna

Wymagania odnośnie jakości ciepłej wody regulują odpowiednie przepisy krajowe.

Materiały do projektowania 02/2011 15


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla domów wielorodzinnych

do 30 mieszkań

Wyznaczenie pola powierzchni kolektorów słonecznych na cele c.w.u.

Wyznaczając powierzchnię kolektorów

słonecznych dla budynków o równomiernym

profilu zużycia ciepłej wody użytkowej

jak na przykład domy wielorodzinne, należy

przyjąć dzienne zużycie c.w.u. na poziomie

ok. 70÷75 dm³ przy 60 °C przypadających

na 1 m 2 powierzchni kolektora.

Należy być ostrożnym przy założeniu zapotrzebowania,

ponieważ zbyt niskie obciążenie

może prowadzić do długich okresów

stagnacji układu przy tego typu instalacjach

słonecznych. Wyższe obciążenie powoduje

sprawniejsze działanie układu.

Przy przestrzeganiu założeń brzegowych

można zastosować poniższe zależności:

Tab. 5 Zależności do wyznaczenia ilości kolektorów słonecznych w zależności od ilości mieszkań

n SKN3.0

= 0,7 x n WE

n CKN1.0

= 0,8 x n WE

n CPC12

= 0,5 x n WE

n SKN3.0

n CPC12

n CKN1.0

n WE

liczba kolektorów słonecznych SKN3.0

liczba kolektorów słonecznych CPC12

liczba kolektorów słonecznych CKN1.0

liczba mieszkań

Warunki brzegowe dla zależności w tab. 5 • Miejscowość Poznań

• Dezynfekcja termiczna o godzinie 2:00 • Temp. podgrzewacza wstępnego max.

• Straty na cyrkulacji: budownictwo nowe 75°C, aktywna opcja przewarstwienia

100 W/jm, budownictwo stare – 140 W/jm* ) • 100 dm³/jm przy 60 °C

*) Jednostka mieszkaniowa [jm] – 4 pomieszczenia

mieszkalne, 3,5 zamieszkałych osób,

wyposażona w 1 wannę o pojemności 140 dm³

o zapotrzebowaniu 5820 Wh i współczynniku

zapotrzebowania N L

= 1

Dobór podgrzewacza wstępnego c.w.u. instalacji słonecznej

Minimalna pojemność podgrzewacza wstępnego powinna wynosić ok. 20 dm³ na m² powierzchni kolektora:

Tab. 6 Zależności do wyznaczenia pojemności podgrzewacza wstępnego

V VWS,min

= A K

x 20 dm³/m²

V VWS,min

minimalna pojemność podgrzewacza wstępnego w dm³

A K

powierzchnia kolektora w m²

Zwiększenie pojemności podgrzewacza

wpłynie pozytywnie na pracę układu jednak

z drugiej strony podniesie zużycie energii

konwencjonalnego źródła ciepła na codzienne

podgrzanie c.w.u. Podgrzewacz

wstępny powinien mieć możliwość zamontowania

dwóch czujników na 20% oraz 80%

wysokości podgrzewacza. Maksymalną

ilość kolektorów dla podgrzewacza Logalux

SU przedstawia tabela (⇒ tab. 7), wartości

te są ważne dla maksymalnej temperatury

podgrzewacza 75 °C.

Tab. 7 Maksymalna ilość kolektorów dla podgrzewacza wstępnego Logalux SU (przy maks. temperaturze podgrzewacza 75 °C)

Podgrzewacz

Ilość kolektorów słonecznych

Logalux

SKN3.0 CKN1.0 CPC12

SU400 16 18 11

SU500 20 23 13

SU750 22 26 15

SU1000 25 29 17

Dobór podgrzewacza podstawowego c.w.u. instalacji konwencjalnego źródła ciepła

Wyznaczenie pojemności podgrzewacza

podstawowego odbywa się na obecnie

obowiązujących wymaganiach dotyczących

zapotrzebowania na cele c.w.u. bez

uwzględnienia pojemności podgrzewacza

wstępnego. Specyficzna łączna pojemność

podgrzewaczy winna wynosić ok. 50

dm³/m² powierzchni kolektora.

Tab. 8 Zależności minimalnej objętości podgrzewacza wstępnego i podstawowego

przypadająca na m 2 powierzchni kolektora

(V BS

+ V VWS

)/A K

≥ 50 dm ³ /m ²

A K

powierzchnia kolektorów w m²

V BS

pojemność podgrzewacza podstawowego w dm³

pojemność podgrzewacza wstępnego w dm³

V VWS

Powyższe informacje dotyczą uproszczonego

doboru kolektorów słonecznych,

jak i pojemnościowych podgrzewaczy

ciepłej wody użytkowej. Wymagany jest

dobór pozostałych elementów instalacji

słonecznej.

16

Materiały do projektowania 02/2011


Wymiarowanie dla instalacji basenowych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

3. Wymiarowanie dla instalacji basenowych

3.1 Instalacje do podgrzewania wody basenowej

Instalacje słoneczne do podgrzewania

wody basenowej pracują z wysoką sprawnością,

ponieważ woda w basenie podgrzewana

jest stosunkowo do niskich

temperatur. W basenach odkrytych utrzymuje

się temperaturę wody basenowej na

poziomie ok. 22°C do 25°C, zaś w basenach

krytych ok. 26°C do 30°C. Baseny odkryte

posiadają dodatkowa zaletę, że użytkowane

są w okresie letnim kiedy jest największy

uzysk energii promieniowania słonecznego.

Większość strat ciepła basen traci przez

powierzchnię lustra wody (⇒ rys. 20). Zależą

one głownie od:

• Temperatury wody – im wyższa temperatura

wody, tym większe straty ciepła

na skutek parowania

• Temperatury powietrza – im wyższa temperatura

wody w basenie w stosunku do

temperatury otaczającego go powietrza,

tym większe straty ciepła. W basenach

krytych powietrze z reguły ma wyższą

temperaturę o 1 do 3 K niż temperatura

wody

• Względnej wilgotności powietrza – im

suchsze powietrze nad powierzchnią lustra

wody, tym większe straty na skutek

parowania. W basenach krytych względna

wilgotność powietrza wynosi zwykle

od 55 % do 65 %.

• Powierzchni lustra basenu.

Przedstawione straty ciepła można znacznie

zmniejszyć, przykrywając powierzchnie

lustra wody wtedy, gdy basen nie jest

używany.

Dobór urządzeń instalacji słonecznej do

ogrzewania basenu kąpielowego w istotny

sposób zależy od występujących warunków

pogodowych oraz strat ciepła

do gruntu otaczającego nieckę basenu.

W związku z czym możliwy jest jedynie

przybliżony dobór urządzeń instalacji słonecznej,

przeznaczonej do podgrzewania

wody w basenie. Zasadniczym parametrem

doborowym jest w tym przypadku

powierzchnia lustra wody basenu, ponieważ

generuje ona największe straty ciepła

w wyniku parowania, promieniowania

cieplnego oraz konwekcji.

Zainstalowana instalacja słoneczna nie

może zapewnić utrzymania zadanej wartości

temperatury wody w basenie w czasie

całego roku.

Rys. 20 Straty ciepła w basenie kąpielowym

Konwekcja 12%

Parowanie 66%

Promieniowanie

cieplne 17%

Przewodzenie ciepła 5%

Materiały do projektowania 02/2011 17


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wymiarowanie dla instalacji basenowych

Wytyczne dotyczące basenów krytych z przykryciem powierzchni lustra wody (izolacja cieplna)

Podane wytyczne w ⇒ tabeli 9 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń:

• w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną,

• wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 28 °C,

• powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 50% powierzchni lustra wody basenu

Tab. 9 Wytyczne dotyczące basenów krytych z przykryciem powierzchni lustra wody

Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC

Powierzchnia basenu 1 kolektor na 4-5 m² 1 kolektor na 3,5-4,5 m² 12 rur na 5 m²

Wytyczne dotyczące basenów krytych bez przykrycia powierzchni lustra wody

Podane wytyczne w ⇒ tabeli 10 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń:

• w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną,

• wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 28 °C,

• powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 75 % powierzchni lustra wody basenu

Tab. 10 Wytyczne dotyczące basenów krytych bez przykrycia powierzchni lustra wody

Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC

Powierzchnia basenu 1 kolektor na 3 m² 1 kolektor na 2,5 m² 12 rur na 3-4 m²

Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykryciem powierzchni lustra wody (izolacja cieplna)

Podane wytyczne w ⇒ tabeli 11 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń:

• w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną,

• wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 24 °C,

• powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 50 % powierzchni lustra wody basenu

Tab. 11 Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykryciem powierzchni lustra wody

Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC

Powierzchnia basenu 1 kolektor na 4-5 m² 1 kolektor na 3,5-4,5 m² 12 rur na 5 m²

Wytyczne dotyczące basenów odkrytych bez przykrycia powierzchni lustra wody

Podane wytyczne w ⇒ tabeli 12 obowiązują, po przyjęciu następujących założeń:

• w przypadku nie korzystania z basenu, jego powierzchnia lustra wody zostaje przykryta osłoną termiczną,

• wartość zadana temperatury wody w basenie wynosi 24°C,

• powierzchnia kolektorów słonecznych wynosi ok. 100 % powierzchni lustra wody basenu.

Tab. 12 Wytyczne dotyczące basenów odkrytych z przykrycia powierzchni lustra wody

Typ kolektora Logasol SKN3.0 Logasol CKN1.0 Vaciosol CPC

Powierzchnia basenu 1 kolektor na 2-2,5 m² 1 kolektor na 1,8-2,2 m² 12 rur na 2,5-3 m²

18

Materiały do projektowania 02/2011


Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu

kolektorów słonecznych na ich wydajność

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

4. Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu kolektorów słonecznych na ich wydajność

4.1 Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych w zależności od zastosowania

Optymalny kąt nachylenia kolektorów słonecznych

zależy od ich zastosowania. Małe

kąty nachylenia dla przygotowania ciepłej

wody oraz podgrzania wody w basenie

uwzględniają wyższe położenie słońca w

Tab. 13 Optymalny kąt nachylenia kolektora w zależności od zastosowania

okresie letnim. Większe kąty nachylenia

dla wspomagania centralnego ogrzewania

wynikają z niższego położenia słońca

w okresie zimowym (⇒ tab. 13). Optymalny

kąt w okresie całorocznej eksploatacji kolektora

słonecznego powinien wynosić ok. 40°.

W przypadku innej wartości, należy zwiększyć

powierzchnię kolektora o odpowiednie

współczynniki korekcyjne (⇒ tab. 14, 15).

Zastosowanie układu słonecznego

Optymalny kąt nachylenia

Ciepła woda 30°-45°

Ciepła woda + ogrzewanie 45°-53°

Ciepła woda + basen 30°-45°

Ciepła woda + ogrzewanie + basen 45°-53°

Materiały do projektowania 02/2011 19


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wpływ kierunku oraz kąta nachylenia montażu

kolektorów słonecznych na ich wydajność

4.2 Optymalny kierunek montażu kolektorów wg stron świata

Kolektor słoneczny osiąga największą wydajność

cieplną wtedy, kiedy jego usytuowanie

nie odbiega (w granicach +/- 15°)

od kierunku południowego. Przy większym

odchyleniu kolektora od tego kierunku,

jego wydajność znacznie się zmniejsza.

W celu uzyskania tej samej wydajności co z

kierunku południowego, powierzchnię kolektora

słonecznego należy powiększyć o

odpowiednie współczynniki korekcyjne.

Odchylenie kolektora od kierunku południowego

w kierunku zachodnim jest korzystniejsze

niż w kierunku wschodnim (⇒

tab. 14, 15).

Tab. 14 Współczynniki korekcyjne powierzchni kolektorów słonecznych SKN3.0, CKN1.0 w zależności od kąta oraz kierunku montażu

Współczynnik korekcyjny ilości kolektorów słonecznych SKN3.0, CKN1.0

Kąt nachylenia

Kierunek zachodni Południe Kierunek wschodni

90° 75° 60° 45° 30° 15° 0° -15° -30° -45° -60° -75° -90°

60° 1,26 1,19 1,13 1,09 1,06 1,05 1,05 1,06 1,09 1,13 1,19 1,26 1,34

55° 1,24 1,17 1,12 1,08 1,05 1,03 1,03 1,05 1,07 1,12 1,17 1,24 1,32

50° 1,23 1,16 1,10 1,06 1,03 1,02 1,01 1,04 1,06 1,10 1,16 1,22 1,30

45° 1,21 1,15 1,09 1,05 1,02 1,01 1,00 1,02 1,04 1,08 1,14 1,20 1,28

40° 1,20 1,14 1,09 1,05 1,02 1,01 1,00 1,02 1,04 1,08 1,13 1,19 1,26

35° 1,20 1,14 1,09 1,05 1,02 1,01 1,01 1,02 1,04 1,08 1,12 1,18 1,25

30° 1,19 1,14 1,09 1,06 1,03 1,02 1,01 1,03 1,05 1,08 1,13 1,18 1,24

25° 1,19 1,14 1,10 1,07 1,04 1,03 1,03 1,04 1,06 1,09 1,13 1,17 1,22

Przykład:

• Wytyczne:

– 3 osoby

– zużycie na poziomie 200 dm³/dobę

– kąt montażu kolektorów SKN3.0 25°

– kierunek zachód 60°

• Rozwiązanie:

– 1,9 kolektora SKN3.0 (⇒ rys. 2)

– współczynnik korekcyjny równy 1,1 (⇒ tab. 14)

– obliczenie 1,9 × 1,1 = 2,0

By uzyskać tę samą ilość energii, co w optymalnym południowym położeniu kolektorów należy zastosować 2 kolektory SKN3.0.

Tab. 15 Współczynniki korekcyjne powierzchni kolektorów słonecznych CPC w zależności od kąta oraz kierunku montażu

Współczynnik korekcyjny ilości kolektorów słonecznych CPC

Kąt nachylenia

Kierunek zachodni Południe Kierunek wschodni

90° 75° 60° 45° 30° 15° 0° -15° -30° -45° -60° -75° -90°

90° 2,4 2,0 1,9 1,8 1,8 1,9 2,0 1,9 1,8 1,8 1,9 2,0 2,4

80° 2,0 1,7 1,6 1,5 1,5 1,5 1,6 1,5 1,5 1,5 1,6 1,7 2,0

70° 1,7 1,5 1,4 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,4 1,5 1,7

60° 1,6 1,4 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2 1,3 1,4 1,6

50° 1,4 1,3 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,2 1,3 1,4

40° 1,3 1,2 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3

30° 1,3 1,2 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,2 1,3

20° 1,2 1,1 1,1 1,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 1,1 1,1 1,2

15° 1,2 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,1 1,2

20

Materiały do projektowania 02/2011


Dane techniczne kolektorów słonecznych

Logasol oraz Vaciosol

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

5. Dane techniczne kolektorów słonecznych Logasol oraz Vaciosol

5.1 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol SKN3.0

Rys. 21 Kolektor słoneczny Logasol SKN3.0

1145

2070

Logasol SKN3.0-s

90

Tab. 16 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol SKN3.0

Rodzaj budowy SKN 3.0-s SKN 3.0-w

Powierzchnia zewnętrzna (powierzchnia brutto) m² 2,37

Powierzchnia czynna (dopływu światła) m² 2,25

Powierzchnia absorbera (powierzchnia netto) m² 2,23

Pojemność absorbera dm³ 0,86 1,25

Selektywność

stopień absorpcji % 96

stopień emisji % 12

Ciężar kg 41 42

Sprawność % 77

Efektywny współczynnik przewodzenia ciepła k1 W/m²K 3,681

k2 W/m²K 0,0173

Pojemność cieplna kJ/m²K 2,96

Współczynnik korekcyjny kąta promieniowania I AM/50 C

0,911

Maksymalna temperatura robocza °C 120

Temperatura stagnacji °C 188

Nominalny obj. strumień przepływu dm³/h 50

Maksymalne nadciśnienie robocze (ciśnienie próbne) bar 6

Wydajność

Uzysk kolektora 1) kWh/m²rok 525

RAL-UZ 73 („niebieski anioł”)

kryteria zostały spełnione

Certyfikat kolektora słonecznego Solar Keymark Nr certyfikatu: 011-7S761 F

1)

Minimalna wydajność kolektora na podstawie pomiarów wykonanych wg EN 12975, przy pokryciu 40% w miejscowości Würzburg

(Niemcy), dzienny pobór ciepłej wody 200 dm³.

Materiały do projektowania 02/2011 21


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Dane techniczne kolektorów słonecznych

Logasol oraz Vaciosol

5.2 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol CKN1.0

Rys. 22 Kolektor słoneczny Logasol CKN1.0

1050

2044

2026

Logasol CKN1.0

1032

Tab. 17 Dane techniczne kolektora słonecznego Logasol CKN1.0

Rodzaj budowy

CKN1.0

Powierzchnia zewnętrzna (brutto) m² 2,09

Powierzchnia czynna (dopływu światła) m² 1,94

Powierzchnia absorbera (netto) m² 1,92

Pojemność absorbera dm³ 0,8

Selektywność

stopień absorpcji % 96

stopień emisji % 12

Ciężar kg 30

Sprawność % 76

Efektywny współczynnik przewodzenia ciepła

k1 W/m²K 4,052

k2 W/m²K 0,0138

Pojemność cieplna kJ/m²K 2,98

Współczynnik korekcyjny kąta promieniowania I AM/50

°C 0,95

Maksymalna temperatura robocza °C 120

Temperatura stagnacji °C 180

Nominalny obj. strumień przepływu dm³/h 50

Maksymalne ciśnienie robocze bar 6

Wydajność uzysk kolektora 1) kWh/m² rok 460

Certyfikat kolektora słonecznego „Solar Keymark” Nr certyfikatu: 011-7S1145 F

1)

Minimalna wydajność kolektora na podstawie pomiarów wykonanych wg EN 12975, przy pokryciu 40% w miejscowości Würzburg

(Niemcy), dzienny pobór ciepłej wody 200 dm³.

22

Materiały do projektowania 02/2011


Dane techniczne kolektorów słonecznych

Logasol oraz Vaciosol

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

5.3 Dane techniczne kolektora słonecznego Vaciosol CPC6 oraz CPC12

Rys. 23

Kolektory słoneczne Vaciosol CPC

101

702

1390

2057

Vaciosol CPC6

Vaciosol CPC12

Tab. 18 Dane techniczne kolektora słonecznego Vaciosol CPC6 oraz CPC12

Rodzaj budowy CPC 6 CPC 12

Powierzchnia zewnętrzna (powierzchnia brutto) m² 1,43 2,82

Powierzchnia czynna (dopływu światła) m² 1,28 2,56

Pojemność absorbera dm³ 0,97 1,91

Selektywność

stopień absorpcji % > 0,95

stopień emisji %


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wyciąg z danych projektowych

6. Wyciąg z danych projektowych

Tab. 19 Straty ciśnienia w kolektorach dla Solarfluidu L przy temperaturze 50 °C

Logasol SKN3.0, Logasol CKN1.0

Logasol SKN3.0

Liczba kolektorów

Pionowe

Przy przepływie nominalnym przez kolektor 50l/h

Poziome

50l/h 100l/h 1) 100l/h 2) 50l/h 100l/h 1) 100l/h 2)

mbar mbar mbar mbar mbar mbar

1 1,1 4,7 10,2 0,4 1,7 4,3

2 1,5 6,5 13,2 1,9 6,9 14,4

3 2,1 13,5 26,3 5,6 18,1 35,1

4 6,5 22,1 – 9,3 29,7 –

5 11,1 34,5 – 14,8 46,8 –

6 15,2 – – 21,3 - –

7 21,0 – – 28,9 - –

8 28,0 – – 37,6 - –

9 35,9 – – 47,5 - –

10 45,0 – – 58,6 - –

1)

przepływ dla 2 rzędów kolektorów

2)

przepływ dla 3 rzedów kolektorów

Rys 24 Opory przepływu przez kolektory CPC6 i CPC12 dla Tyfocor LS przy temperaturze 40 °C

90

80

70

CPC12

60

∆p

mbar

50

40

30

CPC6

20

10

0

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

I

V min

24

Materiały do projektowania 02/2011


Wyciąg z danych projektowych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Tab. 20

Prędkość przepływu i opory mieszanki glikolu z wodą 50:50% w temperaturze 50 °C w rurach miedzianych

Liczba

kolektorów

Przepływ

l/h

v

m/s

Prędkość przepływu v oraz opory R rur miedzianych

15x1 18x1 22x1 28x1,5 35x1,5

R

mbar/m

v

m/s

R

mbar/m

v

m/s

R

mbar/m

v

m/s

R

mbar/m

2 100 0,21 0,93 – – – – – – – –

3 150 0,31 1,37 – – – – – – – –

4 200 0,42 3,41 0,28 0,82 – – – – – –

5 250 0,52 4,97 0,35 1,87 – – – – – –

6 300 0,63 6,97 0,41 2,5 – – – – – –

7 350 0,73 9,05 0,48 3,3 0,31 1,16 – – – –

8 400 0,84 11,6 0,55 4,19 0,35 1,4 – – – –

9 450 0,94 14,2 0,62 5,18 0,4 1,8 – – – –

10 500 – – 0,69 6,72 0,44 2,12 – – – –

12 600 – – 0,83 8,71 0,53 2,94 0,34 1,01 – –

14 700 – – 0,97 11,5 0,62 3,89 0,4 1,35 – –

16 800 – – – – 0,71 4,95 0,45 1,66 – –

v

m/s

R

mbar/m

18 900 – – – – 0,8 6,12 0,51 2,06 0,31 0,62

20 1000 – – – – 0,88 7,26 0,57 2,51 0,35 0,75

22 1100 – – – – 0,97 8,65 0,62 2,92 0,38 0,86

24 1200 – – – – – – 0,68 3,44 0,41 1,02

26 1300 – – – – – – 0,74 4,0 0,45 1,21

28 1400 – – – – – – 0,79 4,5 0,48 1,35

30 1500 – – – – – – 0,85 5,13 0,52 1,56

Tab. 21 Straty ciśnienia w podgrzewaczach mieszanki glikolu z wodą 50:50% w temperaturze 50 °C

Liczba

kolektorów

Przepływ

SL300-1

SL300-2

Straty ciśnienia na wężownicach podgrzewaczy słonecznych Logalux

SL400-2 SM300 1P750 S PL750/2S PL1000/2S PL750 PL1 000 PU 500

SL500-2 SM400

SM500

l/h mbar mbar mbar mbar mbar mbar mbar mbar mbar

2 100 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 < 10 24 24 < 10

3 150 21


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wyciąg z danych projektowych

Rys. 25 Wysokość podnoszenia stacji słonecznych KS

1200

1100

1000

900

800

700

KS0150

∆ p

mbar

600

500

400

KS0110

KS0120

300

200

KS0105

100

0

0 250 500 750 1000 1250 1500 1750

V

I

h

0 5 10 15 20 25 30 35

n SKN/SKS

0 2 4 6 8 10 12 14 16

n CPC12

Tab. 22 Pojemność rur miedzianych

Rozmiar rury: średnica x grubość ścianki

[mm]

Pojemność jednostkowa

[l/m]

15 x 1,0 0,133

18 x 1,0 0,201

22 x 1,0 0,314

28 x 1,5 0,491

35 x 1,5 0,804

42 x 1,5 1,195

Tab. 23 Pojemność kolektorów słonecznych

Kolektor płaski

Kolektor próżniowy

Kolektor słoneczny

Typ

SKN3.0

Pojemność

l

pionowy 0,86

poziomy 1,25

CKN1.0 pionowy 0,8

CPC6 6-rurowy 0,97

CPC12 12-rurowy 1,91

26

Materiały do projektowania 02/2011


Wyciąg z danych projektowych

Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Tab. 24 Pojemność podgrzewaczy i buforów

Podgrzewacz słoneczny

Pojemność wężownicy

Zastosowanie Typ Logalux l

Podgrzewanie c.w.u.

biwalentny

(2 wężownice)

monowalentny

(1 wężownica)

Podgrzewanie c.w.u. oraz wsparcie podgrzewu

instalacji c.o. (podgrzewacz typu

kombi)

Instalacje z buforem ciepła

SM 300 8,0

SM400 9,5

SM500 13,2

SL300-2 0,9

SL400-2 1,4

SL500-2 1,4

SL300-1 0,9

SU160 4,5

SU200 4,5

SU300 8,0

SU400 12,0

SU500 16,0

SU750 23,0

SU1000 28,0

P750S 16,4

PL750/2S 1,4

PL1000/2S 1,6

Duo FWS750 11,0

Duo FWS1000 13,0

PL750 2,4

PL1000 2,4

PL1500 5,4

Tab. 25 Proponowana izolacja rur słonecznych

Średnica rury

Twin-Tube

(podwójna rura)

grubość izolacji

Aeroflex SSH

średnica rur x

grubość izolacji

Armaflex HT

średnica rur x

grubość izolacji

Wełna mineralna

grubość izolacji

(dla λ = 0,035 W/m x K)

mm mm mm mm mm

15 15 – 15 x 24 20

18 – 18 x 26 18 x 24 20

20 19 22 x 26 22 x 24 20

22 – 22 x 26 22 x 24 20

28 – 28 x 38 28 x 36 30

35 – 35 x 38 35 x 36 30

42 – 42 x51 42 x46 40

Materiały do projektowania 02/2011 27


Wymiarowanie powierzchni kolektorów słonecznych,

wielkości podgrzewacza c.w.u.

Wyciąg z danych projektowych

Rys. 24 Temperatura zamarzania płynu Solarfluid L

0

–10

–20

ϑ A

˚C

–30

–37

Solarfluid L

–50

0 10 20 30 40 50 60

PP-Glykol/Vol-%

Tab. 26 Temperatura zamarzania płynu Tyfocor LS

Tyfocor LS

gotowa mieszanka

Temperatura krzepnięcia

odczytana na Glykomacie

Właściwa temperatura

krzepnięcia

Stężenie % °C °C

100 -23 -28

Niedopuszczalne rozcieńczenia z wodą!

95 -20 -25

90 -18 -23

85 -15 -20

80 -13 -18

28

Materiały do projektowania 02/2011


Lp.

Oddziały

kod

pocztowy

miasto ulica telefon: fax: e-mail:

1 Buderus Poznań 62-080 Tarnowo Podgórne Krucza 6 +48 61 816 71 00 +48 61 816 71 60 poznan@buderus.pl

2 Buderus Katowice 41-253 Czeladź Wiejska 46 +48 32 295 04 00 +48 32 295 04 14 katowice@buderus.pl

3 Buderus Gdańsk 80-299 Gdańsk Galaktyczna 32 +48 58 340 15 00 +48 58 340 15 15 gdansk@buderus.pl

4 Buderus Warszawa 02-230 Warszawa Jutrzenki 102/104 +48 22 57 801 20 +48 22 57 801 21 warszawa@buderus.pl

5 Buderus Wrocław 55-070 Nowa Wieś Wrocławska Wymysłowskiego 3 +48 71 364 79 00 +48 71 364 79 06 wroclaw@buderus.pl

6 Buderus Rzeszów 35-232 Rzeszów Miłocińska 15 +48 17 863 51 50 +48 17 863 51 50 rzeszow@buderus.pl

7 Buderus Szczecin 72-005 Przecław Al. Kasztanowa 17 +48 91 432 51 14 +48 91 432 51 19 szczecin@buderus.pl

8 Buderus Olsztyn 10-449 Olsztyn Piłsudskiego 79H +48 89 533 96 39 +48 89 539 10 55 olsztyn@buderus.pl

9 Buderus Kraków 30-716 Kraków Przewóz 38 +48 12 653 07 65 +48 12 653 07 66 krakow@buderus.pl

10 Buderus Opole 45-123 Opole Budowlanych 46 B +48 77 454 98 88 +48 77 454 98 98 opole@buderus.pl

11 Buderus Kielce 25-668 Kielce Hubalczyków 30 +48 41 346 54 52 +48 41 346 54 52 kielce@buderus.pl

12 Buderus Bydgoszcz 85-758 Bydgoszcz Przemysłowa 8 +48 52 346 58 80 +48 52 346 58 85 bydgoszcz@buderus.pl

13 Buderus Łódź 94-104 Łódź Obywatelska 102/104 +48 42 648 87 60 +48 42 648 89 09 lodz@buderus.pl

14 Buderus Lublin 20-484 Lublin Inżynierska 8 H +48 81 441 59 41 +48 81 441 59 40 lublin@buderus.pl

15 Buderus Białystok 15-703 Białystok Zwycięstwa 23 +48 85 653 90 99 +48 85 653 98 99 bialystok@buderus.pl

Autoryzowany Partner Handlowy:

Buderus Technika Grzewcza Sp. z o.o.

ul. Krucza 6

62-080 Tarnowo Podgórne

tel.: +48 61 816 71 00

fax: +48 61 816 71 60

e-mail: biuro@buderus.pl

www.buderus.pl

© by Buderus Technika Grzewcza Sp. z o.o. Opracowanie graficzne: Wydawnictwo Horyzont • www.wydawnictwohoryzont.pl

More magazines by this user
Similar magazines