CosmoSUN Select 8 x 2.09 + Fish 1000 S14 - BIMs PLUS

OFERTA NA INSTALACJĘ SOLARNĄ
WSPOMAGAJĄCĄ PODGRZEW CIEPŁEJ WODY UŻYTKOWEJ
ORAZ CENTRALNE OGRZEWANIE
W BUDYNKU MIESZKALNYM
OBIEKT:
INWESTOR:
Dostawca:
Pieczęć i podpis:

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA:
A. Opis techniczny
1. Założenia dla instalacji solarnej
2. Opis zastosowanych rozwiązań
a. Grupa pompowa solarna
b. Rurociągi i armatura
c. Zabezpieczenie instalacji solarnej
3. Ogólne warunki montażu i eksploatacji urządzeń
B. Część Obliczeniowa
1. Dobór kolektorów
2. Dobór pojemności zbiornika
3. Obliczenie uzysku energetycznego z instalacji solarnej
4. Dobór naczynia wzbiorczego przeponowego
5. Dobór zaworu bezpieczeństwa
6. Dobór pompy solarnej
7. Wykres teoretycznych parametrów instalacji
C. Schemat technologiczny
Rys 1 – Schemat technologiczny instalacji solarnej
Systemy solarne CosmoSun Strona 2

A. Opis techniczny
Systemy solarne CosmoSun Strona 3

1. Założenia dla instalacji solarnej
a) lokalizacja inwestycji:………………………………………………………………………
b) średnie dobowe zużycie ciepłej wody na 1 osobę: 60 [l/d]
c) ilość użytkowników: od 4 do 7 osób
d) wspomaganie c.o. w budynku o powierzchni do 100 [m²]
e) kierunek ukierunkowania płaszczyzny kolektora: południe ±20°
f) typ kolektora przyjętego do obliczeń: kolektor płaski Cosmosun Select 2.09
g) zakładana suma promieniowania w skali roku: Qc = 1000 [kWh/m 2 ]
h) zakładane średnie dzienne nasłonecznienie w okresie letnim: Qd = 5,5 [kWh/m 2 ]
2. Opis zastosowanych rozwiązań
W obliczeniach ujęto kolektor próżniowy Cosmosun Select 2.09 o następujących parametrach:
Dane techniczne kolektora CosmoSun Select 2,09*
Dane ogólne
Pole powierzchni brutto: 2,09 m2
Pole powierzchni apertury: 1,21 m2
Pole powierzchni absorbera: 1,15 m2
Masa opróżnionego kolektora słonecznego: 30 kg
Objętość cieczy: 1,5 l
Liczba rur szklanych pokrycia: 12 szt.
Średnica zewnętrzna rury szklanej: 56 mm
Grubość ścianki rury szklanej: 1,8 mm
Materiał pokrycia: szkło solarne antyrefleksyjne
Wersja montażu: pionowa
Zalecany płyn przenoszący ciepło: mieszanka glikolu propylenowego i wody
Absorber
Materiał: miedź
Grubość blachy absorbera: 0,2 mm
Rodzaj pokrycia: wysoko selektywne
Współczynnik absorpcji: 0,95
Współczynnik emisji: 0,05
Materiał rur absorbera: miedź
Liczba rur absorbera: 12
Średnica rury absorbera: 10 mm
Grubość ścianki rury absorbera: 0,5 mm
Wymiar króćca przyłączeniowego: 18 mm
Izolacja cieplna i obudowa
Grubość izolacji cieplnej: kanał zbiorczy 30 mm
Materiał izolacyjny: wełna mineralna
Materiał obudowy: aluminium malowane proszkowo
Wymiary gabarytowe kolektora: 2186x1000x124 mm
*dane podane zgodnie z certyfikatem nr 005/2010 wydanym przez ITP w Warszawie.
Zgodnie z obliczeniami przeprowadzonymi w pkt. B niniejszego opracowania, układ solarny
zasilany będzie przez 8 kolektów próżniowych, których parametry umieszczono powyżej.
Systemy solarne CosmoSun Strona 4

Kolektory zostaną zainstalowane w 2 bateriach na zestawach montażowych przeznaczonych na
dach skośny. Warunki montażu umieszczono w instrukcji montażu producenta stanowiącej
oddzielny dokument dołączony bezpośrednio do urządzenia.
Kolektory zwrócone będą w kierunku południowym lub ewentualnym odchyleniem od tego
kierunku o maksymalnie 20°.
Energia cieplna uzyskana z kolektorów zostanie przekazana na nośnik ciepła znajdujący się w
absorberze kolektora. Zabrania się stosowania innego nośnika niż ujętego w opracowaniu.
Podgrzany do odpowiedniej temperatury nośnik ciepła, przekaże ciepło wodzie buforowej za
pośrednictwem wymiennika, którego funkcję pełni wewnętrzna wężownica zbiornika solarnego
Fish 1020 S14.
Układ solarny sterowany jest regulatorem PS5512SZ połączonym z czujnikami temperatury
kolektora i zbiornika oraz z pompą solarną stanowiącą element składowy grupy pompowej.
Po uzyskaniu odpowiedniej różnicy temperatur pomiędzy kolektorem a zbiornikiem, regulator
uruchamia pompę do momentu zrównania się w/w temperatur lub uzyskania założonej
temperatury c.w.u. w zbiorniku.
Ciepła woda użytkowa gromadzona jest w wewnętrznym emaliowanym zbiorniku
otoczonym ciepłą woda buforową zasobnika zewnętrznego. Podgrzew następuje za
pośrednictwem wody buforowej podgrzewanej przez kolektor lub za pośrednictwem
kotła podłączonego do wężownicy.
Ładowanie centralnego ogrzewania wodą buforową następuje poprzez zawór trójdrogowy.
Funkcję pozostałych urządzeń instalacji solarnej określa poniższa cześć opracowania.
Zakładany roczny uzysk energii z instalacji solarnej wynosi 6899 kWh. Należy pamiętać, że jest to
wartość uwzględniająca optymalne nachylenie i południowe ukierunkowanie płyty kolektora. Na
rzeczywisty uzysku wpływ ma również odpowiednia instalacja oraz obsługa systemu solarnego.
a. Grupa pompowa solarna
Przepływ płynu solarnego w instalacji zapewnia grupa pompowa GPSN 70 połączona z
regulatorem. Dobór solarnej grupy pompowej jest podyktowany wielkością oporów przepływu
i wielkością przepływu czynnika, który zależy od obsługiwanej liczby kolektorów słonecznych.
Zadaniem grupy pompowej jest wymuszenie obiegu płynu solarnego od kolektorów słonecznych
do zbiornika.
b. Rurociągi i armatura
Projekt instalacji solarnej przewiduje zastosowanie rur miedzianych bez szwu, twardych,
łączonych przez lutowanie lutem twardym lub przewodów elastycznych ze stali nierdzewnej.
Połączenia rurociągu z podgrzewaczem należy wykonać za pomocą połączeń gwintowych. Jako
uszczelniacz powinien zostać użyty materiał odporny na działanie wysokich temperatur, odporny na
działanie glikolu (stężenie do 50%) niepogarszający właściwości roztworu glikolu oraz niewpływający
negatywnie na miedź. Średnice przewodów dobrano na podstawie przyjętej prędkości przepływu
w przedziale 0,3 – 0,5 m/s. Izolacja termiczna wykonana z kauczuku etylenowo-propylenowego
EPDM o grubości min.13mm.
Systemy solarne CosmoSun Strona 5

Żeby zapewnić prawidłowe odwodnienie instalacji w najniższych punktach, należy zamontować
kurki kulowe spustowe. W celu uzyskania optymalnej wielkości przepływu nośnika ciepła przez
kolektory, zastosowano regulator przepływu, który jest na wyposażeniu grupy pompowej. Regulacji
strumienia czynnika roboczego należy dokonać zgodnie z naniesionymi na schemat połączeniowy
kolektorów wielkościami, które zostały obliczone na podstawie przyjętego przepływu 94 dm 3 /h
przypadającego na 1 kolektor.
Do pomiaru ciśnienia i temperatury użyto manometrów i termometrów o odpowiednim zakresie
działania stanowiących wyposażenie grupy pompowej.
c. Zabezpieczenie instalacji solarnej
Zabezpieczenie instalacji solarnej przed nadmiernym wzrostem ciśnienia w instalacji stanowi
przeponowe naczynie wzbiorcze oraz zawór bezpieczeństwa 6bar zamontowany przy grupie
pompowej. Urządzenia zabezpieczające należy instalować po stronie zimnej czynnika obiegowego.
2. Ogólne warunki montażu i eksploatacji urządzeń
Montaż instalacji
• Kolektor słoneczny należy połączyć z uprzednio zamontowanym w dachu zestawem montażowym
zgodnie z dołączoną do zestawu instrukcją.
• Kolektor słoneczny należy ustawić w kierunku południowym lub z ewentualnym odchyleniem od
tego kierunku o max. 45° (zalecane ±20°). Inne ustawienie jest dopuszczalne jedynie za zgodą
producenta.
• Po uprzednim zamontowaniu kolektora słonecznego na dachu, należy zabezpieczyć szkło
materiałem uniemożliwiającym przedostanie się promieni słonecznych do płyty absorbera.
Niezastosowanie się do tego punktu naraża osobę montującą kolektor na poparzenie.
• Na króćcach kolektora należy umieścić zestaw połączeniowy zgodnie z odrębną instrukcją
dołączoną do zestawu połączeniowego.
• Zestaw połączeniowy należy połączyć z zaizolowanymi termicznie przewodami zasilania i powrotu
zasobnika. Sposób przeprowadzenia przewodów przez konstrukcję budynku należy każdorazowo
rozpatrywać indywidualnie. Należy jednak pamiętać, że im większe narażenie przewodów na
działanie zewnętrznych warunków atmosferycznych, tym niższa sprawność instalacji. Jeśli istnieje
taka możliwość, przewody należy przeprowadzić przez kanały wentylacyjne od piwnicy aż po
dach. Średnica przewodu zależy od jego długości. Średnicę przewodu należy ustalić przed doborem
wielkości grupy pompowej. Przewody należy dodatkowo zabezpieczyć izolacją termiczną na bazie
kauczuku odporną na temperatury powyżej 120°C i na działanie promieni UV. W przypadku gdy
izolacja nie jest odporna na działanie promieni słonecznych, w części narażonej na działanie słońca,
należy ją dodatkowo zabezpieczyć samoprzylepną taśmą aluminiową.
• W tulei zanurzeniowej czujnika temperatury kolektora należy umieścić czujnik.
• Należy dokonać montażu pozostałych elementów instalacji, tj: grupy pompowej z zaworem
bezpieczeństwa, regulatora, zasobnika, naczynia przeponowego.
• W celu zapewnienia poprawnej pracy instalacji, należy stosować jedynie urządzenia do tego celu
przeznaczone i posiadające parametry zapewniające poprawną pracę instalacji.
Systemy solarne CosmoSun Strona 6

• Należy zwrócić szczególną uwagę na to, aby na zasilaniu dolnej wężownicy wykonać hamulec
hydrauliczny ograniczający transfer ciepła ze zbiornika do kolektora. Brak hamulca może
spowodować pojawienie się pary wodnej w kolektorze, a co za tym idzie obniżenia sprawności
instalacji i uszkodzenie kolektora.
• Napełnienie instalacji najlepiej wykonać przy użyciu specjalistycznego urządzenia napełniającego .
Zalecane ciśnienie robocze instalacji: 3bar
• Napełnienie instalacji może się odbyć jedynie w momencie, gdy kolektory nie są nagrzane i nie są
poddane działaniu promieni słonecznych. Próba napełnienia kolektora przy pełnym
nasłonecznieniu może spowodować zniszczenie urządzenia.
Po napełnieniu instalacji należy dokonać odpowiedniego ustawienia przepływu na regulatorze
znajdującym się w grupie pompowej. W tym celu należy najpierw ustawić na regulatorze pracę
pompy na sposób ręczny po czym ustawić najniższy bieg na pompie. Następnie dokonać próby
ustawienia przepływu na grupie pompowej na wartość
(1 kolektor = 1,57l/min). Jeśli wartość została osiągnięta, należy dokonać zmiany trybu pracy
pompy na regulatorze na auto, jeśli wartość nie jest możliwa do osiągnięcia, należy zmienić bieg na
pompie na wyższy.
• W przypadku pojawienia się szumu podczas pracy pompy, należy dokonać odpowietrzenia
separatora powietrza znajdującego się w grupie pompowej.
• Należy tak zamontować regulator i grupę pompową, aby ewentualne otwarcie zaworu
bezpieczeństwa nie spowodowało zalania regulatora (zastosować odprowadzenie do kanalizacji).
Eksploatacja instalacji
• Przynajmniej raz w roku po okresie zimowym, należy dokonać oględzin instalacji pod względem:
- szczelności kolektora
- stanu szklanych części kolektora
- ciśnienia instalacji poprzez odczyt na manometrze
- szczelności instalacji
- stanu izolacji termicznej przewodów rurowych
- poprawności pracy regulatora i czujników
• Po 2 latach eksploatacji, a następnie co roku przed okresem zimowym należy dokonać oględzin
instalacji pod względem stanu nośnika ciepła. Badanie powinno się odbyć przy użyciu
specjalistycznych urządzeń. W przypadku gdy temperatura zamarzania jest inna niż
-39°C należy dokonać wymiany płynu na nowy.
• Należy zapewnić odbiór ciepła z zasobnika, w przeciwnym wypadku może dojść do przegrzania
kolektora słonecznego, co może spowodować jego uszkodzenie. Gwarancja tego typu uszkodzeń
nie obejmuje.
Systemy solarne CosmoSun Strona 7

B. Obliczenia
Systemy solarne CosmoSun Strona 8

1. Dobór ilości kolektorów
• Zapotrzebowanie na dobową energię potrzebną do przygotowania c.w.u.
Q = m x c x ΔT [kWh]
Q = 300 x 1,16 x 50 = 17,40 [kWh]
gdzie:
m – dobowe zużycie c.w.u. [dm³]
c – właściwa pojemność cieplna wody 1,16 [Wh/kg K]
ΔT – różnica temperatur
tc – temperatura c.w.
tz – temperatura z.w.
ΔT = tc – tz
ΔT = 60 – 10 = 50 [K]
• Minimalna wymagana powierzchnia czynna kolektora (wspomaganie c.w.u.)
F = [Wp x Q x 365] / [(Ww - K) x Qc]
F = [0,6 x 17,40 x 365] / [(0,75 - 0) x 1000] = 5,08 [m 2 ]
gdzie:
Wp – przyjęty współczynnik pokrycia c.w.u. (roczny)
Q – zapotrzebowanie na dobową energię potrzebną do przygotowania c.w.u [kWh]
Ww – współczynnik sprawności instalacji solarnej
K – stopień obniżenia sprawności spowodowany złym ukierunkowaniem
Qc – nasłonecznienie roczne w przewidywanym miejscu montażu instalacji
solarnej [kWh/m 2 ]
Ostatecznie na cele c.w.u. dobrano 4 szt. kolektora CosmoSun Select 2.09
o całkowitej powierzchni czynnej Fc = 4,60 [m 2 ]
• Dla celów wspomagania centralnego ogrzewania budynku o powierzchni do 100[m²]
dobrano 4 szt. kolektora CosmoSun Select 2.09 o całkowitej powierzchni czynnej Fc = 4,60 [m 2 ]
Systemy solarne CosmoSun Strona 9

2. Dobór pojemności zbiornika
gdzie:
Vp1 = [Fc x Qd x (Ww – K)] / (c x ΔT)
Vp1 = [9,20 x 5500 x (0,75 – 0)] / (1,16 x 40) = 818 [l]
Fc – całkowita powierzchnia czynna 5 kolektorów CosmoSun Select 2.51
Qd – średnie dzienne nasłonecznienie w okresie letnim [Wh/m 2 ]
Ww – współczynnik sprawności instalacji solarnej
K – stopień obniżenia sprawności spowodowany złym ukierunkowaniem
c – właściwa pojemność cieplna wody 1,16 [Wh/kg K]
ΔT – różnica temperatur
Ze względu na znaczną rozbieżność oferowanych na rynku pojemności zbiorników solarnych.
Ostatecznie przyjęto zbiornik Fish 1020 S14
3. Dobór naczynia wzbiorczego przeponowego dla instalacji solarnej
• Ciśnienie wstępne w naczyniu wzbiorczym przeponowym
P =1,5 + 0,1 x h [bar]
P = 1,5 + 0,1 x 15 = 3,0 [bar]
gdzie:
h – wysokość geometryczna instalacji solarnej [m]
• Pojemność całkowita naczynia wzbiorczego przeponowego
gdzie:
V =(VU +VA + VK) x (6,5)/(5,5 - P)
V = (1,22 + 5,70 + 12,0) x (6,5 / (5,5 – 3,0)) = 49,2 [l]
Vu – pojemność użytkowa naczynia wzbiorczego przeponowego
VU = Vinst. x 0,015 [l]
VU = 81,37 x 0,015 = 1,22 [l]
VU ≥ 1 litr [l]
VA – przyrost czynnika spowodowany wzrostem temperatury w instalacji
VA = Vinst x 0,07 [l]
VA = 81,37 x 0,07 = 5,70 [l]
VK – pojemność kolektorów
VK = Nk x 1,7 [l]
VK = 8 x 1,5 = 12,0 [l]
Przyjęto naczynie wzbiorcze przeponowe o następujących parametrach:
Vc – 80 [l]
Pdop - 10 bar
Systemy solarne CosmoSun Strona 10

4. Dobór zaworu bezpieczeństwa
Teoretyczna moc kolektorów
N = 7,69 [kW]
r - ciepło parowania płynu przy ciśnieniu 6 bar
r = 2089 [kJ/kg]
Wymagana przepustowość zaworu bezpieczeństwa:
Przepustowość zaworu
m ≥ 3600 x (N / r) [kg/h]
m ≥ 3600 x (7,69 / 2089) [kg/h]
m ≥ 13,3 [kg/h]
gdzie:
p1 - ciśnienie zrzutowe, [MPa]
pd = 0,6
α - współczynnik wypływu zaworu
α = 0,39
M = 10 x K1 x K2 x α x A x (p1 + 0,1) [kg/h]
p1 = 1,1 x pd [MPa]
p1 = 1,1 x 0,6 = 0,66 [MPa]
A - obliczeniowa powierzchnia przekroju kanału dopływowego zaworu
A = (π x d 2 ) / 4 [mm]
A = (3,14 x 13 2 ) / 4 = 133 [mm]
K1 - współczynnik poprawkowy uwzględniający właściwości pary i jej parametry
przed zaworem
zał.: Maksymalna temperatura wody na wyjściu z kolektora t1 = 100 °C
K1 = 0,53
K2 - współczynnik poprawkowy uwzględniający wpływ stosunku ciśnienia przed i za zaworem
K2 = 1,0 ponieważ (p2 + 0,1)⋜ (p1 + 0,1) x βkr
Dla powyższych warunków przepustowość zaworu bezpieczeństwa
6bar GW1/2"xGW3/4'' wynosi:
M = 10 x K1 x K2 x α x A x (p1 + 0,1) [kg/h]
M = 10 x 0,53 x 1,0 x 0,39 x 133 x (0,66 + 0,1) = 208 [kg/h] ≥ 13,3 [kg/h]
Systemy solarne CosmoSun Strona 11

5. Dobór pompy solarnej
• strumień objętości przepływu
gdzie:
Vo = Fc x Qp [l/h]
Vo = 8 x 94 = 752 [l/h]
Fc – całkowita powierzchnia czynna kolektorów [m 2 ]
Qp – natężenie przepływu 25 [l/h m 2 ]
• całkowity opór przepływu
gdzie:
hcałk = hinst + hz + hk [m H2O]
hcałk = 0,7 + 3,8 + 1,5 = 6,0 [m H2O]
hinst – spadek ciśnienia na przewodach instalacji
hz – spadek ciśnienia na wymienniku w zbiorniku
hk – spadek ciśnienia na kolektorach
Na podstawie powyższych parametrów dobrano grupę pompową GPSN 70
Systemy solarne CosmoSun Strona 12

6. Wykres teoretycznych parametrów instalacji
Wykres zysku energii z instalacji solarnej
1000
900
800
700
[kWh]
600
500
400
300
200
100
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
miesiąc
Systemy solarne CosmoSun Strona 13

C. Schemat technologiczny
Systemy solarne CosmoSun Strona 14

Systemy solarne CosmoSun Strona 15

Zestawienie wybranych elementów instalacji solarnej CosmoSun
L.p. Wyszczególnienie urządzeń i armatury ilość Artykuł Nr
1
Pakiet solarny CosmoSun Select 8x2,09 + Fish 1000 S14
(z zestawem mont.)
1 IKAPS10820A
W skład pakietu wchodzi:
Kolektor CosmoSun Select 2,09 – 8 szt.
System połączeń kolektora CosmoSun Select – 2 kpl.
Regulator solarny PS5512SZ – 1 szt.
Grupa pompowa GPSN 70 – 1 szt.
Naczynie przeponowe 80L – 1 szt.
płyn do instalacji solarnej HTL 20l – 5 szt.
Podgrzewacz solarny Fish 1020 S14 – 1 szt.
Zawór trójdrogowy dzielący z siłownikiem – 1szt.
Zestaw (standardowy) do mont. 2 kolektorów
CosmoSun Select na połaci dachu >25° - 2 kpl.
Zestaw (standardowy) rozszerzający do mont. 2 kolekt.
CosmoSun Select na połaci dachu >25° - 2 kpl.
1
(ALTERNATYWA)
Pakiet solarny CosmoSun Select 8x2,09 + Fish 1000 S14
(bez zestawem mont.)
1
IKAPS10820B
W skład pakietu wchodzi:
Kolektor CosmoSun Select 2,09 – 8szt.
System połączeń kolektora CosmoSun Select – 2 kpl.
Regulator solarny PS5512SZ – 1 szt.
Grupa pompowa GPSN 70 – 1 szt.
Naczynie przeponowe 80L – 1 szt.
płyn do instalacji solarnej HTL 20l – 5 szt.
Podgrzewacz solarny Fish 1020 S14 – 1 szt.
Zawór trójdrogowy dzielący z siłownikiem – 1szt.
(wymagany osprzęt dodatkowy / do wyboru)
2
Zestaw (standardowy) do mont. 2 kolektorów
CosmoSun Select na połaci dachu >25° - 1 kpl.
Zestaw (standardowy) rozszerzający do mont. 2 kolekt.
CosmoSun Select na połaci dachu >25° - 1 kpl.
2
2
IKA2K1
IKA2K3
(lub)
Zestaw (standardowy) do mont. 2 kolektorów
CosmoSun Select na połaci dachu 25° - 1 kpl.
2
2
JKA2S1
IKA2K3
Systemy solarne CosmoSun Strona 16

Zestaw (blacha falista / trapezowa) do mont. 2 kolektorów
CosmoSun Select na połaci dachu 25° - 1 kpl.
2
2
IKA2N1
IKA2N3
Zestaw (dach. karpiówka) do mont. 2 kolektorów
CosmoSun Select na połaci dachu 25° - 1 kpl.
2
2
IKA2P1
IKA2P3
Zestaw (uniwersalny) do mont. 2 kolektorów
CosmoSun Select na połaci dachu