Newsletter
Ankieta
Studia podyplomowe OZE
| Pomoc programu kolektrek on-line |
zapotrzebowanie na ciepłą wodę użytkową (C.W.U) Typowe zużycie ciepłej wody użytkowej (c.w.u.) w gospodarstwie domowym kształtuje się na poziomie - małe 40 litrów/dzień - osoby oszczędne - średnie 60 litrów/dzień - typowe - duże 80 litrów/dzień - zużycie nadmierne w zależności od własnych obserwacji proszę podać zużycie w konkretnym przypadku obliczeniowym. W razie braku rozeznania w tej materii proszę wpisać 50 l/dzień. Temperatura wody sieciowej jest to średnio roczna temperatura zimnej wody, wynosząca zazwyczaj 4-7 oC. Temperatura wody w zasobniku jest to maksymalna temperatura, do której podgrzewana będzie woda w zasobniku zazwyczaj ok 50o C. Oszacowanie zużycia ciepłej wody i jej temperatura niezbędna jest do obliczenia zapotrzebowania na energię do podgrzewania zadeklarowanej ilości ciepłej wody. Bardzo istotne jest aby podawane dane były zgodne z rzeczywistością ponieważ w innym przypadku grozi nam przewymiarowanie lub niedowymiarowanie instalacji. lokalizacja, nasłonecznienie, temperatura, usłonecznienie Wybór lokalizacji służy wprowadzeniu do obliczeń właściwych danych o nasłonecznieniu, usłonecznieniu, temperaturze oraz szerokości geograficznej. Nasłonecznienie - ilość energii docierająca do poziomej powierzchni ziemi. W programie liczba kWh docierająca do powierzchni m2 w ciągu miesiąca. Usłonecznienie - liczba godzin słonecznych w ciągu miesiąca. Temperatura - średnia dzienna temperatura w miesiącu. Temperatura - w przypadku danych użytych w programie jest to średnia dzienna temperatura w danym miesiącu. ustawienie kolektora Odpowiednie ustawienie kolektora ma na celu maksymalne zwiększenie ilości energii docierającej do jego powierzchni. W zależności od pory roku optymalny kąt ustawienia kolektora jest inny. Parametrem charakteryzującym ustawienie kolektora jest współczynnik "f" który stanowi stosunek energii padającej na powierzchnie pochyła kolektora do ilości energii która padała by na powierzchnie poziomą (horyzontalną) tej samej wielkości. Współczynnik korekcyjny f jest niezbędny do przeliczenia wartości nasłonecznienia mierzonej przez stacje meterologiczne dla powierzchni poziomej na energię padającą na nachyloną powierzchnie kolektora. Prawidłowo dobierając kąt pochylenia kolektora beta można zwiększyć ilość energii docierającej do kolektora w określonych porach roku. Program sugeruje optymalne kąty , jakie należy użyć w zależności od okresów w jakich instalacja solarna ma być wykorzystywana.(Wpisz jakąkolwiek wartość kąta beta i kliknij oblicz aby program wyliczył optymalne kąty dla poszczególnych okresów). Użycie któregoś z wyliczonych przez program kątów spowoduje, że energia docierająca do kolektora w tym okresie będzie największa. Uwaga: Jeżeli instalacja solarna będzie planowana do produkcji ciepłej wody w dłuższym okresie niż letni watro zwiększyć kat pochylenia kolektora tak aby zwiększyć maksymalnie ilość energii docierającej do kolektora w okresach jesienno-wiosennych. Mimo że przy takim ustawieniu współczynnik "f" dla miesięcy letnich jest zazwyczaj mniejszy od 1 to i tak ilość energii docierająca w tym okresie do ziemi jest tak duża, że pozwoli na pełne zapewnienie ciepłej wody. wiadomości wstępne o instalacji Dobór średnicy przewodów zależy głównie od natężenia przepływu cieczy solarnej. Natomiast natężenie zależy od liczby kolektorów, typu kolektorów i sposobu ich podłączenia.( zazwyczaj w instalacjach solarnych przeznaczonych dla domków jednorodzinnych stosuje się przewody rurowe o średnicy 15 mm) Wysokość Hst - jest to odległość w pionie pomiędzy naczyniem wzbiorczym a kolektorem. Podanie prawidłowej wysokość Hst jest niezbędne do prawidłowego obliczenia wymaganej pojemności naczynia wzbiorczego. Temperatura otoczenia zasobnika jest to temperatura, która panuje w pomieszczeniu, w którym znajdował będzie się zasobnik solarny. Podanie prawidłowej temperatury otoczenia zasobnika jest konieczne, aby prawidłowo oszacować straty energii z zasobnika. Zazwyczaj temperatura panująca w pomieszczeniach mieszkalnych przyjmuje się 22C. Jeżeli zasobnik solarny będzie umieszczany w pomieszczeniach gospodarczych temperatura może być niższa np. 16C. wykorzystanie instalacji solarnej do produkcji C.W.U Zaznaczenie odpowiednich okresów (np. lato) jest niezbędne, aby prawidłowo oszacować straty energii z instalacji solarnej. Jeżeli instalacja nie jest specjalnie projektowana, aby pracować wyłącznie sezonowo np. w okresie letnim należy zaznaczyć okres Cały rok. Określ współczynnik krotności. Współczynnik krotności jest to bezwymiarowa wartość określająca ile razy jest większy zasobnik solarny od dziennego zapotrzebowania na energię. Zazwyczaj w prawidłowo dobranej instalacji współczynnik krotności mieści się w zakresie 1,5 - 2 i miedzy innymi na podstawie tego współczynnika dobierany jest zasobnik solarny tak aby gromadził wystarczająco dużo cieplej wody w okresie słonecznym na czas gdy promieniowanie słoneczne jest nie wystarczające lub w ogóle nie występuje (okresy pochmurne, okres nocny) Cyrkulacja Obieg z cyrkulacją - oznacza, że ciepła woda krąży w przewodach rurowych i jest niezwłocznie dostępna po odkręcenia kurka jednak cyrkulacja znaczne zwiększa straty energii w tym celu zaleca się nie stosowanie obiegów cyrkulacyjnych, jeżeli nie są konieczne (mała odległość między zasobnikiem poborem wody). W przypadku, gdy decydujemy się na zastosowanie cyrkulacji zaleca się stosowanie wyłączników czasowych pompy cyrkulacyjnej w celu ograniczenia strat energii. W tym przypadku w programie należy podać dobowy czas pracy pompy cyrkulacyjnej. izolacja Zastosowanie izolacji znacznie zmniejsza straty energii z przewodów rurowych. Im izolacja jest grubsza tym straty cieplne są mniejsze. Ważny jest również rodzaj izolacji a zwłaszcza parametr lambda, który określa przenikalność cieplną izolacji im wartość współczynnika niższa tym izolacja ma lepsze właściwości izolacyjne. Dodatkowo należy zwrócić uwagę na zakres dopuszczalnych temperatur pracy izolacji zwłaszcza tej stosowanej na zewnątrz budynku na przewody będące w bezpośredniej bliskości kolektora, który w słoneczne letnie dni jest w stanie nagrzać się do ponad 200 oC i należy liczyć się, że przewody rurowe w jego pobliżu będą miały podaną temperaturę. Dodatkowo izolacja na zewnątrz budynków powinna charakteryzować się dużą odpornością na uszkodzenia mechaniczne. Zgodnie z polską normą grubość izolacji na zewnątrz budynku powinna być nie mniejsza niż 30mm a wewnątrz budynku nie mniejsza niż 20 mm sterownik solarny Sterownik solarny jest to urządzenie sterujące pracą instalacji jego zadanie to sterowanie pracą pompy solarnej w zależności od temperatur wody w zasobniku oraz płynu znajdującego się w kolektorze. Wiele nowych sterowników ma wiele dodatkowych funkcji jak obsługa wielu zasobników, współpraca układu, CO z CWU, zabezpieczanie przed przegrzaniem. Wybór odpowiedniego sterownika powinien charakteryzować analiza naszych potrzeb tak, aby wybrać urządzenie najlepiej pasujące do naszej instalacji. zasobnik solarny Zasobnik solarny to jeden z najważniejszych elementów instalacji solarnej a jego prawidłowy dobór pozwala na jak najlepsze wykorzystanie energii słonecznej. W pierwszym wierszu program podaje minimalną wielkość zasobnika jednak należy pamiętać ze im zasobnik solarny jest większy tym lepiej. Energia słoneczna charakteryzuje się bardzo dużym zróżnicowaniem nasłonecznienia w czasie to znaczy, że słońce świeci zazwyczaj, gdy nie jest potrzebne. Należy pamiętać, że największe złożycie ciepłej wody występuje rano i wieczorem a najwięcej energii dociera do ziemi w południe. Dodatkowo musimy pamiętać, że często występują dni pochmurne, kiedy ilość energii jest bardzo mała. Z tego względu zasobnik solarny powinien zgromadzić ciepłą wodę przynajmniej na dwa dni. Dodatkowo ze względu, że zasobnik solarny gromadzi ciepłą wodę na tak długi okres musi charakteryzować się bardzo dobrą izolacją. Szukając oszczędności na zasobniku i wybierając tanie konstrukcje o małych pojemnościach znacznie ograniczymy sprawność naszej instalacji z działania, której z pewnością nie będziemy zadowoleni. wybór kolektora W pierwszej kolejności należy dokonać wyboru kolektora. Nasz wybór powinien opierać się na analizie naszych wymagań odnośnie instalacji. Krótka charakterystyka parametrów kolektora niezbędna do ich porównywania. k1, k2 - współczynniki przenikania ciepła decydujące o sprawności kolektora. Im niższe wartości współczynników tym kolektor ma lepszą izolację cieplną a za tym wolniej traci energię w niższych temperaturach otoczenia i pracuję z większą sprawnością. hop- sprawność optyczna określa, jaki procent promieniowania docierającego do kolektora może być przez niego zaabsorbowana i zamieniona na ciepło. Sprawność optyczną, można zdefiniować jako iloczyn optycznych właściwości osłony (transmisja) oraz zdolności absorbcyjnej absorbera(podawana przez producenta). Powierzchnia kolektorów - przy wyborze kolektorów należy szczególną uwagę zwrócić na powierzchnię efektywną, czyli tą, na którą pada promieniowanie słoneczne. Ponieważ tylko ta powierzchnia uczestniczy w przetwarzaniu promieniowania na ciepło. W przypadku kolektorów płaskich jest to zazwyczaj powierzchnia netto a w przypadku kolektorów próżniowych to powierzchnie aparaturowa. Zazwyczaj kolektory próżniowe charakteryzują się niższymi wartościami współczynników k1 i k2, czyli posiadają lepszą izolacje cieplną, przez co nadają się dobrze do instalacji całorocznych, które pracują również w okresie zimowym. Jeżeli planujemy pozyskiwanie energii cieplnej w okresie zimowym kolektory płaskie nie spełnią naszych oczekiwań, ponieważ niska temperatura na zewnątrz spowoduje, że nawet w słoneczne dni zysk energii nie pokryje strat cieplnych. Z drugiej strony kolektory płaskie charakteryzują się wyższą sprawnością optyczną przez to lepiej nadają się do instalacji sezonowych pracujących jedynie lub głównie w okresie letnim pozwalają znacznie ograniczyć koszty takich sezonowych instalacji poprzez swoją niższą cenę. Wiele kolektorów dostępnych na rynku nie posiada wyznaczonych opisanych powyżej parametrów (współczynniki przenikania ciepła, sprawność optyczna), przez co nie ma możliwości ich porównywania czy dokonywania, jakichkolwiek obliczeń z ich udziałem. Zazwyczaj są to konstrukcje nie poddawane żadnym badaniom laboratoryjnym, czy testom. Zawsze należy pytać o parametry kolektora oraz o certyfikat poddania kolektora testom. Uchroni nas to przed kupnem produktów, które zawiodą nasze oczekiwania. powierzchnia i liczba kolektorów Prawidłowo dobrana instalacja solarna zapewnia w pełni ciepłą wodę użytkową ze słońca w okresie letnim (posiadamy w tych miesiącach 100% pokrycie solarne). W pierwszej kolumnie w tabeli znajduje się wyliczone liczba kolektorów, przy której w danym miesiącu otrzymamy pełne pokrycie solarne. Liczba kolektorów zmienia się w zależności od miesiąca z uwagi na zmieniającą się sprawność kolektorów jak i ilość energii docierającą do ziemi w poszczególnych miesięcy. W polu edycyjnym na dole wybierz liczbę kolektorów tak, aby zapewnić pokrycie solarne w poszczególnych miesiącach na wybranym poziomie. Pamiętaj Zwiększając liczbę kolektorów zwiększymy możliwą do pozyskania ilość energii, przez co zwiększamy % pokrycie solarne. Należy mięć na uwadze, że zwiększając liczbę kolektorów zwiększymy głównie ilość energii w okresie letnim, przez co jeżeli dla letnich miesięcy pokrycie solarne dochodzi do 100% dalsze zwiększanie liczby kolektorów staje się coraz mniej uzasadnione ekonomicznie, ponieważ przyrost energii jest nie adekwatny do kosztów rozbudowy instalacji. Dlatego należy znaleźć dobry kompromis pomiędzy ekonomią a efektywności. Pomagają w tym wyliczane na bieżąco dla każdego miesiąca pokrycie solarne oraz inne parametry zysku energetycznego(patrz tabela na dole). Pokrycie solarne - procentowa ilość energii zapewniana przez kolektory. Przykładowo pokrycie solarne na poziomie 70% oznacza ze kolektory zapewniają 70% energii a 30% będzie musiało być uzupełniane z układu konwencjonalnego. naczynie wzbiorcze Naczynie wzbiorcze - jest elementem instalacji, która gromadzi nadmiar płynu solarnego powstałego w wyniku nagrzewania się cieczy. Program podaje minimalną wartość naczynia wzbiorczego dla konkretnej wybranej przez użytkownika instalacji. Należy pamiętać ze instalacja solarna pracuje w wyższych temperaturach niż instalacja centralnego ogrzewania (CO) głównie z tego względu schematy doboru i obliczeń naczynia wzbiorczego dla instalacji CO są inne niż dla instalacji solarnej. Uwaga Dobór zbyt małego naczynia wzbiorczego może być przyczyną utraty płynu solarnego z instalacji. Ma to miejsce głównie w okresach letnich, gdy ilość energii docierająca do kolektorów jest większa niż możliwości jej odbioru. Z tego powodu kolektory mogą przejść w stan stagnacji, co spowoduje przejście w stan gazowy części płynu solarnego znacznie powiększając zajmowaną przestrzeń. W przypadku, gdy naczynie wzbioercze nie będzie w stanie pomieścić nadmiaru płynu ulotni się on w postaci pary przez zawór bezpieczeństwa. Takie zdarzenia nie są normalnymi zjawiskami i wynikają jedynie ze źle zaprojektowanych i dobranych elementów instalacji niemniej jednak pojawiają się często z powodu braku odpowiedniej wiedzy instalatorów i projektantów na temat działania instalacji solarnych jak i również z powodu oszczędności czynionych przy zakupie naczyń wzbiorczych, przez co dobierane naczynia są zbyt małe. Pojemność naczynia wzbiorczego zależy nie tylko od liczby kolektorów nie uwzględnienie w obliczeniach innych parametrów jest oczywistym i częstym błędem. system połączeń System połączeń kolektorów najczęściej zależy od liczby łączonych kolektorów i typu kolektorów. W przypadku połączenia równoległego ciecz solarna zostaje równomiernie rozdzielona na wszystkie kolektory. Połączenie to cechuje się wysokim całkowitym natężeniem przepływu i niskimi stratami ciśnienia. Ponadto w układzie tym, temperatura czynnika roboczego na wejściu do każdego z kolektorów jest taka sama. Jeśli kolektory są takie same a strumień masy czynnika jest również taki sam, to temperatura na wyjściu z każdego kolektorów jest również taka sama. Wszystkie kolektory w układzie równoległym pracują wówczas z taka samą sprawnością. W przypadku połączenia szeregowego ciecz solarna będzie płynąć sekwencyjnie od pierwszego kolektora do ostatniego. Powoduje to niskie całkowite natężenie przepływu, ale za to wysokie straty ciśnienia. Ponadto w takim układzie czynnik roboczy pogrzany w pierwszym kolektorze przepływa do drugiego kolektora, gdzie jego temperatura dalej wzrasta itd. Ze względu na to, że temperatura czynnika na wlocie do kolejnego kolektora w układzie szeregowym jest wyższa od temperatury wlotowej do poprzedniego, każdy kolejny kolektor pracuje z coraz niższą sprawnością. Zasadniczo szeregowo nie łączy się więcej niż 6 kolektorów. Generalnie 2 do 6 kolektorów zaleca się łaszczyć równolegle w takim przypadku wszystkie kolektory pracują z taką samą sprawnością. W przypadku większej liczby kolektorów stosuje się połączenia szeregowo równoległe. Po wyborze systemu połączeń program wylicza straty ciśnienia, które potrzebne są przy doborze pompy solarnej. straty ciśnienia na armaturze i na przewodach Każdy komponent armatury powoduje zwiększenie strat ciśnienia na obiegu solarnym. Podanie prawidłowej liczby poszczególnych elementów armatury jest konieczne do prawidłowego doboru pompy obiegowej i oszacowania kosztów instalacji. Jeżeli w instalacji będą znajdowały elementy armatury, których nie ma w programie należy dodatkowe straty ciśnienia z tej armatury wpisać w pole dodatkowe straty ciśnienia. Po wyborze armatury należy kliknąć przycisk oblicz Armatura nie bierze udziału w obliczeniach energetycznych (np. doboru liczby kolektorów). Dlatego też w poglądowych obliczeniach można pominąć ten etap projektowania. Jednak nie możemy dobrać w tym wypadku pompy obiegowej i prawidłowo oszacować kosztów instalacji. wybór pompy obiegowej Pompa obiegowa to urządzenie zapewniające przepływ cieczy solarnej w instalacji. W instalacjach solarnych stosuje się najczęściej pompy wirowe. Charakteryzują się one przede wszystkim równomiernością przepływu a także możliwością regulacji. Doboru pompy obiegowej dokonuje się na podstawie wymaganej wysokości podnoszenia i wydajności. (parametry te podane są na końcu tabeli w poprzedniej ramce straty ciśnienia na armaturze i na przewodach). Wysokość podnoszenia H jest to ciśnienie, które pompa musi nadać pompowanej cieczy. Wartość ta jest umownie podawana w metrach słupa wody [m H2O]. W przypadku instalacji solarnych, wysokość podnoszenia oblicza się jako sumę strat ciśnienia na całym obiegu solarnym, a następnie przelicza się tą wartość na metry słupa wody [m H2O]. Wydajność pompy Q jest to ilość cieczy, którą pompa musi przetłoczyć w jednostce czasu. Podawana jest ona w [l/h] lub [m3/h]. rodzaj paliwa - zysk z instalacji W tej ramce dokonujemy kalkulacji opłacalności inwestycji w zaprojektowana instalacje solarną. 1- Na wstępie należy uzupełnić koszty instalacji w tym celu należy podać koszt płynu solarnego, montażu, oraz inne koszty, jeżeli wystąpią. 2- Następnie dokonujemy wyboru paliwa, które używaliśmy do podgrzewania ciepłej wody 3 - kolejno korygujemy sprawność kotła (jeżeli zachodzi taka potrzeba) oraz podajemy koszt zakupu paliwa. (według aktualnych cen program celowo nie sugeruje cen ponieważ rynek surowców zmienia się zbyt dynamicznie i ceny nie są jednolite w zależności od regionu) uwaga : proszę zwrócić uwagę za jaką ilość paliwa należy podać cenę. W przypadku paliw stałych jest to tona dla gazy cena za 1000m3 dla oleju opałowego cena za 1000 [l], w przypadku prądu za [kwh] |
odwiedziło nas
