Utilizarea energiei solare cu echipamentele Viessmann - Instalatii solare termice - sistemele Vitosol - partea a II-a
Elemente de
proiectare - dimensionare
Energia solara reprezinta cea mai impresionanta si sigura sursa de energie.
Intr-un interval de 20 de minute, soarele furnizeaza 121f57b
echivalentul consumului energetic anual al omenirii. Pe teritoriul
Romaniei, pe o suprafata orizontala de 1m2, putem capta anual o cantitate de
energie cuprinsa intre 900 si 1450 kWh, dependenta bineinteles si de anotimp.
Radiatia medie zilnica poate sa fie de 5 ori mai
intensa vara decat iarna. Dar si pe timp de iarna, in
decursul unei zile senine, putem capta 4-5 kWh/m2/zi, radiatia solara captata
fiind independenta de temperatura mediului ambiant. Panourile solare si
componentele de sistem din oferta Viessmann permit exploatarea sursei de
energie solara in cele mai diverse domenii de aplicatii: prepararea apei calde
de consum, incalzirea apei din piscina, aport de caldura pentru incalzirea
cladirilor, caldura pentru procese tehnologice. Premisele utilizarii energiei
solare pentru prepararea apei calde menajere sunt deosebit de avantajoase
datorita evolutiei constante a necesarului pe durata unui an
calendaristic. Suprapunerea necesarului de energie pentru prepararea a.c.m. cu
disponibilul de energie solara este mai mare decat in
cazul incalzirii cladirilor (fig. 1). Un sistem corect
dimensionat poate sa acopere 50-65% din necesarul anual de a.c.m. (asa numita
"rata de acoperire solara"), vara acoperirea fiind de cele mai multe ori de
100%.
Sistemele solare termice moderne pot fi incadrate fara dificultati in
instalatiile din cadrul constructiilor si au o durata de viata estimata de
peste 20 ani, fiind astfel o completare ideala in tehnica moderna de incalzire.
Principii de proiectare si dimensionare
Premisa unei exploatari eficiente este o dimensionare
corecta a instalatiei solare, o supra- sau subdimensionare avand o influenta
negativa asupra rezultatelor scontate.
In etapa de proiectare - dimensionare trebuie sa tinem cont de urmatoarele
aspecte:
. alegerea corecta a tipului de colector in functie de domeniul de aplicatie,
parametrul decisiv fiind regimul de temperatura si conditiile de montaj pentru
panouri (pe acoperis inclinat, pe acoperis tip terasa, pe fatada sau liber pe
sol)*;
. calculul static al incarcarii sistemului de sustinere al panourilor (zapada,
vant)*;
. alegerea schemei hidraulice si de conectica electrica, care corespunde cel
mai bine cu aplicatia noastra*;
. determinarea suprafetei utile de captare si a numarului necesar de panouri,
tinand cont de:
-caracteristicile zonei geografice de amplasare (radiatia globala solara medie
anuala**, conditiile meteo);
-conditiile de pozitionare a panourilor (abaterea de la directia sudica,
unghiul de inclinare fata de orizontala, gradul de umbrire);
- consumul de apa calda menajera sau numarul de persoane si pretentiile de
confort, necesarul de caldura pentru incalzire si felul incalzirii (radiatoare,
pardoseala radianta etc.);
- regimul de temperaturi (temperatura de a.c.m. dorita in boilerul de
acumulare, temperatura apei din retea in regim de iarna/vara, temperaturile de
calcul pentru incalzire).
. alegerea si dimensionarea componentelor sistemului solar:*
-boiler pentru prepararea a.c.m.;
-acumularea de agent termic;
-vas de expansiune;
-statie de pompare, conducte;
-elemente de siguranta (termostat de siguranta, supapa de siguranta,
aerisitoare automate, separatoare de aer etc.);
-sistemul de automatizare;
. intocmirea necesarului de materiale;
. verificarea solutiei alese din punct de vedere energetic, economic si
ecologic, cu ajutorul unui program de calcul destinat instalatiilor solare
termice ***.
Precizari
* O descriere etapizata si detaliata a proiectarii - dimensionarii
instalatiilor solare termice se poate regasi in manualul "Instructiuni de
proiectare pentru instalatii solare", editat de firma Viessmann.
** Valorile parametrilor amintiti pentru diferite locatii geografice pot fi
extrase din bazele de date de tip "Meteonorm".
*** Programul "ESOP" de calcul si verificare destinat instalatiilor solare de
dimensiuni mici (pana la o suprafata de captare de 20 m2) este
pus la dispozitia proiectantilor parteneri Viessmann gratuit de catre firma
noastra.
Exemplu de calcul de
dimensionare
Calculul s-a efectuat pentru o casa bifamiliala din zona Bucuresti, sistemul de
panouri solare avand rolul de a prepara apa calda
menajera necesara pentru locuitorii imobilului.
Premise de calcul:
. zona geografica: Bucuresti, radiatia solara globala anuala Rg = 1340 kWh/m2;
. numarul de persoane: 8;
. consum zilnic de apa calda la temperatura de 50°C: 400 l (50 l/persoana,
pretentii medii);
. temperatura medie a apei reci iarna/vara:
6°/12°C;
. panouri solare montate pe acoperis, unghi de inclinatie fata de orizontala 35
grade directie sudica;
. cazan existent pentru incalzire si preparare de apa calda menajera: 60 kW,
functionarea pe combustibil gazos.
Pe baza acestor date de intrare s-a ales urmatoarea configuratie a sistemului
(Fig. 2):
. 2 panouri solare VIESSMANN tip VITOSOL 300, avand suprafata totala de captare
de 6 m2
. boiler bivalent pentru prepararea a.c.m., cu capacitatea de 600l;
. statie de pompare "SOLAR DIVICON";
. automatizare de sistem "SOLARTROL".
Calculul de dimensionare si de verificare a solutiei alese a
fost efectuat cu programul "ESOP". Prin simularea functionarii
instalatiei pe durata unui an calendaristic au rezultat urmatoarele cifre:
. randamentul global al instalatiei: 58%;
. rata de acoperire solara a prepararii apei calde menajere: 66% (deci, pe
durata unui an calendaristic, 66% din energia necesara prepararii a.c.m. este
acoperita de panourile solare);
. in perioada Mai - Septembrie, nefiind nevoie de incalzire, cazanul poate fi
oprit, panourile acoperind in proportie de 100% necesarul de a.c.m.;
. economia de combustibil (gaz metan) rezultata pe durata unui an: 1.460 m3.
|
