7. Διαστασιολόγηση συστημάτων ΘΗΣ. Δημήτρης Χασάπης Μηχ. Τεχνολογίας ΑΠΕ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "7. Διαστασιολόγηση συστημάτων ΘΗΣ. Δημήτρης Χασάπης Μηχ. Τεχνολογίας ΑΠΕ"

Ἀλφαῖος Παπανδρέου
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 7. Διαστασιολόγηση συστημάτων ΘΗΣ Δημήτρης Χασάπης Μηχ. Τεχνολογίας ΑΠΕ

2 Σχεδιασμός του συστήματος - βήματα 1. Τεχνική επίσκεψη και πρακτικές εκτιμήσεις μεγεθών 2. Εκτίμηση του φορτίου (κατανάλωσης ζεστού νερού χρήσης) 3. Διαστασιολόγηση πεδίου συλλεκτών 4. Διαστασιολόγηση του αποθηκευτικού δοχείου 5. Διαστασιολόγηση των επί μέρους εξαρτημάτων

Εκτίμηση του φορτίου (κατανάλωσης ζεστού νερού χρήσης) 3.

3 Σχεδιασμός: Τεχνική επίσκεψη Σκίτσο (στο χέρι) με τις βασικές διαστάσεις των χώρων

4 Σχεδιασμός: Πρακτικές εκτιμήσεις Έλεγχοι που πρέπει να γίνουν: Σκεπήήδώμα(ταράτσα): σκιάσεις, κατάσταση υλικών (στεγανοποίηση), πρόσβαση, διαθέσιμη επιφάνεια, προσανατολισμός Διαθέσιμος χώρος δεξαμενής (ύψος, πόρτες, σκάλες κλπ.) Βοηθητική πηγή (είδος, ισχύς, σύνδεση) Πιθανά νομικά εμπόδια Θέματα αδειοδότησης

διαθέσιμη επιφάνεια, προσανατολισμός Διαθέσιμος χώρος δεξαμενής (ύψος,

5 Σχεδιασμός: Πολεοδομικοί Περιορισμοί Η εγκατάσταση ηλιακών συστημάτων ψύξης και θέρμανσης χώρου επιτρέπεται μετά από έγκριση εργασιών δόμησης μικρής κλίμακας στους ακάλυπτους χώρους των οικοπέδων που βρίσκονται σε περιοχές εντός σχεδίου και εντός οικισμών, σύμφωνα με τις διατάξεις της παραγράφου 2 του άρθρου 3 του Ειδικού Χωροταξικού Πλαισίου για τις Α.Π.Ε. Σε περιοχές χαρακτηρισμένες ιδιαίτερου φυσικού κάλους, σε διατηρητέα κτίρια και σε παραδοσιακούς οικισμούς απαιτείται έγκριση από την Επιτροπή Πολεοδομικού και Αρχιτεκτονικού Ελέγχου (Ε.Π.Α.Ε.) Σε νόμιμα κτίρια επιτρέπεται η εγκατάσταση των συστημάτων σύμφωνα με την παρ. 1α του άρθρου 16 του ν.1577/1985 στο δώμα ή τη στέγη νομίμως υφιστάμενου κτιρίου, συμπεριλαμβανομένων στεγάστρων βεραντών, προσόψεων και σκιάστρων, όπως αυτά ορίζονται στη διάταξη της παραγράφου 6 του άρθρου 11 του ν.1577/85 (ΦΕΚ Α 210), όπως ισχύει, καθώς και βοηθητικών χώρων του κτιρίου, όπως αποθήκες και χώροι στάθμευσης, όπως ορίζονται στην παράγραφο 17γ του άρθρου 2 του ίδιου νόμου, υπό την προϋπόθεση της συμφωνίας του συνόλου των συνιδιοκτητών.

δικού Χωροταξικού Πλαισίου για τις Α.Π.Ε.

6 Σχεδιασμός: Πολεοδομικοί Περιορισμοί Δεν επιτρέπεται η τοποθέτηση πάνω από την απόληξη του κλιμακοστασίου και του φρεατίου ανελκυστήρα. Αν τα ηλιακά συστήματα ψύξης και θέρμανσης χώρου τοποθετούνται στο δώμα του κτιρίου, οι αποστάσεις από το στηθαίο του δώματος θα πρέπει να είναι κατ ελάχιστο 0,50μ. για λόγους ασφαλείας. Σε περίπτωση ορόφου σε υποχώρηση, οι εγκαταστάσεις αυτές θα περιορίζονται στο περίγραμμα του ορόφου. Σε περίπτωση τοποθέτησης σε στέγη, αυτή θα πρέπει να γίνεται εντός του περιγράμματος της στέγης, ακολουθώντας την κλίση της.

να είναι κατ ελάχιστο 0,50μ. για λόγους ασφαλείας.

7 Σχεδιασμός: Εκτίμηση φορτίου ΟΕΛΟΤΕΝ ορίζει ενδεικτικές τιμές ΕΕ, οι οποίες προσαρμόζονται στα δεδομένα κάθε χώρας. Στην Ελλάδα δεν υπάρχει επίσημη προσαρμογή. Απαιτήσεις Ζεστού Νερού στους 50 C Είδος χρήσης Χαμηλή Ζήτηση (lt) Μέση Ζήτηση (lt) Υψηλή Ζήτηση (lt) Μονοκατοικίες ανά άτομο Πλυντήριο Ρούχων ανά πλύση Πλυντήριο Πιάτων ανά πλύση Συγκροτήματα Κατοικιών ανά άτομο Αθλητικές Εγκαταστάσεις ανά ντους Μπαρ - Εστιατόρια ανά κάθισμα Μοτέλ - Ξενοδοχεία ανά κλίνη ΗΤ.Ο.Τ.Ε.Ε. παρουσιάζει τις απαιτούμενες καταναλώσεις για το ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ Adobe Acrobat Document

Απαιτήσεις Ζεστού Νερού στους 50 C Είδος χρήσης Χαμηλή Ζήτηση (lt) Μέση Ζήτηση (lt) Υψηλή Ζήτηση (lt) Μονοκατοικίες ανά άτομο 35 50 60 Πλυντήριο Ρούχων ανά

8 Υπολογισμοί: Εκτίμηση Φορτίου Υπολογίζωτοημερήσιοφορτίο (π.χ. πολυκατοικία με 20 άτομα) V=20 x 50 = 1000l Ε = m x cp x (ΔΤ) => Ε = 1000 l x 1,16 Wh/ (l K) x (50-19,3)K /1000=> E = 35,6 kwh DGS, Ecofys

9 Υπολογισμοί : επιθυμητή κάλυψη DGS, Ecofys

10 Υπολογισμοί: πεδίο συλλεκτών Ο υπολογισμός του πεδίου μπορεί να γίνει με: Χρήση συντελεστή αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας Χρήση των μεθοδολογιών του ΕΛΟΤ ΕΝ Χρήση λογισμικού προσομοίωσης

11 Υπολογισμοί: πεδίο συλλεκτών με συντελεστή αξιοποίησης Τύπος ηλιακού συλλέκτη Πόλεις της Ελλάδας 15 0 Απλός Επιλεκτικός Γωνία κλίσης εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών (ο ) Κενού Αλεξαν/πολη 0,318 0,325 0,329 0,341 0,353 0,350 0,360 0,367 0,369 Αθήνα 0,338 0,344 0,351 0,359 0,369 0,369 0,374 0,381 0,383 Ηράκλειο 0,333 0,339 0,343 0,355 0,364 0,361 0,370 0,375 0,378 Καστοριά 0,307 0,314 0,316 0,333 0,344 0,340 0,356 0,363 0,363 Λάρισα 0,327 0,334 0,341 0,350 0,360 0,360 0,369 0,376 0,378 Λήμνος 0,319 0,327 0,331 0,343 0,354 0,352 0,360 0,368 0,370 Νάξος 0,332 0,340 0,344 0,355 0,365 0,363 0,372 0,378 0,381 Πάτρα 0,335 0,342 0,348 0,357 0,366 0,366 0,373 0,381 0,382 Θεσσαλονίκη 0,325 0,332 0,337 0,348 0,358 0,358 0,368 0,375 0,376 Τρίπολη 0,317 0,324 0,327 0,340 0,349 0,347 0,363 0,369 0,370 Μέσος όρος 0,325 0,332 0,337 0,348 0,358 0,357 0,366 0,373 0,375 f * E T n* I Όπου Α: η απαιτούμενη συλλεκτική επιφάνεια (μ²) f: η απαιτούμενη ηλιακή κάλυψη (%) (ελάχιστη απαίτηση ΚΕΝΑΚ 60%) n: συντελεστής αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας (%) Ι: η μέση ημερήσια έτους προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία (Wh)

0,378 Καστοριά 0,307 0,314 0,316 0,333 0,344 0,340 0,356 0,363 0,363 Λάρισα 0,327 0,334 0,341 0,350 0,360 0,360 0,369 0,376 0,378 Λήμνος 0,319 0,327 0,331 0,343 0,354 0,352 0,360 0,368 0,370 Νάξος

12 Υπολογισμοί: πεδίο συλλεκτών με συντελεστή αξιοποίησης Τύπος ηλιακού συλλέκτη Πόλεις της Ελλάδας 15 0 Απλός Επιλεκτικός Γωνία κλίσης εγκατάστασης ηλιακών συλλεκτών (ο ) Κενού Αλεξαν/πολη 0,318 0,325 0,329 0,341 0,353 0,350 0,360 0,367 0,369 Αθήνα 0,338 0,344 0,351 0,359 0,369 0,369 0,374 0,381 0,383 Ηράκλειο 0,333 0,339 0,343 0,355 0,364 0,361 0,370 0,375 0,378 Καστοριά 0,307 0,314 0,316 0,333 0,344 0,340 0,356 0,363 0,363 Λάρισα 0,327 0,334 0,341 0,350 0,360 0,360 0,369 0,376 0,378 Λήμνος 0,319 0,327 0,331 0,343 0,354 0,352 0,360 0,368 0,370 Νάξος 0,332 0,340 0,344 0,355 0,365 0,363 0,372 0,378 0,381 Πάτρα 0,335 0,342 0,348 0,357 0,366 0,366 0,373 0,381 0,382 Θεσσαλονίκη 0,325 0,332 0,337 0,348 0,358 0,358 0,368 0,375 0,376 Τρίπολη 0,317 0,324 0,327 0,340 0,349 0,347 0,363 0,369 0,370 Μέσος όρος 0,325 0,332 0,337 0,348 0,358 0,357 0,366 0,373 0,375 f * E 0.6*35.6 T 12.9 m² n* I 0.369* 4.48

13 Σχεδιασμός: Διαστασιολόγηση συλλεκτών Ιδανικός προσανατολισμός: νότος, κλίση περίπου 45 Προσανατολισμός: είναι εφικτό μεγάλο εύρος αποκλίσεων Target/Viessmann

14 Κλίσεις - αποκλίσεις RESULTS OF INCIDENT RADIATION ON COLLECTORS (FROM TSOL) Place: Athens Azimuth: 0 G Inclined, Specific[kWh/m²] acording to collectors inclination (in degrees ) From: To: / 1/ 1/ 2/ / 2/ 1/ 3/ / 3/ 1/ 4/ / 4/ 1/ 5/ / 5/ 1/ 6/ / 6/ 1/ 7/ / 7/ 1/ 8/ / 8/ 1/ 9/ / 9/ 1/10/ /10/ 1/11/ /11/ 1/12/ /12/ 1/ 1/ Sum YEAR hotels season:1/4 to 1/ heating season: 1/11 to 1/ "winter": 1/12 to 1/

112 116 118 119 119 119 118 116 114 111 108 104 99 94 89 83 1/ 4/ 1/ 5/ 146 151 152 152 151 149 147 143 139 134 129 123 116 108 101 92 84 1/ 5/ 1/ 6/ 182 183 181 178 175 170 165 159 153 145 137 128

15 Απόσταση μεταξύ των συστοιχιών των συλλεκτών Σχέση x/h Άλλοι τρόποι: Κλίση Ενδεικτικός κανόνας : απαιτώ απουσία σκίασης το μεσημέρι της 21 ης Δεκεμβρίου. Κάνω προσομοιώσεις δοκιμάζοντας αποστάσεις επιλέγω ανεκτές απώλειες.

απουσία σκίασης το μεσημέρι της 21 ης Δεκεμβρίου.

16 Σχεδιασμός: Διαστάσεις δοχείου Εναλλάκτης Όγκος δοχείου = 0,7-1,5 φορά x όγκο ημερήσιας κατανάλωσης Εσωτερικός εναλλάκτης: απαίτηση για ελάχιστη επιφάνεια: 0.2 m 2 /(m 2 επιφάνειας συλλεκτών) Εξωτερικός εναλλάκτης: απαίτηση για χαμηλό ΔΤ (όχι πάνω από 6Κ). [Τεχνικός όρος για το ΔΤ : LMTD logarithmic mean temperature difference] Ισχύς εναλλάκτη: 0,5kW/m² για επίπεδους συλλέκτες 0,65kW/m² για συλλέκτες κενού

2 m 2 /(m 2 επιφάνειας συλλεκτών) Εξωτερικός εναλλάκτης: απαίτηση για χαμηλό ΔΤ (όχι πάνω από 6Κ).

17 Προστασία Υπερθέρμανσης - Παγετού -Χρήση μείγματος Νερού Προπυλενογλυκόλης. -Κυκλοφορία μείγματος όταν η θερμοκρασία στους συλλέκτες πέσει κάτω από τους 5 C. -Άδειασμα συλλεκτών (Drain-Back). -Κυκλοφορία μείγματος την νύχτα για ψύξη θερμοδοχείου. -Διαστασιολόγηση δοχείου διαστολής για τον όγκο του κυκλώματος + όγκο υγρού συλλεκτών

18 Προστασία Υπερθέρμανσης - Παγετού Ενδεικτικός όγκος γλυκόλης (για 20% μέιγμα, προστασία στους -10 C, σε σύστημα με 30m σωληνώσεις cu22x1) Συλλεκτική επιφάνεια 2.5m² 5m² 7.5m² 10m² 15m² 30m² 40m² Όγκος γλυκόλης 2.5lt 5lt 7.5lt 10lt 12.5lt 15lt 17.5lt

σωληνώσεις cu22x1) Συλλεκτική επιφάνεια 2.5m² 5m² 7.

19 Διαστασιολόγηση συστημάτων Combi Ο σχεδιασμός ενός συστήματος Combi ακολουθεί τις αρχές σχεδιασμού των ΚΕΗΣ: Προσδιορισμός φορτίου ΖΝΧ Προσδιορισμός φορτίου θέρμανσης (από μηχανολογική μελέτη) Προσδιορισμός ποσοστού κάλυψης Προσδιορισμός διαθέσιμου χώρου για Ηλιακούς συλλέκτες (περίπου 1.5 x εμβαδόν συλλεκτών) Δοχεία αποθήκευσης Διαστασιολόγηση επιμέρους στοιχείων

μηχανολογική μελέτη) Προσδιορισμός ποσοστού κάλυψης Προσδιορισμός διαθέσιμου χώρου για

20 Σχεδιασμός: Εκτίμηση φορτίου Η ολική απαιτούμενη ενέργεια είναι το σύνολο της ενέργειας για ΖΝΧ και θέρμανση Ε=Ε ΖΝ +Ε Θ Όπου Ε Θ από στοιχεία οικίας ή περίπου 0,5-0,6 kwh / m² / ημέρα Π.χ για κατοικία 1000μ² -> Ε Θ = 0,5*1000= 500kWh/ ημέρα -> Ε=Ε ΖΝ +ΕΘ = 35,6+500=535,4kWh/ημέρα

στοιχεία οικίας ή περίπου 0,5-0,6 kwh / m² / ημέρα Π.

21 Σχεδιασμός: Διαστασιολόγηση Υπολογισμός συλλεκτικού πεδίου: Υπολογίζουμε το απαραίτητο πεδίο σύμφωνα με τον συντελεστή αξιοποίησης ηλιακής ακτινοβολίας Υπολογισμός θερμοδοχείων: f * E 0, 2*500 86,5 m² n * I 0,34*3, 4 A A A 12,9 86,5 99, 4 m² ZNX Όγκος αποθήκευσης ΖΝΧ : x όγκο ΖΝΧ Όγκος αποθήκευσης ΝΘ: Α*50-V STΖΝΧ <V STΘΧ < Α*70-V STΖΝΧ Όπου Α: η απαιτούμενη συλλεκτική επιφάνεια (m²) V STΖΝΧ : ο όγκος του δοχείου αποθήκευσης ΖΝΧ (lt) V STΘΧ : ο όγκος του δοχείου αποθήκευσης νερού θέρμανσης χώρου (lt)

22 Ιδιαιτερότητες Εγκαταστάσεων με Συλλέκτες Κενού Οι συλλέκτες κενού έχουν ιδιαίτερα υψηλή απόδοση - Τους καλοκαιρινούς μήνες μπορούν να φτάσουν τους 300 C σε κατάσταση στασιμότητας - ΑΚΑΤΑΛΛΗΛΟΙ για θέρμανση ΖΝΧ σε σπίτια. Χρήση: Οπου υπάρχει μεγάλη και σύνεχής ζήτηση νερού: - Επαγγελματικά κτίρια (ξενοδοχεία) - Ηλιακή θέρμανση - Ηλιακός κλιματισμός

23 Ιδιαιτερότητες Εγκαταστάσεων με Συλλέκτες Κενού -Χρήση σε σπίτια μόνο όταν υπάρχει έλλειψη χώρου. - Η διαστασιολόγηση πρέπει να γίνει σε συνθήκες καλοκαιριού (1700 W/m², 7 ηλιοώρες) - Υπάρχει κίνδυνος ατμοποίησης και δημιουργία SuperSteam - Προσοχή στη διαστασιολόγηση του δοχείου διαστολής - Χρήση γλυκόλης με αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες (thermal cracking <130 C) - Ένδειξη κατεστραμμένης γλυκόλης: κομμάτια «πίσσας» στο κλειστό κύκλωμα, Ph<0.6 ή >0.8 - Χρήση νερού το καλοκαίρι με ανοιχτά εξαερίστηκα και αυτόματο πληρώσεως

24 ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ Χειροκίνητη εισαγωγή όγκου ΖΝΧ - κάλυψη 15% του ΖΝΧ από ηλιακά στο Κτίριο αναφοράς.

25 ΤΕΕ-ΚΕΝΑΚ Χειροκίνητη εισαγωγή του ηλιακού συστήματος για ΖΝΧ και ΘΧ

Σχετικά έγγραφα

Σχεδιασμός και διαστασιολόγηση συστημάτων ΘΗΣ Σεμινάριο Κεντρικών Ηλιακών Συστημάτων ΕΒΗΕ. Δημήτρης Χασάπης Μηχ. Τεχνολογίας Α.Π.Ε.

Σχεδιασμός και διαστασιολόγηση συστημάτων ΘΗΣ Σεμινάριο Κεντρικών Ηλιακών Συστημάτων ΕΒΗΕ Δημήτρης Χασάπης Μηχ. Τεχνολογίας Α.Π.Ε. Σχεδιασμός συστημάτων ΖΝΧ εσωτερικός εναλλάκτης 1 Σχεδιασμός συστημάτων