PROJEKTOVÁ DOKUMENTACE PRO INSTALACI SOLÁRNÍ SOUSTAVY V OBJEKTU ZŠ A MŠ FRYMBURK

Transkript

1 PROJEKTOVÁ DOKUMENTACE PRO INSTALACI SOLÁRNÍ SOUSTAVY V OBJEKTU ZŠ A MŠ FRYMBURK Základní škola a Mateřská škola Frymburk, č.p. 112 Zodpovědný projektant: Ing. Luboš Knor Vypracoval: Energy Benefit Centre a.s. Lukáš Diviš Datum: 1/2013 Stupeň PD: DVZ

2 Obsah 1 Úvod Výchozí podklady Identifikace Budovy zš a mš frymburk Současný stav Technické řešení Nosná konstrukce Kolektorové pole Primární okruh sekundární okruh Zabezpečení solární soustavy Elektrická instalace Měření získané energie Energetická analýza solární soustavy Postup při realizaci Zkoušky...13 Propláchnutí solární soustavy Zkouška těsnosti Zkouška dilatační Požadavky na související profese Stavební Elektro a regulace zti Hygienické požadavky Charakteristika stavby Průzkumy, napojení na dopravní a inženýrskou infrastrukturu Dodržení obecných požadavků na výstavbu Termíny výstavby, postup realizace Závěr...16 Seznam výkresů: Energy Benefit Centre a.s. Thákurova 531/ , Praha 6 IČ: , DIČ: CZ Společnost je zapsána v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, vložka Telefon: kontakt@energy-benefit.cz Intrnet:

3 01 Situace 02 Půdorys střechy 03 Řez A-A 04 Půdorys 1.PP 05 Jihozápadní pohled 06 Schéma zapojení solárního systému 1 ÚVOD Za účelem snížení energetické zátěže budovy a ekologické zátěže okolního prostředí je pro přípravu teplé vody v objektu Školní kuchyně, jídelny navržena solární soustava plochých slunečních kolektorů pro celoroční přípravu teplé vody. Solární soustava bude instalována na sedlovou střechu objektu D- školní kuchyně a jídelny. 2 VÝCHOZÍ PODKLADY Pro vypracování projektové dokumentace se vycházelo z následujících podkladů: - stavební dokumentace zateplení a výměny výplní otvorů - platné normy ČSN a EN, vyhlášky, sbírky zákonů a předpisy - technické podklady výrobců zařízení - osobní návštěva Pozn: Vzhledem k tomu, že tato projektová dokumentace slouží jako podklad pro výběr zhotovitele, nesmí zde být uvedeny konkrétní názvy, typy ani výrobci zařízení. Před vlastní realizací musí být tato skutečnost zohledněna v dokumentaci upravené dle konkrétních navržených výrobků (zdroje tepla, pojistné a směšovací armatury, regulátory, armatury atd.). Veškeré technické parametry zařízení a požadavky na ně kladené musí být ověřeny před začátkem vlastní realizace. 3

4 3 IDENTIFIKACE Zadavatel a provozovatel Název Městys Frymburk Adresa Náměstí 78, Frymburk Telefon Zástupce Oto Řezáč - starosta obce IČ Předmět projektové dokumentace Předmět Instalace solární soustavy Zařízení ZŠ a MŠ Frymburk Adresa Frymburk 112, Frymburk Katastrální území Frymburk; Zpracovatel 1: Organizace Energy Benefit Centre a.s. Jméno Ing. Luboš Knor Adresa Thákurova 4, , Praha 6 Kontakt lubos.knor@energy-benefit.cz, Zpracovatel 2: Organizace Energy Benefit Centre a.s. Jméno Lukáš Diviš Adresa Thákurova 4, , Praha 6 Kontakt lukas.divis@energy-benefit.cz,

5 4 BUDOVY ZŠ A MŠ FRYMBURK Obrázek č.1 Katastrální mapa Obrázek č.2 Letecký pohled 5

6 5 SOUČASNÝ STAV Areál Základní školy a Mateřské školy ve Frymburku je tvořen 6 budovami, které na sebe přímo navazují, resp. jsou propojeny spojovacími chodbami. Budova D- školní jídelna a kuchyně je přízemní, částečně podsklepená budova se sedlovou střechou se sklonem cca. 15 a krytinou z pozinkovaného plechu. Teplá voda je připravována lokálně, v jednotlivých budovách. V budově F je teplá voda připravována v kombinovaném zásobníkovém ohřívači, který je natápěn kaskádou kotlů na pevná paliva. V budově D jsou v suterénu instalovány 2 ks elektrických zásobníkových ohřívačů o dílčím objemu 200 litrů. Tyto jsou vybaveny elektrickými topnými patronami o dílčím výkonu 2,2 kw. Zásobníkové ohřívače zásobují teplou vodou školní kuchyni a umývárny ve školní jídelně. Zdrojem ohřevu teplé vody je elektrická energie, hnědé uhlí a dřevní štěpka. 6 TECHNICKÉ ŘEŠENÍ Navrhovaná solární soustava bude sloužit pro celoroční přípravu teplé vody pro potřeby objektu D- školní kuchyně a školné jídelny. V nově zbudované technické místnosti v suterénu objektu budou instalovány 2 ks solárních zásobníkových ohřívačů teplé vody o dílčím objemu 750 litrů. Tyto zásobníky budou natápěny 6 ks plochých solárních kolektorů, umístěných na střeše budovy D. Solární kolektory jsou umístěny na nosné konstrukci, se sklonem cca. 45 a odklonem 15 od jihu. K výměně tepla mezi solárními kolektory a studenou vodou slouží trubkové výměníky, se zvětšenou teplosměnnou plochou. Tyto jsou z výroby instalovány ve spodní části jednotlivých zásobníkových ohřívačů. Jeden ze zásobníkový ohřívačů bude doplněn o elektrickou topnou patronu o výkonu 6 kw, kterou bude dohřívána teplá voda na požadovanou teplotu v případě nedostatku tepelné energie ze solárního systému. Od solárních kolektorů je potrubí svedeno prostupem ve střeše do půdního prostoru, kde je vedeno k líci budovy a dále ve vrstvě zateplení fasády do nově zbudované technické místnosti v suterénu budovy D, kde je napojeno na čerpadlovou skupinu solárního systému a dále pak na výměníky zásobníkových ohřívačů. Oběhové čerpadlo solárního systému spíná regulace, osazená z výroby na čerpadlové skupině v závislosti na meteorologických podmínkách a aktuálním provozním stavu- teplotní rozdíl mezi kolektorovým polem a zásobníkem. Třícestný zónový ventil bude řídit nabíjení jednotlivých zásobníkových ohřívačů dle teploty v zásobnících. Primárně bude natápěn zásobník, v němž je instalována elektrická topná patrona, po jeho nabití trojcestný ventil přepne a je nabíjen druhý zásobník. 6

7 Regulátor solární soustavy je vybaven funkcí nočního vychlazování, kterým budou minimalizovány stagnační stavy solárního systému v letních obdobích. Objem zásobníků (2x750l ) je volen s ohledem na předpokládané přebytky tepla v letním období v období letních prázdnin tak aby bylo možno společně s funkcí nočního vychlazování minimalizovat stagnační stavy (přehřátí) solárního systému. 6.1 NOSNÁ KONSTRUKCE Kolektory budou umístěny na sedlové střeše objektu D, se skonem cca. 45. Bude použito základní roznášecí konstrukce viz. projekt statika, a dále trojúhelníkových podpěr - dodávka příslušenství kolektoru, kterými je zaručena kompenzace sklonu střechy vůči sklonu kolektoru. Nosný systém pro uložení na roznášecí konstrukci je dodáván výrobcem solárních kolektorů. Posouzení konstrukce stávajícího krovu s ohledem na instalaci solárního systému na střechu objektu D je předmětem samostatné části projektové dokumentace. 6.2 KOLEKTOROVÉ POLE Navržena jsou 2 kolektorová pole. V každém poli jsou instalovány 3 ks plochých solárních kolektorů s celoměděným dvojlyrovým absorbérem s vysoce selektivním povrchem, zasklených antireflexním solárním sklem. Kolektory v jednotlivých polích lze instalovat těsně vedle sebe- bez mezer. Každé kolektorové pole bude osazeno automatickým odvzdušňovacím ventilem, napojeným přes kulový kohout a dále vyvažovacím ventilem. Veškeré instalované armatury musí být určeny pro primární okruh solárních soustav, zejména musejí odolávat teplotám až 160 C. 7

8 Technické parametry solárního kolektoru Plocha apertury celkem: A = 6 ks x 2,373 m 2 = 14,2 m 2 Instalovaný výkon kolektorového pole: Q=10,56 kw 8

9 6.3 PRIMÁRNÍ OKRUH Primární potrubí bude vedeno ze střechy budovy D ve fasádním zateplovacím systému do suterénu budovy D- do technické místnosti, kde bude napojeno na čerpadlovou skupinu solárního systému a dále přes přepínací trojcestný ventil na jednotlivé trubkové výměníky solárních zásobníkových ohřívačů. V technické místnosti bude instalována dvoutrubková čerpadlová skupina s regulátorem solárního systému pro dva solární spotřebiče. Čerpadlová skupina je osazena oběhovým čerpadlem určeným pro primární okruh solárních systémů. Dále je čerpadlová skupina z výroby vystrojena solárním pojistným ventilem o otevíracím přetlaku 6 bar, separátorem vzduchu, průtokoměrem s regulací průtoku, napouštěcím, resp. vypouštěcím ventilem, manometrem, teploměry přívodní a vratné větve, zpětnou klapkou pro primární okruh solární soustavy a výstupem pro připojení solární expanzní nádoby. Potrubí primárního okruhu bude provedeno z trub tvrdých, resp. polotvrdých, spojovaných tvrdým pájením, resp. pomocí lisovacích tvarovek, vybavených O-kroužky pro primární okruh solárních systémů. Je třeba dbát na správné spádování primárního okruhu (min. 3 promile), aby bylo možné vypuštění systému a nedocházelo k zavzdušňování rozvodů solární soustavy. Potrubí bude v celé délce opatřeno izolací tl. 19 mm, odolávající vlivu UV záření a teplotám až 160 C. Izolace potrubí volně vedeného po střeše musí být navíc opatřeno ochranou proti mechanickému poškození- např. oplechováním. Udržení přetlaku v předepsaném rozmezí a objemové změny v primárním okruhu solární soustavy budou dle ČSN vyrovnávány tlakovou expanzní nádobou pro solární soustavy o objemu 60 litrů. Průtok kolektorovým okruhem: Solární systém má jednu stoupačku, je tvořen 2-mi kolektorovými poli a každé pole je tvořeno 3-mi kolektory. Celkový počet kolektorů je 6 ks. Doporučený průtok jedním kolektorem je 90 l/h. Navrhovaný nominální průtok solární soustavou: 90x6= 540 [ l/h ] Nastavení pojišťovacího ventilu: 0,6 MPa Provozní přetlak solární soustavy: 0,2 0,5 MPa 9

10 6.4 SEKUNDÁRNÍ OKRUH Bude provedena demontáž stávajících zásobníkových ohřívačů, jejich odpojení od rozvodů ZTI a ekologická likvidace. Bude provedeno napojení nových rozvodů z PPR potrubí na rozvody studené vody, ta bude vedena do zásobníkového ohřívače bez elektrické topné patrony a dále do druhého zásobníkového ohřívače. Z druhého zásobníku bude vyvedeno potrubí teplé vody, které bude napojeno v místě umístění stávajících zásobníku na rozvody TV. Teplota v zásobnících solárního ohřevu sezóně přesahuje požadovanou teplotu TV (cca 55 C) a může dosahovat až 90 C proto je nutné na výstup TV z druhého zásobníků osadit termostatický ventil (směšovač), který udrží teplotu vody v požadované teplotě cca 55 C a materiál propojovacího potrubí mezi oběma zásobníky, včetně tepelné izolace zvolit s ohledem na tyto teplotní poměry a vnitřní povrchové úpravy pro pitnou vodu- např. nerezové potrubí Na vstupu studené vody do každého zásobníku bude instalován pojistný ventil o otevíracím přetlaku 0,6 MPa. Z důvodu eliminace častého otevírání pojistných ventilů bude na vstupu studené vody instalována tlaková expanzní nádoba s vnitřní povrchovou úpravou pro pitnou vodu o objemu 80 litrů. Ochrana pro Legionelle bude řešena dohříváním TV pomocí elektrické topné patrony na teplotu 60 C. Zásobníkový ohřívač bez elektrické topné patrony se bude ohřívat a desinfikovat na tuto teplotu prostřednictvím zkratu na rozvodu studené a teplé vody (viz. schéma) a nabíjecího čerpadla termické desinfekce, které bude řízeno regulací. Ohřev bude prováděn periodicky ve zvoleném časovém intervalu (s ohledem na charakter spotřeby), po dobu 2 hodin na teploty kolem 60 C. 6.5 ZABEZPEČENÍ SOLÁRNÍ SOUSTAVY Primární okruh Primární okruh musí být vybaven pojistným ventilem, expanzní nádobou a sestavou armatur pro napouštění a odvzdušnění. Expanzní nádoba v kotelně bude umístěna solární expanzní nádoba o objemu 60 l. Pojistný ventil otevírací přetlak je max. 0,6 MPa nebo max. tlak tlakově nejslabšího prvku v soustavě 10

11 Manometr a teploměr tyto komponenty jsou z výroby osazeny na solární čerpadlové skupině Primární potrubí je vedeno od kolektorového pole do technické místnosti. Primární okruh bude proveden měděným potrubím spojeným tvrdou pájkou, popř. lisovacími tvarovkami pro primární okruh solární soustavy a opatřeno tepelnou izolací odolávající vlivu UV záření (oplechování) a teplotám až 160 C. Tloušťka izolace bude 19 mm. Sekundární okruh Sekundární okruh musí být vybaven pojistným ventilem, expanzní nádobou a termostatickým směšovacím ventilem na výstupu TV Expanzní nádoba na vstupu studené vody do předehřívacího výměníku bude instalována tlaková expanzní nádoba s vnitřní povrchovou úpravou pro pitnou vodu o objemu 80 litrů Pojistný ventil otevírací přetlak je max. 0,6 MPa Termostatický směšovací ventil TV- nastaven na výstupní teplotu TV 55 C Sekundární okruh bude opatřeno tepelnou izolací s odolností do 90 C. Tloušťka izolace bude určena podle vyhlášky 193/2007 Sb. a stávajících požadavků na tepelnou izolaci 6.6 ELEKTRICKÁ INSTALACE Solární soustava bude připojena na elektrickou síť ze stávajícího elektrorozvaděče v suterénu objektu D, která bude pohánět oběhové čerpadlo primárního okruhu a regulátor solární soustavy. Dále bude provedeno napájení elektrické topné patrony o příkonu 6 kw, umístěné v jednom ze zásobníkových ohřívačů. Bude provedeno samostatné měření pomocné elektrické energie pro provoz solární soustavy- např. oběhová čerpadla, regulace, pohony ventilů apod. 6.7 MĚŘENÍ ZÍSKANÉ ENERGIE Z důvodu požadavku dotačního programu a kontroly funkčnosti solární soustavy bude provedeno měřením tepla. Regulátor solární soustavy je vybaven vyhodnocovací jednotkou umožňující entalpickou korekci podle typu kapaliny a jejího skutečného ředění s vodou. Průtokoměr bude umístěn na zpětné potrubí a teplotní čidla budou umístěna na přívodní a zpětné potrubí, co nejblíže mezi solární soustavou a tepelnou soustavou, v tomto případě k solárnímu zásobníku. Z důvodu archivace dat a dlouhodobého monitoringu bude solární regulátor doplněn o sběrač dat, dodávaný výrobce regulátoru jako příslušenství. 11

12 7 ENERGETICKÁ ANALÝZA SOLÁRNÍ SOUSTAVY Spotřeba teplé vody v objektu D: - průměrná celoroční spotřeba cca. 642 l/den 8 POSTUP PŘI REALIZACI - demontáž stávající technologie, odpojení od elektrorozvodů, rozvodů ZTI a provedení ekologické likvidace 12

13 - instalace zásobníkových ohřívačů na určené místo - instalace nosné konstrukce solárních kolektorů - instalace solárních kolektorů na nosnou konstrukci - instalace potrubních rozvodů primárního i sekundárního okruhu, napojení na stávající rozvody - rozvody elektroinstalace (kabely pro měřící čidla a silové rozvody pro čerpadlo a solární regulátor) - instalace samotné regulace solární soustavy a jejich zapojení - provedení topné a tlakové zkoušky 9 ZKOUŠKY Před uvedením zařízení do provozu musí být celé zařízení propláchnuto a vyzkoušeno dle ČSN / 98 - "Ústřední vytápění - projektování a montáž". PROPLÁCHNUTÍ SOLÁRNÍ SOUSTAVY Před vyzkoušením a uvedením do provozu je nutno soustavu propláchnout. Smyslem této povinnosti je odstranit nežádoucí nečistoty z potrubní soustavy. Jedná se zejména o mechanické nečistoty, tuky a oleje, zbytkové produkty po sváření a pájení. Přesný postup ČSN neřeší, a proto doporučujeme: - pokud je možné pro výplach používat změkčenou vodu (max. 5,6 N0), pitná voda bez úpravy je použitelná rovněž - do plnící vody dávkovat dle návodu použití vhodný nepěnící odmašťovací prostředek pro odstranění tuků a olejů (samotná voda studená či teplá oleje a tuky neodstraní) - nastavit maximální průtok oběhové vody (otevřené regulační ventily, max. výkon čerpadla) - topný systém ohřát cca na 55 o C (pomalý náběh teploty dodržet zejména když je použita nezměkčená voda pro minimalizaci tvorby vodního kamene) - po ohřátí vody systém provozovat cca 1/2 hodiny - po zchladnutí systému na cca 30 o C výplachovou vodu vypustit, při dodržení příslušných předpisů o odpadních vodách - vyčistit filtry od mechanických nečistot - bez prodlení přistoupit k naplnění soustavy trvalou náplní 13

14 ZKOUŠKA TĚSNOSTI Přepady pojistných ventilů se utěsní a po dosažení nejvyššího pracovního přetlaku se celé zařízení prohlédne. Nesmějí se projevovat viditelné netěsnosti. V zařízení se bude udržovat přetlak po dobu 6-ti hodin a pak se prohlídka zopakuje. Zkouška bude provedena za účasti investora a její úspěšnost bude zapsána do stavebního deníku. ZKOUŠKA DILATAČNÍ Provede se před zazděním průrazů zdmi, zakrytím otvoru střešního pláště a před provedením tepelných izolací. Teplonosná látka se ohřeje na nejvyšší provozní teplotu 90 C a pak se nechá vychladnout na teplotu okolí. Poté se tento postup ještě jednou zopakuje. Celá soustava se prohlédne, zda se neobjevují netěsnosti, popř. jiné závady. Při jejich případném výskytu a jejich následném odstranění je nutno zkoušku ještě jednou zopakovat. Zkouška bude provedena za účasti investora a její úspěšnost bude zapsána do stavebního deníku. 10 POŽADAVKY NA SOUVISEJÍCÍ PROFESE 10.1 STAVEBNÍ Provést průchody pro potrubní rozvody svislými a rovnoběžnými konstrukcemi. Po provedení instalace provést začištění, povrchové úpravy a popř. obnovu hydroizolace. Umožnění instalace stoupacího potrubí primárního okruhu do fasádního zateplovacího systému. Roznášecí ocelová konstrukce pro ukotvení kolektorů. Demoliční a zdící práce ELEKTRO A REGULACE - měření pomocné energie solární soustavy- indukční elektroměr, včetně instalace rozvaděče - napojení regulátoru solárního systému 230V/50 Hz - napojení oběhového čerpadla. P=63W/230V/50Hz - napojení el. topné patrony P=6 kw - měření pomocné energie solární soustavy- indukční elektroměr, včetně instalace rozvaděče - provedení ochrany před bleskem pospojováním - uzemnění potrubních rozvodů. - propojení čidel, sevopohonů a regulace 14

15 10.3 ZTI Napojení solárních zásobníků TV na stávající rozvody teplé vody a studené vody Napojení přepadu pojistných ventilů na stávající rozvody kanalizace. 11 HYGIENICKÉ POŽADAVKY Výstavbou (montáží solární soustavy) ani provozem solárních kolektorů nedojde k zvýšení hladiny hluku ani jiných dalších emisí. Jedná se o bezemisní provoz a produkci tepelné energie, tedy je bezhlučný. Výstavbou (montáží solární soustavy) ani provozem solárních kolektorů nebudou nijak ovlivněny okolní nemovitosti, nebo se jedná o instalaci, která nepřesáhne půdorysné rozměry stavby. Teplota distribuované teplé vody je hlídaná termostatickými ventily, tak aby byla dodržena vyhláška č. 194/2007 Sb. Instalací nebude narušeno nařízení vlády o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací 502/2000 Sb. Ochrana pro Legionelle bude řešena dohříváním TV pomocí elektrické topné patrony na teplotu 60 C. Zásobníkový ohřívač bez elektrické topné patrony se bude ohřívat a desinfikovat na tuto teplotu prostřednictvím zkratu na rozvodu studené a teplé vody (viz. schéma) a nabíjecího čerpadla termické desinfekce, které bude řízeno regulací. Ohřev bude prováděn periodicky ve zvoleném časovém intervalu (s ohledem na charakter spotřeby), po dobu 2 hodin na teploty kolem 60 C. 12 CHARAKTERISTIKA STAVBY Prováděnými úpravami nebude měněna kapacita ani účel objektů. Projekt vychází ze zpracovaného energetického auditu a požadavků na plnění podmínek Operačního programu Životní prostředí na snížení spotřeby primárních paliv. Navržená opatření spočívají v instalaci solárních kolektorů pro ohřev TV. 15

16 13 PRŮZKUMY, NAPOJENÍ NA DOPRAVNÍ A INŽENÝRSKOU INFRASTRUKTURU Napojení objektů na dopravní infrastrukturu není tímto projektem nijak dotčeno. V souvislosti se stavbou nebyly prováděny další průzkumy, mimo prohlídky staveniště. 14 DODRŽENÍ OBECNÝCH POŽADAVKŮ NA VÝSTAVBU Stavební úpravy stávajícího objektu musí splňovat obecné požadavky na výstavbu. 15 TERMÍNY VÝSTAVBY, POSTUP REALIZACE Termín výstavby závisí na projednání projektové dokumentace, provedení výběru dodavatele a přidělení finančních prostředků z Operačního programu životní prostředí. Postup prací bude stanoven po dohodě dodavatele s investorem. 16 ZÁVĚR Projekt byl zpracován podle platných předpisů a ČSN za předpokladu montáže odbornými pracovníky. Případné změny nebo doplňky je třeba předem projednat a dohodnout s projektantem. Realizace a instalace komponentů solární soustavy musí proběhnout tak aby solární soustava byla schopna bezproblémového a bezpečného provozu. Během provádění prací je nutné dodržet předpisy o bezpečnosti a ochraně zdraví při práci vyhl.č. 192/2005 Sb. a používat ochranné pomůcky. 16

17 Energy Benefit Centre a.s. IČ: , DIČ: CZ Telefon: Thákurova 531/ , Praha 6 Společnost je zapsána v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, Internet: kontakt@energy-benefit.cz vložka

18 Energy Benefit Centre a.s. IČ: , DIČ: CZ Telefon: Thákurova 531/ , Praha 6 Společnost je zapsána v obchodním rejstříku vedeném Městským soudem v Praze, oddíl B, Internet: kontakt@energy-benefit.cz vložka