AFT089 Trener energii słonecznej, sprzęt laboratoryjny, sprzęt edukacyjny, sprzęt dydaktyczny1. Przegląd
Niniejsze stanowisko szkoleniowe musi być zaprojektowane z myślą o teoretycznym i praktycznym zgłębianiu zagadnień związanych z instalacjami solarnymi, służącymi do pozyskiwania ciepłej wody użytkowej (c.w.u.), zasilania systemów klimatyzacji oraz podobnych zastosowań, oferując szeroki wachlarz możliwości dydaktycznych.
Stanowisko szkoleniowe powinno składać się z czterech modułów funkcjonalnych, ujętych w następujący sposób:
2. MODUŁ GŁÓWNY
Moduł ten musi być osadzony w pionowej ramie i zawierać panel przedni, na którym umieszczono rzeczywisty, szczegółowy schemat hydrauliczny układu oraz podzespoły odpowiedzialne za cyrkulację, magazynowanie i sterowanie przepływem cieczy w obiegach: pierwotnym (solarnym) i wtórnym (użytkowym).
Podzespoły muszą być rozmieszczone pionowo na płycie montażowej, co zapewnia wygodny dostęp do wszystkich elementów podczas operacji montażu i demontażu, wykonywanych w trakcie zajęć praktycznych opisanych w podręczniku. Stanowisko szkoleniowe musi posiadać otwory inspekcyjne z przodu i z tyłu, umożliwiające studentom obserwację podzespołów z obu stron.
W skład podzespołów muszą wchodzić następujące elementy:
Elementy hydrauliczne: podgrzewacz wody (zasobnik) z grzałką elektryczną, płyta montażowa wymiennika, wymiennik ciepła obiegu solarnego, anoda magnezowa, zbiornik stalowy [pojemność: 80 l; moc grzałki: 1200 W; czas podgrzewania (ΔT=45°C): 2 h 17 min; maks. temperatura robocza: 75°C; straty ciepła przy 65°C: 0,96 kWh/24h; maks. ciśnienie robocze: 8 bar], płaski kolektor słoneczny, zawór napełniająco-spustowy obiegu solarnego, regulator przepływu, odpowietrznik automatyczny, zawór bezpieczeństwa, manometr, termometr, zawór zwrotny, naczynie wzbiorcze, pompa obiegu solarnego, pompa obiegu c.w.u., zespół pomp.
Elementy elektryczne: jednostka sterująca (sterownik), pompa obiegu solarnego, pompa obiegu c.w.u., zespół pomp, czujnik temperatury kolektora (strona gorąca), czujnik temperatury kolektora (strona zimna), czujnik temperatury zbiornika (strona gorąca), czujnik temperatury zbiornika (strona zimna), czujnik powrotu c.w.u., czujnik wlotu zimnej wody, czujnik promieniowania słonecznego.
Przedni panel sterowniczy musi być umieszczony w górnej części modułu głównego i składać się z następujących elementów:
• Szczegółowego schematu układu,
• Elektronicznej jednostki sterującej z wyświetlaczem LCD, służącym do wizualizacji danych,
• Zasilacza, zabezpieczeń elektrycznych oraz lampek sygnalizacyjnych.
Przyłącza hydrauliczne – służące do doprowadzenia zimnej wody, odprowadzenia ciepłej wody użytkowej, podłączenia do kolektora słonecznego itp. – muszą być zlokalizowane w tylnej części modułu.
Instalacja hydrauliczna musi być wykonana z rur o średnicy Ø 15 mm. Rurociąg miedziany wykorzystujący system połączeń zaciskowych z uszczelkami, przeznaczony do instalacji solarnych.
Wymiary muszą wynosić: 1000 x 650 x 1650 mm.
3. RZECZYWISTY PANEL SOLARNY
Rzeczywisty panel solarny musi być osadzony w konstrukcji metalowej i połączony z modułem głównym za pomocą elastycznych przewodów, wyposażonych w zawory spustowe, bezpieczeństwa oraz napełniania.
Wymiary rzeczywistego kolektora: 1360 x 700 x 2050 mm
Powierzchnia absorbera: 1,105 m × 1,666 m = 1,840 m²
Liczba rur absorbera: 12 (MS)
Objętość płynu: 1,5 l (MS)
4. SYMULATOR PANELU SOLARNEGO
Symulator panelu solarnego musi być stosowany zamiast rzeczywistego kolektora w środowiskach niepodlegających ekspozycji na promieniowanie słoneczne. Składa się on z kotła o szybkim czasie nagrzewania, kompletnego z zaworem bezpieczeństwa oraz odpowietrznikiem.
Pojemność zbiornika: 5 litrów
Moc: 2000 W
Maksymalne ciśnienie: 8 bar
Wymiary symulatora kolektora: 650 x 600 x 750 mm
GRZEJNIK KONWEKCYJNY
Jako element służący do wykorzystania wytworzonej ciepłej wody, zestaw musi być wyposażony w grzejnik konwekcyjny. Musi on być podłączony za pomocą elastycznych przewodów.
Element ten musi umożliwiać przeprowadzanie eksperymentów badających efekty wykorzystania ciepłej wody uzyskanej dzięki temu systemowi. Jednocześnie system musi być na tyle otwarty konstrukcyjnie, aby pozwalać na łatwe zastosowanie w innych układach, takich jak instalacje ciepłej wody użytkowej (CWU), ogrzewanie podłogowe itp.
Przepływ powietrza: 253 m³/h
Moc grzewcza: 2,8 kW
Przepływ wody: 350 l/h
Zestaw szkoleniowy musi zawierać sześć sond temperatury rozmieszczonych w sześciu różnych punktach oraz czujnik promieniowania słonecznego, wykorzystywany do obliczania energii. Musi istnieć możliwość podłączenia co najmniej jednego licznika ciepła.
Zestaw szkoleniowy należy traktować jako kompleksowy system służący do teoretycznego i praktycznego zgłębiania zagadnień związanych z instalacjami energii słonecznej, umożliwiający realizację następujących działań dydaktycznych:
• Identyfikacja wszystkich podzespołów oraz zrozumienie ich roli w działaniu systemu
• Interpretacja parametrów technicznych wszystkich podzespołów
• Lokalna obsługa sterownika (procesora)
• Uruchamianie ogrzewania oraz diagnostyka grzejnika konwekcyjnego
• Wymuszanie wykorzystania energii rezerwowej
• Wymuszanie pracy pompy cyrkulacyjnej
• Kryteria doboru elementów instalacji CWU, klimatyzacyjnych itp.
• Kryteria montażu i konserwacji instalacji
• Interpretacja danych operacyjnych dostarczanych przez system sterowania.
Zestaw musi być kompletny i zawierać przewody przyłączeniowe, instrukcję do ćwiczeń w języku angielskim oraz oprogramowanie służące do akwizycji danych ze sterownika solarnego i ich przetwarzania.
