Typowa instalacja solarna do wspomagania ogrzewania wody użytkowej, jakie często można spotkać domach jednorodzinnych, może wyglądać tak jak na rysunku […]
Patronat:
Instalacja solarna składa się z wielu elementów. Każdy ma duże znaczenie dla jej prawidłowej pracy. Podstawowa wiedza pozwoli właścicielowi instalacji na sprawdzenie niektórych aspektów jej właściwego zaprojektowania, montażu i eksploatacji.
Z pomocą przychodzą Kalkulatory, którymi łatwo możemy obliczyć jaka powinna być średnica rur w instalacji, ciśnienie w instalacji i w naczyniu przeponowym oraz przepływ płynu solarnego:
Dobór kolektorów próżniowych >
Kolektory mogą mieć różną konstrukcję i będą też miały różne wymagania co do odpowiedniego natężenia przepływu cieczy solarnej, potocznie nazywanej „glikolem”.
Wiedząc ile „glikolu” ma przepływać przez kolektory, możemy dobrać rury o odpowiedniej średnicy – uwzględniając optymalną prędkość przepływu „glikolu”. Bo, właściwa prędkość przepływu zapewnia przemieszczanie się pęcherzyków powietrza, do miejsca skąd może zostać usunięte z instalacji.
Podstawowym błędem w instalacjach solarnych jest dobranie przewodów (rur), o zbyt małej lub za dużej średnicy.
Producenci, w danych technicznych lub też wytycznych projektowych, określają ile „glikolu” powinno przepływać przez kolektory i jaką średnicę rur wybrać dla danej powierzchni zastosowanych kolektorów słonecznych. Dla których prędkość przepływu „glikolu” powinna wynosić między 0,4 do 0,7 m/s (metrów na sekundę).
Zwykle, wymagany przepływ wynosi 20-40 litrów na godzinę na każdy 1 m2 powierzchni czynnej kolektorów płaskich [ 20-40 l/(h*m2) ], a dla kolektorów próżniowych: 40-60 l/(h*m2).
Przykład. W instalacji znajdują się 2 kolektory płaskie, dla których:
– powierzchnia czynna (pracująca) pojedynczego kolektora wynosi 2,2 m2
– wymagane natężenie przepływu glikolu: 30 l/h*m2.
Wymagany przepływ glikolu wynosi: 30 l/h*m2 x 2 kolektory x 2,2 m2 powierzchni czynnej = 30 l/h*m2 x 4,4 m2 łącznej powierzchni kolektorów = 132 l/h.
Pozostaje przeliczyć „l/h” na „l/min” => 132 l/h x 1h/60 min = 132/60 l/min = 2,2 l/min, i z tabeli odczytać odpowiednią średnicę rury.
Tabela doboru średnicy rur instalacji solarnej z kolektorami płaskimi firmy Viessmann – przepływ uwzględnia wszystkie kolektory pracujące w instalacji.
Za duża średnica rur – to zbyt mała prędkość przepływu „glikolu” i problemy z jego usuwaniem z instalacji; to również droższe rury, czyli niepotrzebne dodatkowe koszty inwestycji.
Zbyt mała średnica – to duża prędkość przepływu płynu solarnego i związane z tym osłabieniu ścianki rury, ze względu na wypłukiwanie miedzi ze ścianek rur. Zbyt mała średnica, to również możliwość pojawienia się efektów akustycznych przepływającego płynu w rurach (np. szumy w instalacji), jak również większe zużycie prądu przez pompę solarną.
Ale to nie wszystko, ponieważ…
Przepływ glikolu w rurach powinien zostać tak ustawiony, aby zapewniał maksymalny odbiór ciepła z kolektorów i właściwą pracę komponentów instalacji solarnej:
Każda instalacja solarna powinna posiadać na swoim wyposażeniu tzw. rotometr. Pozwala on odczytać aktualne natężenie przepływu „glikolu” i umożliwia jego ustawienie – wyregulowanie.
Większość pomp posiada funkcję sterowania obrotami. Dzięki temu, regulator solarny może automatycznie sterować wydajnością pompy (przepływem „glikolu” w instalacji), w zależności od intensywności promieniowania słonecznego i temperatury jaką osiągnęły kolektory.
Jeśli w naszej instalacji solarnej mamy właśnie taką pompę, to przy nastawianiu odpowiedniego natężenia przepływu na rotometrze, powinniśmy ustawić pompę na maksymalną wydajność – trzeba uruchomić ją w trybie „ręcznym” lub wyłączyć funkcję regulacji obrotów pompy, a następnie ustawić wymagany przepływ „glikolu” w instalacji.
Rotometry mogą mieć różne konstrukcje. Przykładowe rotometry pokazano na rysunku poniżej.
Rotometr stosowany w instancjach firmy Viessmann:
A. Śruba regulacyjna rotometru, ustawiona w pozycji:
1 – podczas płukania instalacji solarnej,
2 – opróżnianie instalacji z „glikolu”,
3 – regulacja przepływu,
4 – ustawienie robocze, przedstawione na rysunku.
B. Szkiełko ze skalą, do odczytania natężenia przepływu.
Odczytanie natężenia przepływu „glikolu” – górna krawędź pływaka.
Płyn krążący w instalacji kolektorów słonecznych, potocznie nazywany “glikolem”, jest mieszaniną wody destylowanej (ok. 40%) i glikolu propylenowego lub etylenowego (ok. 60%). Czasami instalatorzy stosują zamienniki oryginalnych płynów. Dlatego warto poprosić o kartę katalogową płynu wlanego do instalacji. Również przy wymianie glikolu, dowiedzmy się jakim rodzajem płynu została napełniona nasza instalacja solarna i jakie ma parametry.
Znając rodzaj płynu możemy sprawdzić czy jest odpowiedni dla naszej instalacji oraz, czy zapewni ochronę instalacji przed zamarzaniem i przed korozją.
Samodzielnie możemy sprawdzić parametry płynu solarnego – przy napełnianiu instalacji, jak również w trakcie jej eksploatacji. Po co to robić ? Żeby:
Przykładowo – temperatura zamarzania płynu solarnego wynosi -28ᵒC, jeśli ktoś doda więcej wody, to może wynosić już tylko -15ᵒC, a w czasie silnych mróz taka temperatura zamarzania może nie być wystarczająca.
Uwaga. Zabrakło płynu solarnego? W instalacji spadło ciśnienie? Nie dolewaj do niej czystej wody! Uzupełnij instalację odpowiednim płynem solarnym.
Samodzielnie możemy sprawdzić:
Przykładowe płyny do instalacji solarnych.
Żeby sprawdzić kolor płynu solarnego, np. po pewnym czasie pracy instalacji, wystarczy odkręcić zawór spustowy i wlać trochę płynu do przeźroczystego pojemnika. Jeśli płyn ma kolor brązowy, oznacza to, że trzeba go wymienić na nowy; w instalacji często występowały temperatury ponad 100ᵒC, lub po wielu latach (np. po 10 latach), płyn utracił już swoje właściwości i czas wymienić go na nowy.
Łatwo możemy sprawdzić pH płynu za pomocą papierków lakmusowych – zanurzamy papierek w płynie solarnym, który zmieni swój kolor. Następnie porównujemy kolor papierka ze wzornikiem i odczytujemy jego pH: kolory ciemnozielone lub ciemnobłękitne – odczyn zasadowy – płyn jest „OK.”; od pomarańczowej do czerwonej – odczyn kwaśny, płyn do wymiany.
Paski lakmusowe pokazują poprzez zmianę barwy wartość pH testowanej cieczy – porównanie koloru paska ze wzornikiem.
Prawidłową pracę instalacji zapewnia płyn solarny o pH powyżej 7,0 (pH >7,0), w innym przypadku należy go wymienić na nowy.
Refraktometr, do badania temperatury zamarzania płynu solarnego.
Uwaga. Im częściej w instalacji solarnej panują w wysokie temperatury, tym szybciej płyn solarny traci swoje właściwości – szybciej „starzeje się” i częściej trzeba go wymieniać – np. co 3-5 lat. W instalacji bez przegrzewów, płyn może być wymieniany co ok. 10 lat, lub jeszcze więcej.
„Starzenie się” płynu solarnego powoduje: obniżenie jego zdolności do transportowania ciepła i stopniowe obniżenie jego pH – płyn staje się “kwaśny”.
Taki płyn staje się niebezpieczny dla instalacji, bo sprzyja powstawaniu korozji elementów instalacji.
Czy wiesz, że płyn solarny jest wystawiony na duże obciążenia, gdy nagrzewa się do zbyt wysokiej temperatury? Cząsteczki glikolu rozpadają się przy temperaturze powyżej 170ᵒC. W efekcie obniża się poziom pH – w kierunku odczynu kwaśnego, co może powodować korozje.
Glikol przy wysokich temperaturach jest także narażony na utlenienie, co prowadzi do powstawania
złogów, które mogą blokować przepływ w instalacji.
Wpływ wysokiej temperatury i tlenu jest szkodliwy dla płynu solarnego, gdyż w instalacji tworzą się złogi.
Właściwe ciśnienie płynu solarnego w instalacji jest warunkiem jej optymalnej pracy. Zależy od wysokości instalacji, czyli odległości w pionie między manometrem a najwyższym punktem instalacji solarnej, np. na dachu. Aktualną wartość ciśnienie możemy odczytać na manometrze, który znajduje się w każdej instalacji solarnej.
W najwyższym punkcie instalacji ciśnienie powinno wynosić 1 bar (czyli przy kolektorach). Każdy metr wysokości, tj. od najwyższego punktu instalacji do manomentru, podwyższa ciśnienie o 0,1 bar. Przykładowo, dla instalacji o wysokości 10 m – manometr powinien wskazywać ciśnienie robocze: 2 bar. [1 bar w najwyższym punkcie + 0,1 bar/metr wysokości x 10 m wysokości = 1 bar + 1 bar = 2 bar].
Równie ważnym parametrem instalacji jest odpowiednie ciśnienie w przeponowym naczyniu wzbiorczym – a dokładniej, w jego przestrzeni, w której znajduje się gaz – azot. Żeby naczynie mogło prawidłowo pracować, to znaczy przejmować nadmiar płynu solarnego z instalacji w czasie jego intensywnego nagrzewania, ciśnienie tzw. poduszki azotowej w naczyniu powinno wynosić 0,3 bar poniżej ciśnienia roboczego. Bez odpowiedniego urządzenia sami nie sprawdzimy wartości ciśnienia w naczyniu przeponowym. Ale, powinien to zrobić instalator-serwisant przy pierwszym uruchomieniu instalacji i podczas corocznych przeglądów serwisowych. Prawidłowo dobrane naczynie i ustawione ciśnienie sprawia, że podczas normalnej pracy instalacji praktycznie nie zauważymy na manometrze zmian ciśnienia – nawet w letnie, upalne dni. Mimo, że płyn solarny nagrzewać się może do tempery ok. 70ᵒC.
Przeponowe naczynie wzbiorcze w instalacji solarnej (kolor biały).
Oprócz ciśnienia w naczyniu, bardzo ważnym będzie jego odpowiednie zamontowanie w instalacji:
Montaż przeponowego naczynia wzbiorczego.
W przypadku gdy ciśnienie w naczyniu jest za niskie, trzeba je dopełnić gazem – azotem.
Nie należy uzupełniać ciśnienia powietrzem, bo membrana naczynia przeponowego nie jest całkowicie gazoszczelna i powietrze może przedostawać się do instalacji (dyfuzja tlenu).
Uwaga. Po uruchomieniu instalacji kolektorów słonecznych powinniśmy otrzymać Protokół odbioru i uruchomienia. Powinny w nim zostać zapisane wszystkie istotne informacje i ustawione parametry pracy instalacji.
Przykładowy protokół odbioru odbioru-uruchomienia instalacji >
Znajdź fachową pomoc
Typowa instalacja solarna do wspomagania ogrzewania wody użytkowej, jakie często można spotkać domach jednorodzinnych, może wyglądać tak jak na rysunku […]
Niezalecane sposoby montażu kolektorów Ryzykowny montaż kolektorów i brak instalacji odgromowej. Zdjęcia: Adolf Mirowski i Szymon Lenartowicz (Viessmann) Kolektory zamontowane […]
Bakterie Legionella Są to bakterie powszechnie występujące w słodkiej wodzie: w rzekach, jeziorach oraz w wilgotnej ziemi. Żyją w wodzie […]
Kolektory słoneczne powinny skutecznie pracować przez przynajmniej 20 lat. Można to osiągnąć wybierając urządzenia o wysokiej jakości i pod warunkiem […]