Drukuj
Nadrzędna kategoria: Artykuły tematyczne

kol4Większość zapytań o dobór instalacji solarnej odnosi się tylko do liczby potrzebnych w niej kolektorów słonecznych i ewentualnie do ich rodzaju. Tymczasem prawidłowe dobranie liczby kolektorów, a co za tym idzie – powierzchni czynnej instalacji solarnej, absolutnie nie jest gwarantem optymalnej pracy instalacji.

 

Instalacja solarna to oczywiście nie tylko kolektory słoneczne i zbiornik ciepłej wody. Oprócz tych dwóch kluczowych elementów, czyli absorbera energii słonecznej, jakim są kolektory i zasobnika z ogrzaną przez solary wodą, przy konfigurowaniu instalacji trzeba jeszcze uwzględnić:

Dopiero poprawny dobór wszystkich tych elementów gwarantuje, że instalacja będzie pracować wydajnie i bezawaryjnie przez cały okres eksploatacji.

kol1   kol2
1. Rozmieszczenie elementów instalacji solarnej w budynku   2. Przykładowy schemat instalacji solarnej do podgrzewu c.w.u. z kotłem wiszącym

Dobór średnicy przewodów

Częstym błędem związanym z doborem poszczególnych elementów instalacji solarnych jest zastosowanie niewłaściwej średnicy przewodów, łączących kolektory z wężownicą zasobnika c.w.u. Średnica tych przewodów powinna być tak dobrana, aby przy zalecanym dla danej powierzchni instalacji solarnej natężeniu przepływu czynnika solarnego, prędkość przepływu tego czynnika mieściła się w granicach 0,4-0,7 m/s. Zalecane natężenia przepływu czynnika solarnego podają w materiałach projektowych producenci kolektorów słonecznych. Firma Viessmann zaleca na przykład dla małych instalacji solarnych natężenie przepływu rzędu:

Biorąc pod uwagę powyższe zalecenia, średnica wewnętrzna przewodów dla instalacji solarnej z kolektorami płaskimi o powierzchni ok. 7 m2 powinna mieścić się w granicach 13-16 mm.

Zbyt duża średnica
Króćce przyłączeniowe kolektora mają najczęściej większą średnicę niż wskazany zakres wartości, gdyż producenci pozwalają łączyć kolektory w pola, do których doprowadzane są pojedyncze przewody: zasilający i powrotny. Jeżeli niedoświadczony instalator zastosuje przewody łączące o średnicy równej średnicy króćców przyłączeniowych płyty solarnej, uzyska w tych przewodach zbyt małą prędkość przepływu, co będzie skutkować problemami z usuwaniem resztek powietrza z instalacji.

Zbyt mała średnica
Zbyt duża prędkość przepływu, spowodowana np. zbyt małą średnicą przewodów, przyczynia się natomiast do wypłukiwania miedzi ze ścianek przewodów, a tym samym do osłabienia przewodu. Powstaje ryzyko rozszczelnienia instalacji.

Regulacja natężenia przepływu

Wykonuje się ją przez zamontowany zawór,na podstawie wskazań rotametru. Trzeba przy tym pamiętać, żeby podczas regulacji pompa solarna pracowała z maksymalną wydajnością. To istotne, gdyż w większości obecnie dostępnych regulatorów solarnych zaimplementowano funkcję sterowania obrotami pompy solarnej. W trakcie regulacji natężenia przepływu należy więc uruchomić pompę solarną w trybie ręcznym lub wyłączyć funkcję regulacji obrotów pompy.

kol3   kol4
3. Tabela doboru średnicy przewodów instalacji solarnej (Viessmann)   4. Wyznaczanie ciśnienia w instalacji solarnej (Viessmann)

 

Dopasowanie pompy

Wydajność pompy solarnej również powinna być przedmiotem naszego zainteresowania, gdyż bezpośrednio wiąże się ona z zapotrzebowaniem pompy na energię elektryczną, czyli z ekonomią instalacji solarnej. Pobór prądu przez regulator solarny stanowi kilka – kilkadziesiąt procent poboru prądu przez pompę solarną. Kupno zbyt małej pompy sprawi, że nie uzyskamy zalecanych natężeń przepływu czynnika solarnego, a kupno zbyt dużej spowoduje, że będziemy ją dławić zaworem regulacyjnym i niepotrzebnie zużywać energię elektryczną.

Gotowe zestawy pompowe

Warto rozważyć zakup tzw. solar divicon, w skład którego mogą wchodzić poza pompą solarną także zawory odcinające z termometrami, rotametr z zaworem regulacyjnym, zawór bezpieczeństwa, przyłącze do naczynia przeponowego i separator powietrza. Ten ostatni odpowiada za usuwanie resztek powietrza, które zawsze pozostają w świeżo napełnionej instalacji, jest więc niezbędnym składnikiem systemu.

Ciśnienie w naczyniu przeponowym i w instalacji

Wspomniane naczynie przeponowe w instalacjach solarnych jest dosyć dużej pojemności, porównywalnej z pojemnością roztworu glikolu, którym napełniona powinna być instalacja solarna. Jego wielkość należy dobrać na podstawie tabel producenta kolektorów słonecznych lub wyznaczyć wg wzoru na pojemność naczynia przeponowego. Oprócz przejmowania wzrostów objętości czynnika solarnego, które mają miejsce wraz ze wzrostem jego temperatury, naczynie przeponowe ma za zadanie przejąć objętość czynnika solarnego w momencie przegrzewu instalacji. Nie bez znaczenia przy doborze jest też ciśnienie napełnienia instalacji i ciśnienie poduszki powietrznej w naczyniu solarnym. Według zaleceń firmy Viessmann ciśnienie napełnienia instalacji solarnej powinno być wyznaczone w następujący sposób:
1,0 bar + 0,1 bar na każdy 1 metr wysokości statycznej instalacji, czyli odległości między kolektorem słonecznym a podłączeniem do wężownicy solarnej w podgrzewaczu wody użytkowej. Dodatkowo, przy pierwszym napełnianiu instalacji, trzeba zwiększyć ciśnienie napełnienia o ok. 0,1 bar na rezerwę na odpowietrzenie instalacji. Ciśnienie w naczyniu przeponowym zaleca się ustawić o 0,2-0,3 bar niższe od ciśnienia napełnienia instalacji. Przypomnijmy również, że ciśnienie w naczyniu przeponowym należy kontrolować i ustawiać przy naczyniu opróżnionym z czynnika solarnego.

Podsumowanie

Każdy element wchodzący w skład instalacji solarnej ma znaczenie dla jej prawidłowej eksploatacji. W razie wątpliwości powinno się zasięgnąć porady u producenta kolektorów słonecznych. Producenci najczęściej umożliwiają swoim klientom dotarcie do przeszkolonego instalatora, a na stronach internetowych dostępne są wskazówki i dokumentacje techniczne pomagające w prawidłowym doborze poszczególnych komponentów systemu solarnego.

Autor: Paweł Kowalski

Kolejna część już jutro.

Cykl warsztatów instalatora OZE to projekt edukacyjny przygotowywany we współpracy redakcji Polskiego Instalatora oraz Polskiej Korporacji Techniki Sanitarnej, Grzewczej, Gazowej i Klimatyzacji – z dużymi firmami z branży OZE, mającymi bogate doświadczenie projektowe, produkcyjne, montażowe i serwisowe. Kierujemy go do projektantów i wykonawców instalacji OZE, a być może także docelowych użytkowników. Kontynuujemy cykl o kolektorach z firmą Viessmann.

Poprzednie części:

  1. Budowa kolektorów słonecznych i ich najważniejsze parametry
  2. Znaczenie miejsca montażu termicznych instalacji solarnych