envelope redakcja@polskiinstalator.com.pl home ul. Wąski Jar 9
02-786 Warszawa

Advertisement










kole4Po zamontowaniu zgodnie z wytycznymi producenta wszystkich elementów systemu solarnego, czyli kolektora termicznego, pojemnościowego podgrzewacza wody oraz zestawu pompowego, instalację należy połączyć w całość. Poniżej przedstawiam istotne uwagi dotyczące tego etapu wykonawstwa oraz pierwszego uruchomienia instalacji.

 

 

Połączenie elementów instalacji

Elementy instalacji solarnej łączy się w całość za pomocą rurociągów. Obecnie spotyka się na rynku przede wszystkim rurociągi wykonane z rur miedzianych, ale coraz powszechniejsze staje się wykorzystanie w tym celu rur karbowanych ze stali nierdzewnej. Jeżeli zdecydujemy się zastosować rurociągi miedziane, musimy zwrócić uwagę na duży współczynnik rozszerzalności temperaturowej miedzi. Z tego powodu należy w odpowiedni sposób poprowadzić instalację, np. stosując U-kształtki, lub zabudować na rurociągu kompensatory. Drugie rozwiązanie jest rzadziej stosowane ze względu na dużą awaryjność kompensatorów.
Na koniec łączy się czujniki temperatury z regulatorem solarnym oraz ustawia właściwe ciśnienie w naczyniu przeponowym.

Napełnienie instalacji

Gdy instalacja stanowi już całość, można przystąpić do uruchamiania systemu. Pierwszą czynnością, jaką trzeba wtedy wykonać, jest napełnienie instalacji płynem solarnym, a dokładniej – wodnym roztworem glikolu propylenowego. Ta czynność nie powinna być zaliczana do procesu montażu instalacji, gdyż nie jest opisywana w żadnej instrukcji montażowej i musi być wykonana przez przeszkolonego instalatora. Do napełnienia instalacji można wykorzystać pompkę ręczną, ale lepiej będzie użyć wygodnej pompy mechanicznej. W obu przypadkach należy układ odpowietrzyć.
Napełnianie instalacji powinniśmy zakończyć w momencie osiągnięcia odpowiedniego ciśnienia w układzie. Zakłada się, że jest to wyliczone ciśnienie robocze powiększone o 0,1 bar (naddatek na resztki powietrza znajdującego się w układzie).

kole1   kole2
1. Podstawowy schemat instalacji solarnej. Wspomaganie ogrzewania wody użytkowej w podgrzewaczu (do temperatury zadanej w automatyce kotła) wraz z ograniczeniem dogrzewu przez kocioł   2. Algorytm ograniczania dogrzewu wody użytkowej przez kocioł w automatyce Vitotronic. Tłumienie wymaganej temperatury wody odbywa się na dwóch poziomach – zależnie od czasu ciągłej pracy pompy solarnej

 

Uruchomienie regulatora

Zanim przystąpimy do uruchomienia regulatora solarnego, musimy zapoznać się z instrukcją jego obsługi oraz określić „na sucho“, jakie wartości będziemy definiować w poszczególnych funkcjach regulatora. Następnie, po załączeniu regulatora, odszukujemy tzw. test przekaźników, czyli funkcję umożliwiającą ręczne wymuszenie pracy każdego z urządzeń instalacji (np. solarnej pompy obiegowej).

Ustawienie przepływu
Jako pierwszy ustawiamy założony przepływ w instalacji – jego wartość powinna być tak dobrana, aby zapewnić optymalny odbiór ciepła z kolektorów. Zbyt mały przepływ będzie powodował nadmierne nagrzewanie się płynu solarnego w kolektorze, a to skutkuje stratami ciepła i szybszym zużyciem płynu solarnego. Zbyt duża prędkość czynnika w instalacji prowadzi natomiast do „taktowania” pompy solarnej. Sposób osiągnięcia wymaganego przepływu zależy od rodzaju pompy obiegowej zastosowanej w naszym układzie. Jeżeli jest to pompa wielostopniowa, zgrubnie można ustawić przepływ na pompie, a następnie dokładnie wyregulować wydatek przez kryzowanie. Gdy mamy w układzie grupę pompową wyposażoną w pompę elektroniczną, sprawa jest prostsza, gdyż tego typu pompy umożliwiają płynną regulację przepływu. Ponadto część regulatorów solarnych – bez względu na zastosowany rodzaj pompy – zapewnia możliwość ograniczenia przepływu zarówno „od dołu“ jak i „od góry”.

Rozsądne programowanie funkcji
Kolejnym krokiem powinno być szczegółowe i w pełni świadome zaprogramowanie wszystkich funkcji regulatora. Nie znaczy to, iż należy korzystać ze wszystkich funkcji, jakie daje nasz regulator. Wybieramy tylko te, które są niezbędne do prawidłowej pracy konkretnego układu, pamiętając, iż niektóre funkcje mogą być fabrycznie aktywowane – wówczas należy je wyłączyć.

Prawidłowo dobrana instalacja solarna musi zapewniać do 60% ciepła na potrzeby ogrzania ciepłej wody użytkowej. Dlatego też szczególną uwagę przy uruchamianiu instalacji należy zwrócić na jej współpracę z kotłem.

Automatyka solarna i współpraca z kotłem

Automatyka solarna dostępna na naszym rynku w sposób zbliżony reguluje pracę instalacji solarnej. Zwykle jej funkcja ogranicza się do załączania solarnej pompy obiegowej w momencie, gdy temperatura czynnika solarnego zmierzona w kolektorze słonecznym przekracza o ustawioną różnicę wartość temperatury czynnika solarnego zmierzoną w odbiorniku ciepła, np. podgrzewaczu wody użytkowej. Z tego też powodu regulatory solarne określa się mianem regulatorów różnicowych. Rzecz jasna do załączenia pompy solarnej wymagane jest jeszcze, aby wystąpiło zapotrzebowanie na ogrzewanie, np. wody w podgrzewaczu wody użytkowej.

Typowy schemat współpracy
Najczęściej spotykany schemat pracy automatyki solarnej to wspomaganie ogrzewania wody użytkowej w podgrzewaczu dwuwężownicowym we współpracy z kotłem (rys. 1). Instalacja solarna dostarcza ciepło do dolnej części podgrzewacza, natomiast kocioł utrzymuje odpowiednią temperaturę wody w jego górnej części.
Istotne, zarówno z praktycznego, jak i ekonomicznego punktu widzenia, jest wówczas to, aby regulator solarny oraz regulator kotłowy „widziały” się wzajemnie. Pracująca solarna pompa obiegowa oznacza bowiem, że dostępna jest energia słoneczna i tym samym ograniczona powinna być praca kotła. Im niższa będzie temperatura wody w podgrzewaczu, tym więcej energii słonecznej uda się odzyskać.

Zależności w pracy pompy solarnej i kotła
Diagram przedstawiony na rys. 2 pokazuje, w jaki sposób tłumiona jest wymagana przez kocioł temperatura wody w podgrzewaczu w zależności od pracy pompy solarnej.
Dość skomplikowany na pierwszy rzut oka diagram można łatwo wyjaśnić. W czasie pracy pompy solarnej, a więc kiedy dostępna jest energia słoneczna, obniżana jest wymagana wartość temperatury w podgrzewaczu, którą ma utrzymywać kocioł. Proces ten ma dość ciekawy przebieg: tłumienie wymaganej temperatury wody występuje bowiem na dwóch poziomach. Każde dwie godziny ciągłej pracy instalacji solarnej oznacza obniżenie na kotle wymaganej temperatury wody użytkowej do tzw. minimalnej wartości komfortowej. Wartość ta zadana jest w kodowaniu regulatora kotłowego i fabrycznie wynosi 40°C. Krótsze niż dwie godziny cykle pracy pompy solarnej powodują natomiast obniżenie w kotle wymaganej temperatury wody użytkowej jedynie o połowę różnicy między wartością zadaną przez użytkownika a minimalną wartością komfortową. Ponieważ czas obniżenia wymaganych wartości temperatury wody jest 6-krotnie dłuższy niż czaspracy instalacji solarnej, użytkownik zawsze ma do dyspozycji ciepłą wodę użytkową. Ponadto instalacja solarna może pracować z możliwie najniższą temperaturą, uzyskując najwyższą sprawność. Dzięki współpracy obu regulatorów w przypadku typowej instalacji solarnej opartej na dwóch kolektorach płaskich i zbiorniku o pojemności 300 litrów można zwiększyć uzyski instalacji solarnej o dodatkowe 370 kWh w ciągu roku (zależnie od rozbioru wody). Przypomnę, że 1 m2 kolektora pozwala w optymalnych warunkach na uzysk około 525 kWh w ciągu roku.

kole3   kole4
3. Podstawowy schemat instalacji solarnej do wspomagania ogrzewania wody użytkowej z ograniczeniem dogrzewu przez kocioł, a także z funkcją dodatkową wygrzewu antybakteryjnego całej objętości zbiornika   4. Przykład rozwiązania instalacji solarnej w przypadku modernizacji istniejącej kotłowni – z przeładowaniem ciepła między dwoma zbiornikami (starym i nowym) podczas realizacji funkcji wygrzewu antybakteryjnego

 

Dodatkowe korzyści współpracy regulatorów

Współpraca regulatora solarnego i regulatora kotłowego pozwala także zwiększyć bezpieczeństwo i higienę wody użytkowej. Zbiorniki wody użytkowej przeznaczone do współpracy z instalacją solarną, które stosuje się w domach jednorodzinnych, mają najczęściej pojemność 250-300 litrów. Zbiorniki o tak dużej pojemności warto wygrzewać antybakteryjnie, szczególnie gdy dłuższy czas nie są eksploatowane przez użytkowników, np. po sezonie urlopowym. Każdy regulator kotła grzewczego ma taką funkcję, a dodatkowo – dzięki współpracy z regulatorem solarnym – umożliwia wykonanie wygrzewu antybakteryjnego zbiornika w całej objętości (rys. 3). Podczas gdy kocioł grzewczy realizuje funkcję wygrzewu antybakteryjnego, automatyka solarna załącza pompę recyrkulującą wodę między górną i dolną częścią zbiornika, zapewniając wygrzanie pełnej objętości. Dodatkową korzyścią współpracy obu regulatorów jest automatyczne blokowanie funkcji wygrzewu antybakteryjnego zbiornika przez kocioł, jeżeli tylko układ solarny wygrzał w ciągu dnia zbiornik wody użytkowej do temperatury ponad 60°C.

Instalacje w starych budynkach

Wzrost świadomości w zakresie ochrony środowiska oraz wiele programów wspomagających finansowo inwestycje w odnawialne źródła energii powodują, że nie tylko nowe budynki, ale i te już istniejące wyposażane są w instalacje solarne. Tym samym instalatorzy muszą stanąć przed wyzwaniem połączenia nowiutkiej instalacji solarnej z już istniejącą kotłownią. W takich inwestycjach znajdujący się w budynku zbiornik wody użytkowej zwykle jest niewielkiej pojemności i nie nadaje się do bezpośredniego podłączenia instalacji solarnej. Konieczne jest wtedy dostawienie dodatkowego zbiornika oraz połączenie układu w całość (rys. 4).Automatyka solarna realizuje w przypadku pokazanym na rys. 4 dwie funkcje różnicowe:

  • ogrzewania wody użytkowej zależnie od czujników 5 i 6,
  • przeładowanie ciepła między zbiornikami zależnie od czujników 7 i 10.

Zgromadzenie wystarczającej ilości energii od instalacji solarnej powoduje przekazanie ciepła do zbiornika podłączonego bezpośrednio z kotłem, ograniczając tym samym jego pracę. Gdy kocioł realizuje funkcję wygrzewu antybakteryjnego, załączana jest pompa recyrkulacyjna między zbiornikami, powodując wygrzewanie całej dostępnej objętości. dwa zbiorniki wody użytkowej można także, przy zastosowaniu nieco innego schematu hydraulicznego, ogrzewać równolegle z ustawionym priorytetem na jeden z nich lub zastosować ogrzewanie wahadłowe, które wydatnie zwiększa sprawność pracy instalacji solarnej.
Więcej informacji na ten temat można znaleźć na stronie internetowej www.viessmann-serwis.pl w strefie dla autoryzowanego instalatora.

Autor: Dawid Pantera

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
  3. Dobór poszczególnych elementów instalacji solarnej

 

pi