W 1996 roku w laboratoriach ISFH Emmerthal i ISE Freiburg przebadano 140 instalacji solarnych na obiektach użyteczności publicznej, których okres eksploatacji wynosił do 18 lat. Sprawność kolektorów słonecznych Acredal po 17 latach pracy spadła o około 7% w stosunku do sprawności nowego, nieużywanego produktu. Główną przyczyną spadku sprawności kolektora była erozja przykrywającego kolektor tworzywa, wykonanego z materiału PMMA (plexi), które uległo zmatowieniu. Obecnie stosowane są specjalne, odporne na starzenie się szkła. Firma Viessmann proponuje klientom cztery odmiany solarów. Kolektory płaskie: Vitosol 100-F (poziomy SH1A, pionowy SV1A), Vitosol 200-F (poziomy SH2A, pionowy SV2A) i dwa kolektory próżniowe: Vitosol 200-T SP2 i Vitosol 300-T SP3A o powierzchni czynnej 2,05 m2 i 3,07 m2.
Próżnia z rurka ciepła
Kolektory próżniowe to dwie konstrukcje zbudowane z wykorzystaniem technologii rurek ciepła, tzw. „heat-pipe”. Kolektory składają się ze szklanych rur wykonanych ze szkła antyrefleksyjnego grubości 1,5 mm, charakteryzującego się o 15% mniejszym rozpraszaniem i odbijaniem promieni słonecznych od najczęściej stosowanego szkła hartowanego. Wewnątrz szklanej rury jest izolacyjna próżnia, w której umieszczono 0,1 m2 miedzianej płytki pokrytej absorberem Sol-Titan, pod którą jest rurka heat-pipe transportująca ciepło do płynu solarnego przepływającego w kolektorze zbiorczym ze stali nierdzewnej „schowanym” w korpusie kolektora. Ponieważ w tubach nie przepływa czynnik solarny, ma on większą trwałość niż w kolektorach o bezpośrednim przepływie czynnika. Największe temperatury robocze panują pod absorberem, a zbyt wysoka temperatura powoduje, że czynnik (glikol polipropylenowy) starzeje się. Zaleca się coroczne inspekcje instalacji solarnej, podczas których sprawdza się m.in. stan płynu solarnego (pH i temperaturę zamarzania). Przekroczenie wartości granicznych parametrów płynu solarnego kwalifikuje go do wymiany. Ewentualna wymiana czynnika solarnego będzie w wypadku próżniówek tańsza, gdyż glikolu jest najmniej w takich instalacjach (brak czynnika w tubach kolektora). Do instalacji dobiera się mniejsze naczynie przeponowe – jego wielkość zależy bowiem od ilości czynnika solarnego. W razie mechanicznego uszkodzenia tuby, jej wymiana nie wymaga spuszczania płynu solarnego, a nawet wyłączania instalacji solarnej. Tuby można wymieniać na pracującej instalacji! Vitosol 300-T może pracować z tubami ustawionymi pod kątem 20-70o od poziomu. Praktycznie dowolny sposób montażu umożliwia Vitosol 200-T, który nazywany jest „kolektorem do zadań specjalnych”. Może być montowany w praktycznie dowolnej pozycji: pionowo, poziomo, na płasko, na fasadzie i pod dowolnym kątem.
Czarny chrom w akcji
Kolektory płaskie zbudowane są na ramie wykonanej z aluminiowego profilu. Vitosol 100-F pokryty jest selektywną powłoką z czarnego chromu, a Vitosol 200-F – powłoką Sol-Titan. Pod absorberem jest miedziana, ułożona w formie meandry, wężownica wypełniona płynem solarnym. Ponad absorberem jest szkło solarne grubości 3,2 mm. Vitosol 200-F posiada 50 mm izolacji ze spienionego żelu termicznego i z żywicy melaninowej na ściance bocznej, natomiast tańszy Vitosol 100-F – 30mm izolacji z wełny mineralnej. Ponieważ Viessmann stosuje pojedynczą wężownicę, biegnącą z dołu do góry, produkuje się wersje kolektorów płaskich do montażu pionowego lub poziomego. Bardzo ważne jest, aby kolektora, przystosowanego do pionowego montażu, nie montować poziomo. Kolektory płaskie mają identyczne wymiary. Powierzchnia brutto to 2,51 m2, a powierzchnia czynna 2,32 m2, przy połączeniu do 12 sztuk kolektora w jedno pole, oznacza możliwość zbudowania pola solarnego o łącznej powierzchni aż 27,84 m2 z zachowaniem odległości między płytami ok. 2 cm, czyli bardzo małą powierzchnię zabudowy pola 30,65 m2. Łączna długość przewodów łączących kolektory w takim polu wyniesie tylko 44 cm. Straty ciepła wynikające z połączeń między kolektorami są więc pomijalnie małe. Symulacje strat ciepła dużych instalacji solarnych, wykonywane niezależnym programem TSOL, wskazują na spadek strat ciepła na przewodach od 18 do 25% w stosunku do instalacji solarnych opartych o kolektory konkurencji. Podłączenie zasilania i powrotu możliwe jest z jednej strony kolektora (pola kolektorów) lub naprzemiennie. Sposób przyłączenia kolektora nie wpływa na jego pracę. Meandrowy układ wężownicy pod absorberem gwarantuje równomierną pracę wszystkich kolektorów w polu. Nie występują strefy przegrzewu i zastoju płynu solarnego, jak bywa w konstrukcjach z układem harfowym. Rozwiązano też spotykany problem parujących kolektorów. W obudowach są fabrycznie otwory wentylacyjne, zapewniające wydostawanie się pary wodnej na zewnątrz. Wentylacja nieznacznie zwiększa straty ciepła kolektora, ale czy lepiej mieć pole zaparowanych kolektorów i teoretycznie nie tracić ciepła, którego przecież przez zaparowany kolektor nie odbieramy wcale? Czy lepiej mieć pewność, że kolektory cały czas pracują bez ryzyka zaparowania? Odpowiedź pozostawmy Czytelnikom. Zalecanym kątem montażu kolektorów płaskich jest kąt między 20 a 70 stopni. Viessmann może się pochwalić największą w Europie instalacją solarną zbudowaną z 598 płaskich płyt solarnych o łącznej powierzchni czynnej 1495 m2.
Osprzęt ważna rzecz
Na zakończenie warto dodać, że do każdego typu kolektorów Viessmann oferuje zestawy montażowe przeznaczone praktycznie do każdego rodzaju dachu, a także kompletny osprzęt do zbudowania całej instalacji. Proponowane regulatory solarne posiadają m.in. funkcje płynnego sterowania obrotami pompy solarnej, ochronę kolektora przed przegrzewem, funkcję zabezpieczającą instalację przed przegrzaniem podczas wyjazdów wakacyjnych, a także ochronę antyzamrożeniową, jeśli instalacja napełniona jest czynnikiem innym niż glikol. Ważną funkcją regulatorów Vitosolic jest skomunikowanie regulatora solarnego z automatyką kotła.
Dzięki temu kocioł „wie”, że w instalacji jest solar i daje mu czas na ogrzanie wody użytkowej. W przeciwnym razie kocioł bardzo szybko podgrzałby wodę, a energia z solarów nie byłaby spożytkowana. Komunikacja regulatorów możliwa jest tylko z produktami Viessmann, ale nasze regulatory solarne mogą również oszukiwać „obce” regulatory kotłowe i ograniczać ogrzewanie c.w.u. przez kocioł, jeśli pracują solary. Więcej informacji, wytyczne projektowe, a także kalkulator doboru kolektorów on-line można znaleźć na stronach internetowych. Na stronie internetowej, w dziale produkty/kolektory słoneczne, można zobaczyć wykonane, na podstawie oficjalnie przedstawianych przez producentów badań zgodnych z normą PN-EN 12975, porównanie pracy kolektorów firmy Viessmann z typowym kolektorem CPC (kolektory próżniowe o podwójnym przeszkleniu – podwójnej rurze szklanej i zwierciadłach). W kolektorach CPC promieniowanie słoneczne musi przejść przez dwie warstwy szkła, zanim dotrze do powierzchni absorbera. Nawet podstawowy kolektor płaski z oferty Viessmann – Vitosol 100-F uzyskuje o 12,8% więcej mocy z 1 m2 (rys.) przy typowej pracy na podgrzew ciepłej wody. Sens stosowania kolektorów CPC jest więc wątpliwy.
dr inż. Paweł Kowalski
Pytanie do…
1. Jak konkurencja rozwiązuje problem ograniczenia ogrzewania c.w.u. przez kocioł, gdy pracuje instalacja solarna?
2. Jakie kąty montażu kolektorów słonecznych dopuszcza konkurencja?
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

 

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij