Miedź w instalacjach systemów słonecznych. Trwałe rurociągi

zobacz artykuł w formie pdf   zobacz pdfa zobacz pdfa 

Urządzenia solarne są jednymi z popularniejszych urządzeń wykorzystujących ciepło pochodzące z promieni słonecznych.
Systemy te wykorzystuje się głównie do podgrzewania ciepłej wody użytkowej do celów sanitarnych w budynkach mieszkalnych oraz coraz częściej w takich obiektach jak szpitale, hotele i baseny.
Rury i łączniki wykorzystywane do wykonywania instalacji łączących poszczególne sekcje systemu pracują w bardzo trudnych warunkach i narażone są na duże zmiany temperatury, która może wahać się od -15°C (w porze nocnej, w okresie zimowym) do +200°C w porze letniej, gdy na kolektor padają promienie słoneczne, a obieg płynu przenoszącego ciepło jest zamknięty. Instalacja narażona jest wtedy na wstrząsy termiczne, spore zmiany ciśnienia oraz dużą rozszerzalność i skurcze termiczne.
Materiał powinien także zapewnić tego typu instalacjom trwałość, zachowanie własności mechanicznych w szerokim zakresie temperatur, mały ciężar i łatwy montaż.

Zalety
Ze względu na trudne warunki pracy instalacji solarnych do ich wykonywania stosuje się tylko rury z trzech materiałów: miedzi, stali nierdzewnej i coraz częściej stali czarnej, która jest jednak mało odporna na korozję.

Miedź w tego typu instalacjach spełnia warunki, jakie musi posiadać materiał stosowany w instalacjach solarnych.

Miedź ma dodatkowo bardzo wysoką przewodność cieplną i jest idealnym materiałem na panele płaskie i próżniowe. Zapewnia wysoką sprawność tym urządzeniom, gdyż ciepło słoneczne pochłonięte przez panele kolektora jest szybko przekazywane do cieczy roboczej. Doskonałe przewodnictwo cieplne miedzi sprawia, że cieńsze panele miedziane mogą pobrać taką sama ilość ciepła co grubsze panele wykonane z innych metali, zaś odstępy miedzy miedzianymi przewodami rurowymi kolektora mogą być większe. Powoduje to obniżenie masy kolektorów instalowanych na dachach budynków.

Jaka miedź?
Miedź jest zalecana do wykonywania instalacji w systemach solarnych, gdyż zapewnia prosty montaż. Podstawowym gatunkiem rury miedzianej stosowanej na instalacje solarne jest rura miękka instalacyjna wykonana zgodnie z normą PN-EN 1057. Można także stosować droższą rurę miedzianą, miękką klimatyzacyjną i chłodniczą (PN-EN 12735-1) oraz rurę miedzianą miękką do instalacji gazów medycznych i próżni (PN-EN 13348). Z ekonomicznego punktu widzenia najczęściej stosuje się rurę miedziana instalacyjną (wg PN-EN 1057) o średnicy 18 i 22 mm w stanie miękkim. Na rynku dostępne są rury miedziane systemowe w otulinie odpornej na wysokie temperatury (1- lub 2-rurowe), jednak z uwagi na wysoką cenę są one rzadko stosowane. W montażu instalacji z rur miedzianych możemy stosować różne techniki łączenia, takie jak lutowanie kapilarne, zaprasowywanie, zaciskanie poprzez skręcanie.

Łączenie
Podstawowy sposób łączenia instalacji to lutowanie kapilarne przy wykorzystaniu typowego łącznika kapilarnego wykonanego zgodnie z normą PN-EN 1254. Z uwagi na maksymalną temperaturę panującą w instalacji powyżej 180°C zalecane jest łączenie instalacji solarnych lutem twardym, który zapewnia trwałość, jakość i bezpieczeństwo. Łączniki stosowane w tych instalacjach powinny być wykonane z miedzi lub brązu.

Nie wolno stosować łączników z mosiądzu, gdyż dozwolone są one jedynie do lutowania miękkiego.
Podstawowym lutem twardym stosowanym w instalacjach solarnych jest lut twardy miedziano-fosforowy LCuP6 (CP203) o składzie Cu 94%, P 6% lub
luty z zawartością srebra Lag2P (CP105) o składzie: Cu 92%, P 6% i Ag 2%.

Innym coraz częściej stosowanym sposobem łączenia jest zaprasowywanie z wykorzystaniem złączki zaprasowywanej odpornej na wysokie temperatury i posiadającej aprobatę techniczną do stosowania w tego typu instalacjach. Łączniki posiadają odporne na wysokie temperatury uszczelki typu o-ring FKM, który w zależności od producenta ma kolor czarny, zielony lub czerwony. Łączniki niektórych producentów są na powierzchni zewnętrznej dodatkowo oznaczone białą, zieloną lub czerwoną kropką.

Kolejnym często stosowanym rodzajem połączenia jest klasyczny łącznik zaciskowy (skręcany), w którym płaski metalowy pierścień dociskany jest przez obrót nakrętki na gwintowanym korpusie.

W projektowaniu instalacji łączących poszczególne sekcje systemów solarnych należy pamiętać, aby poszczególne odcinki instalacji wykonywać z jednego odcinka rury, co przy zastosowaniu rury miedzianej w stanie miękkim jest możliwe do długości 25 m.

Dodatkowe plusy
Dodatkowe zalety stosowania rur miedzianych:

* Brak starzenia się materiału pod wpływem promieni UV,
* Trwałość, która nie zależy od cykli ciśnienia i temperatury,
* Niska chropowatość ścian przewodów, co obniża zużycie energii w pompach obiegowych,
* Miedź nadaje się do ponownego przetworzenia (100% recykling) bez utraty swoich pierwotnych własności.

W celu efektywniejszego wykorzystania ciepła z kolektorów słonecznych źródła tej energii powinny współpracować z niskotemperaturowymi systemami grzewczymi, którymi są ogrzewania płaszczyznowe (podłogowe i ścienne). Do tego typu ogrzewania stosuje się także rury miedziane. W ostatnich latach powstała cienkościenna rura miedziana z trwale zespolą osłoną z tworzywa sztucznego PE-RT. Rura ta zachowuje własności tradycyjnej rury miedzianej stosowanej w tego typu ogrzewaniu – ma doskonałą przewodność i wydajność cieplną, ale ze względu na mniejszą grubość ścianki jest o ok. 40% tańsza od tradycyjnej rury miedzianej dotychczas stosowanej.

Kazimierz Zakrzewski

Literatura:

* „Instalacje wodociągowe, ogrzewcze i gazowe na paliwo gazowe, chłodnicze, klimatyzacyjne, gazów medycznych i próżni wykonane z rur miedzianych i stopów miedzi”, Polskie Centrum Promocji Miedzi, 2013.

* „Systemy łączników stosowanych w instalacjach z miedzi”, Polskie Centrum Promocji Miedzi, 2013.

* „Miedziane solarne systemy grzewcze” Europejski Instytut Miedzi, 2011.

* „Miedź – idealny materiał na solarne instalacje cieplne”, Europejski Instytut Miedzi, 2011.

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