Stagnacja w instalacjach solarnych. rozwiązania techniczne na podstawie produktów firmy VAILLANT SAUNIER DUVAL. Vaillant Folie 1

Transkrypt

1 Stagnacja w instalacjach solarnych rozwiązania techniczne na podstawie produktów firmy VAILLANT SAUNIER DUVAL Vaillant Folie 1

2 Podstawowe informacje o stagnacji warunki brzegowe Temperatura stagnacji: Temperatura stagnacji = maksymalna temperatura absorbera kolektora Warunki powstania: - zależnie od intensywności promieniowania słonecznego - zawsze wtedy, gdy nie jest odprowadzane ciepło z kolektora, (np. wtedy gdy zasobnik osiągnie maksymalną temperaturę lub brak prądu ) Typowe temperatury stagnacji kolektorów solarnych: Kolektory płaskie: C Kolektory rurowe: ponad 220 C Vaillant Folie 2 Stagnacja w kolektorze jest typową sytuacją instalacji solarnej. Energia pobierana z absorbera jest głównie związana ze stratami ciepła.

3 Przyczyny stagnacji Wysoka wartość promieniowania w lecie Za małe zapotrzebowanie c.w.u. lub za mały zasobnik Przewymiarowane pole kolektorów Brak napięcia lub awaria pompy Stagnacja jest normalnym stanem pracy, ale w połączeniu z dużą pojemnością absorbera i krótkimi rurami może nastąpić rozprowadzenie pary nasyconej po rurociągach i zniszczenie różnych elementów (naczynia przeponowego, izolacji) Szczególnie należy zwracać uwagę na ten problem przy instalacjach ze wspomaganiem ogrzewania: - wysoka sprawność kolektorów wczesną wiosną i jesienią, ale w lecie brak rozbioru - duże pole kolektorów z dużą pojemnością wodną Vaillant Folie 3 Inne negatywne skutki stagnacji: -szybsze zniszczenie cieczy solarnej -otwarcie się zaworu bezpieczeństwa i wyrzut cieczy z obiegu -uderzenia hydrauliczne w instalacji

4 Podstawowe informacje o stagnacji kolektora fazy stagnacji Fazy stagnacji: 1. Nagrzewanie się cieczy solarnej 2. Parowanie cieczy 3. Przegrzanie pary 4. Kondensacja pary faza 1 faza 2 faza 3 faza 4 Vaillant Folie 4 Krytyczne dla systemów solarnych jest faza 2. Kolektor produkuję parę nasyconą która może być przekazana dalej do systemu.

5 Najważniejsze parametry kolektorów słonecznych Czynniki wpływające na efektywność kolektora słonecznego hydraulika absorbera Warunkiem ochrony glikolu przed zniszczeniem jest korzystny układ hydrauliczny kolektora, który zapewnia swobodne opróżnianie kolektora Najkorzystniejszy jest układ serpentyny, który pozwala na swobodne opróżnienie kolektora: Para nasyc. Para nasyc. Ciecz Ciecz Vaillant Folie 5 Konstrukcja absorbera ze złymi warunkami odprowadzania cieczy Konstrukcja absorbera z dobrymi warunkami odprowadzania cieczy Układ serpentynowy jest najbardziej korzystnym z punktu widzenia ochrony czynnika w czasie stagnacji

6 Konstrukcje absorberów kolektorów o dobrych własnościach opróżniających o złych własnościach opróżniających Vaillant Folie 6

7 Podstawy zjawiska stagnacji Dodatkowe ważne informacje: Powstająca para nasycona musi być schłodzona w systemie przewodów, tak aby nie obciążyć podłączonych elementów zbyt wysokimi temperaturami. Całkowita objętość kolektora i duża część objętości rur musi przejęta przez naczynie wzbiorcze (poprawne wymiarowanie naczyń wzbiorczych). Elementy systemu muszą być zabezpieczone przed oddziaływaniem temperatury poprzez naczynie wstępne i dużą odległość między kolektorami zasobnikiem i stacją solarną. Rury zasilania i powrotu solarnego powinny schodzić od razu w dół (wszystko co jest powyżej kolektora wchodzi w stagnację) Vaillant Folie 7

8 Zapobieganie stagnacji- rozwiązania technologiczne 1. Klasyczne systemy ciśnieniowe z kolektorami płaskimi o budowie meandrycznej- z zachowaniem odpowiednich zaleceń 2. Niskociśnieniowe solarne systemy przelewowe (tzw system drainback) 3. Kolektory próżniowe z systemem heat-pipe Vaillant Folie 8

9 Rura absorbera Rura absorbera jest wykonana z rury miedzianej w formie meandrycznej (spiralnej) Bardzo dobre własności odpływu cieczy przy stanie stagnacji Bardzo dobre właściwości napełniania kolektora Rura rozdzielacza Vaillant Folie 9 Typ rury absorbera pionowo dla VFK 145 V i VFK 150 V, Typ rury absorbera poziomo dla VFK 145 H i VFK 150 H.

10 aurotherm VFK 145 V/H Kolektor płaski ze strukturyzowaną, bezpieczną szybą. Słoneczne wspomaganie podgrzewania wody użytkowej, basenu, centralnego ogrzewania. Możliwy montaż nad dachem, w dachu i na dachach płaskich Wersja pionowa V lub pozioma H Szerokość 1233 mm x Wys x mm x Głęb. 80 mm Waga 38 kg Powierzchnia (brutto, aperturowa/netto) 2,51 / 2,35 m² Pojemność wodna absorbera 2,16 l (H) / 1,85 l (V) Pokrycie absorbera substancją Mirotherm Grubość izolacji 40 mm aurotherm VFK 145 V Vaillant Folie 10 aurotherm VFK 145 H

11 Kolektor VFK 145 V Szyba Rama Absorber Izolacja Rura absorbera Tylna ściana Vaillant Folie 11 Ponad 80% kolektorów instalowanych na rynku to kolektory płaskie

12 Kompaktowy system solarny aurostep technologii Drainback do montażu w budynkach jedno- i dwurodzinnych aurostep plus aurostep plus Vaillant Folie 12

13 System aurostep plus 2.250P i 3.350P Zintegrowany regulator Zintegrowana stacja solarna Zimna woda Zintegrowane naczynie wzbiorcze Vaillant Folie 13 aurostep to kompaktowy system solarny, który jest dostarczany w postaci całego zestawu zawierającego: kolektory słoneczne, zasobnik c.w.u. z wbudowanym sterownikiem, pompą i niezbędnych osprzętem rur połączeniowych zintegrowanych

14 Opis urządzenia Zasadadziałaniasystemu z automatycznym, grawitacyjnym powrotem czynnika do wężownicy solarnej Praca systemu: Gdy różnica temperatur między kolektorem słonecznym a zasobnikiem jest wystarczająco duża, pompa (4) włącza się i tłoczy czynnik grzewczy do kolektora słonecznego. Powietrze jest wówczas wypychane do wężownicy solarnej zasobnika przez czynnik grzewczy płynący w rurach. Ilość powietrza w rurach i w kolektorze słonecznym jest niewielka w porównaniu z ilością czynnika grzewczego znajdującego się w wężownicy solarnej (3). Powietrze znajdujące się w instalacji gromadzi się jedynie w górnej części wężownicy.

15 Opis urządzenia Zasadadziałaniasystemu z automatycznym, grawitacyjnym powrotem czynnika do wężownicy solarnej Przestój systemu: Po wyłączeniu się pompy (4), czynnik grzewczy w całości spływa do wężownicy zasobnika (3). Kolektor słoneczny jest wypełniony powietrzem. Aby ułatwić spływ czynnika, podwójna rura (2) i (5) jest prowadzona ze spadkiem w stronę zasobnika.

16 Poszczególne elementy systemu kolektory słoneczne Kolektor technologii Drainback wyposażony w absorber z powłoką selektywną i szybą solarną - przeznaczony do podgrzewania c.w.u. - uniwersalny montaż na dachu skośnym lub płaskim - specjalna konstrukcja wewnętrzna do pracy w systemie Drainback - wysokość 1233 mm x szerokość 2033 mm x głębokość 80 mm - waga 37 kg - powierzchnia (brutto / netto) 2.51 / 2.33 m² - pojemność 1.35 l - izolacja 40 mm wełny mineralnej (λ = 0,035 W/mK) aurotherm VFK 135 D Vaillant Folie 16 Duża powierzchnia kolektorów systemu aurostep pozwala uzyskać wysoki współczynnik rocznego pokrycia potrzeb energetycznych

17 Poszczególne elementy systemu osprzęt Zestawy montażowe Vaillant Folie 17 Elementy montażowe są wstępnie zmontowane i posiadają klamry zapadkowe, które pozwalają na regulację położenia kolektorów bez użycia narzędzi

18 Poszczególne elementy systemu sterownik Vaillant Folie 18 - sterownik zintegrowany z modułem zasobnika - inteligentny system sterowania wydajności pompy obiegowej w zależności od różnicy temperatur kolektor/zasobnika c.w.u. - programowanie czasu pracy konwencjonalnego źródła ciepła kotła, grzałki, itp.. - automatyczne opóźnienie załączenia kotła/grzałki w przypadku pracy instalacji solarnej - funkcja dezynfekcji termicznej zasobnika - funkcja jednorazowego uruchomienia kotła/grzałki - funkcja urlopowa - możliwość bezpiecznego wyłączenia systemu w okresie letnim - automatyczna funkcja ochrony przed zablokowaniem pompy obiegowej - kalendarz z automatyczną zmianą czasu lato/zima Sterownik systemu aurostep optymalizuje pracę zarówno systemu solarnego jak i konwencjonalnego źródła ciepła

19 Poszczególne elementy systemu przykładowy zasobnik Vaillant Folie Pompa o wysokiej sprawności (PWM) 2 Dodatkowa pompa dla wyższych budynków (12m) 3 Zawór bezpieczeństwa, 5 bar 4 Sterownik 5 Wyświetlacz 6 Zawór napełniający 7 Zasilenie i powrót systemu sol. 8 Anoda ochronna 9 Ciepła / zimna woda 10 Cyrkulacja c.w.u. 11 Zawór spustowy

20 Zasady montażu systemu aurostep Całkowita długość rur max. 12 m Vaillant Folie 20 Maks. długość rur ułożonych poziomo Ustawienie zasobnika w piwnicy lub na poddaszu. Między kolektorami a zasobnikiem rury muszą być ułożone ze spadkiem minimum 4 %, aby umożliwić spływanie cieczy solarnej do zasobnika i opróżnienie kolektorów.

21 Odpowiednia wielkość systemu Wariant aurostep plus aurostep plus Zalecany dla: Vaillant Folie 21 Może współpracować z różnymi źródłami ciepła: aurostep jest oferowany w różnych wersjach i wielkościach co ułatwia wybór odpowiedniego rozwiązania do domu jedno- lub dwurodzinnego

22 Prosty i szybki montaż systemu Ilość elementów do montażu została zredukowana poprzez integrację osprzętu hydraulicznego i sterownika w module zasobnika System aurostep eliminuje potrzebę : - napełnienia systemu (napełniony fabrycznie) - odpowietrzania - regulacji i kontroli ciśnienia - ustawienia przepływu cieczy solarnej - montażu naczynia wzbiorczego - kontroli ciśnienia w naczyniu Vaillant Folie 22 Redukcja ilości elementów skraca czas montażu i ogranicza ryzyko błędów. Jedyne czynności do wykonania w systemie aurostep to montaż i podłączenie kolektorów. Po włączeniu układu pracuje on w trybie automatycznym.

23 Prosty i szybki montaż systemu porównanie czasu montażu Vaillant Folie 23 Transport i rozładunek Instalacja kolektorów Instalacja rur (TWIN) Instalacja pompy i naczynia Instalacja sterownika Ustawienie sterownika Napełnienie systemu solarnego Nauka obsługi Łącznie: 1,0 h 1,5 h 1,0 h 0 h 0 h 0,5 h 0 h 0,5 h 4,5 h Transport i rozładunek Instalacja kolektorów Instalacja rur (FLEX) Instalacja pompy i naczynia Instalacja sterownika Ustawienie sterownika Napełnienie systemu solarnego Nauka obsługi Łącznie: 1.5 h 1.5 h 0.5 h 0.5 h 0.5 h 1.0 h 1.0 h 1.5 h 8.0 h

24 Prosty i szybki montaż systemu Zasobnik posiada modułową izolację wykonaną z kilku wzajemnie dopasowanych elementów. Vaillant Folie 24 Pomimo dostępnej znacznej pojemności (nawet 350 L) zasobniki można wnieść nawet przez bardzo wąskie drzwi ( 650 mm)

25 Niewielka ilość elementów do obsługi i konserwacji Technologia Drainback eliminuje potrzebę wykonywania: - napełnienia instalacji - odpowietrzania - regulacji ciśnienia - montażu naczynia wzbiorczego - kontroli ciśnienia w naczyniu Vaillant Folie 25 Jedyne czynności do wykonania w systemie aurostep to montaż i połączenie urządzeń. Po włączeniu układu pracuje on w trybie automatycznym.

26 Niezawodna praca w każdych warunkach Najbardziej niekorzystny czas dla instalacji solarnej to nieobecność użytkowników w okresie letnim. Układ osiąga wysokie temperatury. Vaillant Folie 26 Wysoka temperatura glikolu może spowodować rozwarstwienie czynnika i powstanie niedrożności w instalacji

27 Niezawodna praca w każdych warunkach W systemie solarnym z technologią Drainback nie występuje ryzyko zniszczenia glikolu podczas wakacji. Po włączeniu funkcji urlopowej pompa nie tłoczy glikolu. Kolektory pozostają puste. Vaillant Folie 27 Po włączeniu funkcji urlop glikol pozostaje jedynie w wężownicy zasobnika. Nie ma ryzyka zniszczenia glikolu.

28 Podsumowanie Kompaktowy system solarny aurostep zapewnia: - swobodny wybór odpowiedniego rozwiązania - prosty montaż niezależnie od rodzaju dachu - oszczędność miejsca (osprzęt zintegrowany z zasobnikiem) - prostą obsługę - bezawaryjną pracę (brak ryzyka zniszczenia glikolu podczas wakacji) - wysoki uzysk energii słonecznej - wieloletnią eksploatację bez potrzeby ciągłej kontroli parametrów instalacji Vaillant Folie 28 Zastosowanie kompaktowego systemu solarnego aurostep jest idealnym rozwiązaniem dla budownictwa mieszkaniowego