Монтаж и обвязка солнечных тепловых систем
В случае с солнечными установками различают фотоэлектрические системы для производства электроэнергии и солнечные системы для приготовления горячей воды.
Солнечные системы нагрева воды обычно используются для бытового горячего водоснабжения, подогрева бассейнов, резервного отопления и выработки технологического тепла. Таким образом, они являются разумной альтернативой традиционному нагреву воды. Сегодня преимущественно устанавливаются двухконтурные системы.
В первом контуре теплоноситель (смесь воды и антифриза) циркулирует через коллектор, а поглощенное тепло передается воде через теплообменник в баке горячей воды. Во втором контуре нагретая вода подается к потребителю.
В одноконтурных системах вода подается непосредственно через коллектор и нагревается. Эта система иногда используется для нагрева воды в бассейне без риска замерзания. Одноконтурные системы в странах, где существует риск замерзания воды, должны иметь возможность отключения и слива воды с помощью соответствующей системы управления.
Правильное определение размеров системы является предпосылкой для удовлетворительной эксплуатации. Для небольших систем в одно-/двухквартирных домах расход воды составляет около 50 л горячей воды на человека в день. При температурном режиме 50 °C и необходимом запасе на дни с меньшим солнечным излучением площадь коллектора должна составлять около 2 м² на человека.
Материалы для трубопроводов
Подходящие материалы для труб солнечного контура обеспечивают:
- отличную термостойкость
- устойчивость к гликолям
- устойчивость к высокому давлению
- устойчивость к атмосферным воздействиям и коррозии, необходимая для использования вне помещений (без оцинкованных труб)
Образование пара во время простоя
Если солнечная установка находится в состоянии покоя, например, потому что бак уже полностью нагрет, а потребления не происходит, или насос коллекторного контура не работает, в коллекторах может образоваться пар, если солнечное излучение продолжается. Пространство заполненное паром обычно соответствует объему коллектора и короткому участку соединительных труб.
В обычных плоских коллекторах достигается температура покоя до 250 °C, а в вакуумных коллекторах - до 350 °C. Когда установка снова вводится в эксплуатацию после простоя, в солнечном контуре за очень короткий период времени могут возникнуть довольно высокие температуры. Измерения Института солнечных энергетических установок Фраунгофера (ISE) показывают, что когда плоский коллектор не заполнен, т.е. на этапе строительства, когда он подвергается воздействию солнечного излучения, температура в коллекторе в состоянии покоя может составлять около 160 °C (температура коллектора 210 °C). В зависимости от погоды, в ходе строительства это может продолжаться несколько месяцев. Уплотнительные кольца из EPDM в данном случае уже были бы повреждены - даже без ввода системы в эксплуатацию.
Применение медных фитингов
В качестве фитингов для медных труб рекомендуется использование пресс-фитингов SANHA® из меди (серии 12000/13000). В качестве альтернативы предлагается пресс-система SANHA®-NiroSan® серии 18000 (нержавеющая сталь) или NiroTherm® Industry (Serie 98000).
Обе пресс-системы (см. также www.sanha.com/de/ueber-sanha/news-und-presseinformationen/meldung/5-gruende-fuer-pressfittings/) обладают повышенной термостойкостью благодаря уплотнительному кольцу из FKM и подходят для водно-гликолевых смесей при любых соотношениях смешивания. Однако при пиковых температурах, как описано выше, даже уплотнительные кольца из FKM достигают своего предела прочности. Поэтому систему трубопроводов не следует подсоединять непосредственно к поверхности коллектора, необходимо соблюдать расстояние не менее 3 метров.
В случае вакуумных коллекторов рекомендуется, чтобы соединения между коллектором и солнечным контуром, а также другие соединения в самом солнечном контуре были выполнены с помощью твердой пайки, поскольку в местах перехода и в других соединениях между трубами и фитингами при повторном запуске системы после простоя может возникнуть температура до 280 °C.
Прокладка трубопровода
Подающий и обратный трубопроводы должны быть проложены с уклоном, чтобы при необходимости можно было слить воду из системы. Для солнечного контура особое внимание следует уделить изменению длины труб. Из-за ожидаемой высокой разницы температур трубы из меди или нержавеющей стали расширяются в несколько раз больше по сравнению с обычной системой горячего водоснабжения. Это увеличение длины должно быть учтено соответствующими креплениями (компенсаторами) и установкой в трубе дуговых компенсаторов или гнутых отводов. Прокладка солнечных трубопроводов рассчитывается по аналогии с прокладкой отопительных трубопроводов.