W jakim stopniu elementy instalacji solarnej wpływają na całkowite opory przepływu? Jak określa się całkowite opory przepływu w instalacji solarnej?

1. www.solarblog.pl
Opory przepływu w instalacji solarnej
 Od czego zależą opory przepływu w instalacji solarnej?
 Jakie komponenty powodują największy opór hydrauliczny?
 Istotne aspekty doboru instalacji solarnej

2. Slajd
2
Opory przepływu w instalacji solarnej
 Prawidłowa praca instalacji solarnej jest możliwa, gdy zapewnione będzie
odpowiednie natężenie przepływu glikolu. W ten sposób uzyskuje się m.in.
zakładaną ilość ciepła i zapobiega zapowietrzaniu układu.
 Błędny dobór średnic przewodów, zwiększenie ich długości, a także
nadmierna ilość oporów miejscowych (kolana, łuki, trójniki, itp.)
może skutkować zwiększeniem całkowitego oporu przepływu
instalacji solarnej. Również pompa obiegowa
musi być dobrana z uwzględnieniem punktu pracy
przy maksymalnej wydajności instalacji
solarnej.

3. Slajd
3
Natężenie przepływu, a sprawność kolektora
 Odpowiednie natężenie przepływu czynnika grzewczego, musi zapewnić odbiór
ciepła z absorbera kolektora słonecznego. Zbyt niskie natężenie przepływu
podwyższa temperaturę absorbera, zwiększając straty ciepła do otoczenia.
Sprawność pracy kolektora słonecznego w takich warunkach ulega obniżeniu.
 Dla kolektorów z absorberami harfowymi, zalecane będzie natężenie przepływu
od 40 do 80 litrów na godzinę i 1 m2 powierzchni absorbera. Dla nominalnego
natężenia przepływu 60 dm3/m2h, uzysk ciepła z kolektora słonecznego osiąga
wartość bliską maksymalnej możliwej do osiągnięcia (ok. 99 %).
100%
96%
92%
88%
10 20 30 40 50 60 70 80 90 Jednostkowe natężenie
przepływu (dm3/m2h)
Względnyuzyskciepła
zkolektorasłonecznego
Wykres: zależność względnego uzysku ciepła
kolektora słonecznego od natężenia przepływu
czynnika grzewczego (na podstawie wyników
symulacji komputerowych programu TSOL).

4. Slajd
4
Wpływ temperatury cieczy na lepkość
 Od około 60 oC lepkość kinematyczna wody i roztworu glikolu (o stężeniu 40%)
staje się porównywalna. W takich warunkach pracy instalacji solarnej, opór
przepływu jest niemal jednakowy w odniesieniu do wody, jak i glikolu.
0oC 20oC 40oC 60oC 80oC 100oC
Lepkośćkinematyczna(mm2/s)
Wykres: zmiana lepkości
kinematycznej w zależności
od temperatury
Temperatura

5. Slajd
5
Wpływ temperatury cieczy na opór hydrauliczny
 Opór hydrauliczny w instalacji solarnej uzależniony jest od temperatury glikolu
(zmiana lepkości). Wpływ zwiększonego oporu hydraulicznego przy niższej
temperaturze glikolu jest zwykle niwelowany przez obniżone obroty pompy
obiegowej (przy zastosowaniu regulacji obrotów np. przez sterownik G422, G425).
 Temperatura glikolu w standardowych warunkach eksploatacji instalacji solarnej,
zwykle nie jest niższa niż 30÷40 oC. Od temperatury ok. 60 oC opór hydrauliczny
w instalacji solarnej staje się stosunkowo stały i zbliżony do oporu jaki był by przy
zastosowaniu wody.
0oC 20oC 40oC 60oC 80oC 100oC
Opórhydrauliczny
(względny%)
Standardowy zakres
temperatury pracy
Temperatura

6. Slajd
6
Wymagania dla glikolu
 Nie jest celowe stosowanie glikolu o większym stężeniu niż 40÷45%, ze względu
m.in. na obniżone ciepło właściwe i wzrost lepkości. Jeśli zamiast roztworu
40-procentowego glikolu, zastosowany zostanie roztwór 45-procentowy,
opór przepływu wzrośnie o około 4%. Dla roztworu
50-procentowego, opór wzrośnie już o ok. 18%.
 Jeżeli podczas eksploatacji instalacji
solarnej nie występują długotrwałe
wysokie przegrzewy, nie zachodzi
ryzyko uszkodzenia glikolu
i jego zamarznięcia w okresie
zimowym.

7. Slajd
7
Opór hydrauliczny komponentów instalacji solarnej
 W trakcie doboru instalacji solarnej należy zwrócić szczególną uwagę na dokładne
określenie oporów przepływu tych komponentów, których opór stanowi znaczący
udział w całkowitym oporze instalacji. Dotyczy to przede wszystkim orurowania
instalacji instalacji solarnej oraz samych kolektorów słonecznych z absorberami
meandrowymi, jak np. kolektor płaski KS2000 TLP Am.
 Opór hydrauliczny wężownicy podgrzewacza może być w praktyce pomijalny,
niewielkim oporem cechują się także grupy pompowe jednodrogowe typu ZPS.
Wykres: przykładowe bilanse
oporów (%) w instalacjach solarnych
dla nominalnych natężeń przepływu
i długości 25 mb rury typu SNP
(nierdzewna elastyczna)
0 % 20 % 40 % 60 % 80 % 100 %

8. Slajd
8
Nomogram doboru rur dla instalacji solarnej
Natężenie przepływu (dm3/min.)
Jednostkowyopór
hydrauliczny(mbar/m)
Rura SNP
SNP
DN16
SNP
DN20
SNP
DN25
10,8
5,8
 Dobór rur w instalacji solarnej musi uwzględniać zapewnienie wymaganej
prędkości przepływu, np. dla rury elastycznej ze stali nierdzewnej
powinna ona wynosić od 0,4 do 0,7 m/s. Jednostkowy opór
przepływu powinien być jak najniższy – na poziomie
maksymalnie 5÷10 mbar ma metr bieżący.

9. Slajd
9
Rodzaj rury, a opór przepływu
 W małych instalacjach solarnych zastosowanie znajdują najczęściej rury
elastyczne ze stali nierdzewnej. Rury miedziane cechują się niższym (zazwyczaj
1,5÷2,0 krotnie) liniowym oporem przepływu w porównaniu do rur elastycznych ze
stali nierdzewnej (opory miejscowe mogą być większe przy zastosowaniu kształtek).
Rodzaj rury Zastosowanie
Rura
elastyczna
ze stali
nierdzewnej
Zalecane do stosowania jako główne przewody w małych instalacjach
solarnych lub w dużych instalacjach jako przewody przyłączeniowe
baterii kolektorów słonecznych (kompensacja wydłużeń cieplnych).
Zalecane zastosowanie średnic do DN25
Rura
miedziana
Stosowane w instalacjach solarnych jako tradycyjne rozwiązanie.
Łączone poprzez lutowanie twarde, np. lutem AG45Sn (AG 104).
Zalecane zastosowanie średnic: do 421,5
Rura stalowa Stosowane w dużych instalacjach solarnych jako rury bez szwu
ze stali czarnej walcowanej na gorąco wg normy PN-80/H-74219.
Zalecane zastosowanie średnic: od DN40 do DN100
 Dla małej instalacji solarnej całkowite opory są na tyle nieznaczne, że ze względu
na wygodę montażu i łatwość prowadzenia w budynku, a także kompensację
wydłużeń cieplnych, stosuje się zwykle rury elastyczne ze stali nierdzewnej.

10. www.solarblog.pl
Hewalex
25-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
więcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

11. www.solarblog.plwięcej prezentacji >>>
Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych
Hewalex
25-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.hewalex.pl