Dobór przewodów instalacji solarnej ma kluczowe znaczenie dla prawidłowej pracy instalacji solarnej - odpowiadając za transport ciepła z kolektorów słonecznych do odbiornika ciepła, np. podgrzewacza c.w.u.

1. www.solarblog.pl
Jakie przewody dla instalacji solarnej?
 Rodzaje przewodów dla instalacji solarnej
 Zalecenia dla wyboru typu przewodów instalacji solarnej
 Dobór średnicy przewodów instalacji solarnej

2. Slajd
2
Funkcja przewodów w instalacji solarnej
 Przewody instalacji solarnej
łączą baterię kolektorów
słonecznych z podgrzewaczem
np. ciepłej wody użytkowej,
zabudowanym w kotłowni.
 Odpowiadają w znacznym
w stopniu za skuteczny odbiór
ciepła z kolektorów słonecznych
oraz poprawne funkcjonowanie
instalacji solarnej.
 Przewody instalacji solarnej są narażane na trudne warunki
pracy – zmienną temperaturę i ciśnienie czynnika roboczego,
który może występować także w fazie parowej, w razie braku
odbioru ciepła z kolektorów słonecznych (stan stagnacji)

3. Slajd
3
Wymagania dla przewodów w instalacji solarnej
Przewody instalacji solarnej oraz połączenia, muszą spełniać szereg
warunków technicznych, jak w szczególności:
Parametr Opis
Odporność na
podwyższone
temperatury
robocze
Temperatura w instalacji solarnej jest zmienna w znacznie szerszym stopniu niż
w typowej instalacji grzewczej. Chwilowe najniższe temperatury mogą sięgać nawet
poniżej -20oC, a maksymalne w przypadku kolektorów płaskich, rzędu 160oC. W
praktyce raczej nie osiąga się temperatur wyższych w przewodach instalacji solarnej,
pomimo, że w samych kolektorach płaskich, temperatura stagnacji może przekraczać
200oC (dla 1000 W/m2, powietrze zewnętrzne 30oC).
Wytrzymałość
mechaniczna
W związku z ciśnieniowym charakterem pracy przewody instalacji oraz ich połączenia
muszą być przystosowane do pracy, najczęściej z nadciśnieniem maksymalnym 6 bar.
Dodatkowo w stanach stagnacji, przy skraplaniu się pary wodnej z glikolu, następować
mogą charakterystyczne dla tego zjawiska, uderzenia hydrauliczne. Wytrzymałość jest
wymagana także ze względu na rozszerzalność cieplną, gdzie np. dla rury miedzianej
o długości 10 metrów, wydłużenie przy zmianie temperatury 10÷160oC, wyniesie 25 mm.
Odporność
na korozję
Odporność na korozję oraz działanie glikolu stanowiącego najczęściej czynnik grzewczy
w instalacji solarnej, jest podstawowym wymaganiem dla przewodów instalacji solarnej
Łatwość
montażu
Względy użytkowe są kluczowe dla wykonawcy, w celu skrócenia czasochłonności
montażu, a także uniknięcia potencjalnych błędów wykonawczych.

4. Slajd
4
Rodzaje przewodów dla instalacji solarnej
Źródło: mein-haus-kriegt-kupfer.de, jansen.com
 Elastyczne przewody ze stali nierdzewnej
 Łączenie złączkami lutowanymi lub zaciskanymi
 Duża swoboda w prowadzeniu rur
 Zwiększone opory przepływu
 Przewody z miedzi
 Łączenie złączkami lutowanymi
 Sprawdzona w praktyce tradycyjna technologia
 Niskie opory przepływu
 Rury ze stali czarnej
 Sporadycznie stosowane rozwiązanie
 Alternatywa dla rur miedzianych
 Przeważnie zastosowanie w dużych średnicach

5. Slajd
5
 Łączenie rur elastycznych ze stali nierdzewnej jest możliwe z użyciem
dwóch podstawowych metod:
 Połączenia skręcane ze złączkami lutowanymi
 Połączenia skręcane ze złączkami zaciskanymi
 Złączki lutowane wykonuje się
w sposób analogiczny jak dla rur
miedzianych, metodą lutowania
twardego, np. z zastosowaniem
stopu AG 104 (L-Ag45Sn)
 Złączki zaciskane wykonuje się
poprzez uformowanie przylgi
na końcu rury elastycznej –
metodą mechaniczną (zagniatarka)
Technologie rur elastycznych ze stali nierdzewnej

6. Slajd
6
 Cechy i możliwości zastosowania technologii łączenia rur elastycznych:
Porównanie technologii łączenia rur elastycznych
 Możliwość zastosowania z każdym
rodzajem kolektorów słonecznych,
także z aluminiowym orurowaniem
absorbera (np. KS2000 TLP Am)
 Łatwość wykonania – mechaniczne
zagniatanie końcówki rury dla
wykonania przylgi
Połączenia
zaciskane
Połączenia
lutowane
 Technologia nie jest stosowana dla
kolektorów z orurowaniem
aluminiowym absorbera (cyna
w składzie lutu)
 Tradycyjna technologia lutowania
twardego, znana z wykonywania
instalacji z rur miedzianych

7. Slajd
7
 Łączenie miedzi możliwe jest poprzez lutowanie miękkie, lutowanie twarde,
spawanie, a także poprzez zaprasowywanie lub skręcanie połączeń.
 Lutowanie miękkie jest przeznaczone do łączenia przewodów w instalacjach
o maksymalnej temperaturze roboczej do 110oC (np. instalacje ogrzewania c.o.).
Przykładowo w Austrii dla instalacji solarnych z kolektorami o temperaturze
stagnacji do 200oC i ciśnieniu maksymalnym do 6 bar, dopuszcza się łączenie
lutowaniem miękkim w oparciu o lut S-Sn97Cu3
W przypadku instalacji solarnych, gdzie temperatura robocza może okresowo
przekraczać 110oC, zastosowanie znajduje przede wszystkim lutowanie twarde
Stosowanie połączeń zaprasowywanych jest możliwe tylko z zastosowaniem
specjalnie przystosowanych uszczelnień. Końcówki rur miedzianych muszą być
pozbawione pozostałości po gratowaniu i wszelkich zabrudzeń mogących
uszkodzić uszczelnienia podczas montażu i eksploatacji instalacji solarnej.
Połączenia śrubunkowe w razie zastosowania muszą posiadać metalowe
uszczelnienia zapewniające odporność na podwyższone temperatury pracy.
Technologie łączenia rur miedzianych

8. Slajd
8
Rodzaj lutowania Oznaczenie lutu
Temperatura topnienia
(oC)
Topnik
Miękkie
lutowanie
S-Sn97Cu3
240
3.1.1
3.1.2
S-Sn97Ag3 2.1.2
Twarde
lutowanie
CP 203 (L-CuP6) 710÷890
FH 10*
CP 105 (L-Ag2P) 645÷825
AG 106 (L-Ag34Sn) 630÷730
AG 104 (L-Ag45Sn) 640÷680
AG 203 (L-Ag44) 675÷735
* Dla lutów miedziano-fosforowych, przy łączeniu miedzi z miedzią nie jest wymagane stosowanie
topnika. Przy łączeniu miedzi z mosiądzem lub brązem, topnik jest wymagany każdorazowo.
 W praktyce zastosowanie znajduje kilka rodzajów lutów, np. firma Hewalex
oferuje lut AG 104 (L-Ag45Sn) oraz topnik Fissil E.
Rodzaje lutów w łączeniu rur miedzianych
Źródło: Die fachgerechte Kupferrohr-Installation, Deutsches Kupferinstitut

9. Slajd
9
Rodzaje izolacji cieplnej przewodów
AC
HT
HT/S
 Zastosowanie wewnątrz budynku
 Grubość 13 mm dla średnicy rury DN15-DN20
 Zakres temperatury: -50 do 105oC
 Zastosowanie wewnątrz i zewnątrz budynku
 Grubość 13 mm dla średnicy rury DN15-DN20
 Zakres temperatury: -50 do 150oC (175oC)
 Odporność na promieniowanie UV
 Zastosowanie wewnątrz i zewnątrz budynku
 Grubość 13 mm dla średnicy rury DN15-DN20
 Zakres temperatury: -50 do 150oC (175oC)
 Odporność na promieniowanie UV
 Folia ochronna przed uszkodzeniami
Źródło: oferta firmy Hewalex

10. Slajd
10
Prędkość przepływu w przewodach
Zalecane:0,4÷0,7m/s
Prędkość unoszenia się
pęcherzy powietrza w glikolu
wynosi około 0,4 m/s.
Przy niższej prędkości
przepływu czynnika
grzewczego w przewodach,
pęcherze powietrza będą
gromadzić się w górnej
części instalacji solarnej.
~0,4 m/s
 Prędkość przepływu czynnika grzewczego w przewodach
instalacji solarnej odgrywa duże znaczenie dla jej właściwej
eksploatacji. W szczególności dotyczy to odpowietrzania
instalacji solarnej. Zbyt wysoka prędkość zwiększa opory
przepływu, zużycie energii elektrycznej przez pompę
obiegową, a także przyspiesza erozję powierzchni rur.

11. Slajd
11
Przykład doboru przewodów dla instalacji solarnej
Instalacja solarna:
 3 kolektory płaskie KS2000 TLP (3  1,8 m2 absorbera)
 Przepływ zalecany: 40÷80 l/m2h
 Przepływ dla instalacji: 60 l/m2h  1,8 m2 = 324 l/h
Możliwe jest dobranie przewodów elastycznych ze stali nierdzewnej
o średnicy DN16 lub miedzianych 181

12. Slajd
12
Zastosowanie zbyt dużej średnicy przewodów…
Spotykanym błędem jest zastosowanie zbyt dużej średnicy przewodów,
np. na etapie budowy stanu surowego domu, zastosowanie przewodów
miedzianych o średnicy 221, bez uwzględnienia przyszłego doboru
powierzchni kolektorów słonecznych.
Ø 22x1
Jeżeli następnie zastosowana będzie typowa
instalacja solarna dla podgrzewania ciepłej wody
użytkowej (np. 3 kolektory płaskie po 1,8 m2
absorbera), to prędkość przepływu czynnika
grzewczego (glikolu) wyniesie jedynie:
0,29 m/s (dla jednostkowego 60 l/m2h)
Wielu producentów zaleca niskie jednostkowe
natężenia przepływu (rzędu 0,25÷0,40 l/m2h).
Wówczas prędkość przepływu będzie niższa:
0,12 m/s (dla jednostkowego 25 l/m2h)

13. Slajd
13
Zalecane natężenia przepływu czynnika grzewczego
Dla kolektorów płaskich Hewalex
z absorberami harfowymi (np. KS2000 TLP,
KS2000 TLP AC), dopuszczane są wyższe
natężenia przepływu niż dla kolektorów
z absorberami meandrowymi (np. KS2000
TLP Am).
Niższe zalecane natężenia przepływu
dla kolektora meandrowego wynikają ze
zwiększonych oporów przepływu w jego
przypadku. Zaletą kolektora jest możliwość
jednostronnego wpięcia w baterii, jednak
niższe natężenia przepływu zmniejszają
prędkość przepływu w przewodach
instalacji, a także obniżają sprawność
kolektora, wskutek wzrostu strat ciepła
(wyższe temperatury absorbera).

14. Slajd
14
Skorygowany dobór natężenia przepływu
Jeżeli zastosowana została zbyt duża średnica przewodów dla instalacji solarnej,
na przykład dla 3-ech kolektorów płaskich (3  1,8 m2 absorbera) średnica
przewodów miedzianych 221 mm, to możliwe m.in. takie rozwiązania jak:
Zwiększenie natężenia przepływu
w instalacji solarnej – nieznacznie
więcej niż górna zalecana wartość
(80 l/m2h) – do 90 l/m2h, zwiększa
prędkość przepływu do zalecanego
0,43 m/s
Zwiększenie powierzchni kolektorów
słonecznych, o ile wystarczające będą
potrzeby cieplne dla odbioru
zwiększonej ilości ciepła.
Zastosowanie np. 4-ech zamiast
3-ech kolektorów płaskich,
przy przepływie 70 l/m2h, pozwala
uzyskać prędkość przepływu 0,45 m/s
0,45 m/s

15. Slajd
15
Natężenie przepływu, a sprawność pracy
 Natężenie przepływu czynnika grzewczego odgrywa wpływ dla uzyskiwanej przez
kolektor sprawności pracy. Od natężenia zależy temperatura absorbera, a tym samym
straty ciepła do otoczenia. W przypadku kolektorów harfowych:
60 l/m2h  zalecane optymalne jednostkowe natężenie przepływu
40÷ 80 l/m2h  dopuszczalne jednostkowe natężenie przepływu
 Zależność uzysku ciepła kolektora słonecznego od natężenia przepływu:
Natężenie przepływu (l/m2h)
Uzysk ciepła kolektora
słonecznego (względny)
(symulacja TSOL)

16. Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

17. Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl