Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego

Coraz dostępniejsze finansowo kolektory słoneczne sprawiają, że instalacje z ich wykorzystaniem wpisują się w nasz krajobraz. Nie tylko odbiorcy indywidualni stosują te urządzenia w celu uzyskania c.w.u. Coraz więcej instytucji (szpitale, baseny, szkoły) decyduje się na ich montaż. Trzeba pamiętać, że zwłaszcza w przypadku tych dużych inwestycji, na efektywność i ekonomię całej instalacji wpływa nie tylko jakość i ilość kolektorów, ale również jakość wykonania instalacji i współistnienia wszystkich elementów zależnych w jednym systemie.

jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego Coraz więcej instytucji publicznych decyduje się na instalację systemów solarnych

Ze wzrostem zainteresowania kolektorami słonecznymi wśród inwestorów rośnie zapotrzebowanie na wykwalifikowane i doświadczone firmy instalacyjne. Z tym doświadczeniem bywa różnie, ponieważ nierzadko kolektory montują osoby z przypadku, bez wcześniejszego przeszkolenia. A koszty skutków niewłaściwego zaprojektowania i wykonania instalacji mogą przewyższyć planowane korzyści. Najczęstsze błędy popełniane przez instalatorów można by wyliczać. My podajemy te najczęstsze.

Oszacowanie wydajności układów solarnych

Odpowiedni dobór kolektorów słonecznych jest podstawą efektywności całego systemu. Grzegorz Szwajnoch z firmy Biawar zwraca uwagę, że „najczęściej popełnianym błędem jest przewymiarowanie, czyli dobranie zbyt dużej powierzchni absorbera do pojemności zasobnika wody, lub niedowymiarowanie instalacji kolektorów solarnych.

{jumi [plugins/content/jumi/porady.html]}

Przewymiarowanie instalacji przez instalatora spowodowane brakiem wiedzy lub chęcią zwiększenia sprawności systemu powoduje, że w okresach dużego nasłonecznienia kolektory się przegrzewają, a konkretnie: płyn solarny (roztwór glikolu) krążący w układzie. Przegrzanie płynu skutkuje tym, że traci on swoje właściwości, a w konsekwencji powoduje zmniejszenie sprawności układu a nawet zatkanie przewodów.
Natomiast niedowymiarowanie, czyli dobranie zbyt małej powierzchni absorbera w stosunku do pojemności zasobnika wody, powoduje brak pożądanych efektów czyli niedogrzanie ciepłej wody użytkowej”.
Nie wskazane jest nadmierne rozbudowywanie instalacji solarnej, ponieważ ze wzrostem powierzchni kolektorów maleje sprawność całego systemu. Na wykresie (rys. 1) przedstawiono przykładowy przebieg tych wielkości.

jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 1 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego Rys. 1. Przykładowy przebieg stopnia pokrycia potrzeb c.w.u. w skali roku oraz sprawności układu solarnego w zależności od łącznej powierzchni kolektorów.

Wykonanie sieci przewodów

W rozbudowanych instalacjach solarnych bardzo ważne jest odpowiednie połączenie kolektorów. Przykład błędu wykonawczego przytacza nam ekspert firmy Viessmann – Adolf Mirowski. Dla porównania mamy dwie instalacje, na pierwszy rzut oka wyglądające bardzo podobnie z niemal identycznymi parametrami. Różnica polega na sposobie rozplanowania zewnętrznych rur łączących kolektory.

Tabela 1. Wyniki analizy w programie T-Sol
Analizowana instalacja Instalacja 1 Instalacja 2*) Porównanie instalacji 2 do instalacji 1
Roczna oszczędność ciepła MW/rok 216,00 188,0 ÷ 157,0 -(12,96 ÷ 27,08) %
Roczna oszczędność emisji CO2 kg/rok 46 680,00 34000 ÷ 40600 -(13,02 ÷ 27,16) %
Roczny udział IS w przygotowaniu c.w.u. % 37,70 32,90 ÷ 27,50 -(12,73 ÷ 27,06) %
Sprawność instalacji solarnej % 34,20 29,80 ÷24,90 -(12,87 ÷ 27,19) %

W programie T-Sol dokonano analizy powyższego przykładu. Wynika z niej, że długość przewodów łączących oraz stan ich izolacji posiada istotne znaczenie w bilansie energetycznym instalacji solarnej. Pamiętajmy, że parametry cieplne kolektorów w instalacji nr 1 i 2 są identyczne (tabela 1). Adolf Mirowski tak podsumowuje te wyniki: „po analizie wyników nasuwa się oczywisty wniosek, że instalacja nr 2 (wyglądająca pozornie jak instalacja nr 1) drastycznie odbiega od jej parametrów cieplnych. Aby była ona równoważna cieplnie instalacji nr 1 należy ją powiększyć o kilkadziesiąt kolektorów. Zdarzają się przypadki, że instalacja nr 2 nie jest w stanie zrównoważyć instalacji nr 1 gdyż wraz ze wzrostem ilości kolektorów przyrasta nam jednocześnie długość rur łączących generujących straty cieplne.”

PRZYKŁAD 1
jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 2 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego Rys. 2. Zwarta instalacja oraz krótkie i właściwie zaizolowane przyłącza hydrauliczne całego zestawu kolektorów.
Opis instalacji
Typ kolektora płaski
Ilość kolektorów 200 szt.
Łączna powierzchnia czynna absorbera 465 m2
Łączenie kolektorów krótkie łączniki boczne
Długość rur łączących na zewnątrz (sieć) 450 m
Grubość izolacji rur łączących (sieć) 50 mm
Długość rur łączących na zewnątrz (między kolektorami) 72 m
Grubość izolacji rur łączących między kolektorami 15 mm
Przewodność cieplna izolacji rur 0,045 W/(m·K)
jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 4 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego
PRZYKŁAD 2
jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 3 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego Rys. 3. Zwarta instalacja od frontu, od tyłu rozbudowana sieć przewodów oraz niezbyt profesjonalną izolację. Duża wątpliwość posiadają także słupki wsporcze.
Opis instalacji
Typ kolektora płaski
Ilość kolektorów 200 szt.
Łączna powierzchnia czynna absorbera 465 m2
Łączenie kolektorów łączniki górne
Długość rur łączących na zewnątrz (sieć) 450 m
Grubość izolacji rur łączących (sieć) 50 mm
Długość rur łączących na zewnątrz (między kolektorami) 700 m
Grubość izolacji rur łączących między kolektorami 15 mm
Przewodność cieplna izolacji rur 0,045 W/(m·K)
jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 5 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego

Odpowietrzenie układu

Podczas napełniania i uruchamiania instalacji, częstym błędem jest złe odpowietrzenie układu – ostrzega specjalista z firmy Biawar. „Należy poświęcić odpowiednią ilość czasu aby go odpowietrzyć bardzo dokładnie. Źle odpowietrzony układ zmniejsza w znacznym stopniu sprawność systemu lub powoduje całkowity jej brak.” Na skutek braku odpowietrzenia kolektory szybko się blokują i dochodzi do miejscowego przegrzewu. To, z kolei, zmienia wygląd optyczny kolektorów. Aby skutecznie odpowietrzyć układ niezbędny jest prawidłowy montaż odpowietrznika. Jerzy Grabek z firmy Junkers zauważył że: „czasami instalatorzy zapominają zamknąć zawór odcinający odpowietrznik po wykonaniu dokładnego odpowietrzenia układu solarnego. Praca układu solarnego z niezablokowanym odpowietrznikiem doprowadzi do powstania dużego stężenia glikolu w układzie i pompa obiegowa nie będzie w stanie tłoczyć czynnika solarnego”.

jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 6 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego Poprawny dobór i montaż kolektorów słonecznych gwarantuje zadowolenie klienta i dobrą opinię firmy instalacyjnej

Regulacja przepływu czynnika solarnego

Każdy układ solarny powinien posiadać możliwość regulacji przepływu czynnika solarnego. Po napełnieniu i odpowietrzeniu układu solarnego należy bezwzględnie wyregulować przepływ. Jeżeli instalator nie posiada odpowiedniej wiedzy powinien zwrócić się z tym do producenta kolektorów, który udzieli informacji o wielkości przepływu czynnika solarnego niezbędnego do prawidłowej pracy instalacji.

Montaż kolektorów

jakosc montazu a wydajnosc systemu solarnego 7 - Jakość montażu, a wydajność systemu solarnego Przykłady niewłaściwie wykonanej izolacji. Pozostawienie przewodów łączących bez dodatkowych zabezpieczeń izolacji skutkuje tym, że po kilku miesiącach skuteczność izolacji jest bardzo mała lub żadna.

Zdarza się, że z różnych powodów, przy montażu kolektorów zmieniona zostaje ich orientacja (z pionowej na poziomą, i odwrotnie). Jerzy Grabek przypomina: „kolektory pionowe należy montować w pionie. Co prawda montaż takiego kolektora w poziomie* nie powinien prowadzić do zmniejszenia efektywności energetycznej, ale ze względu na budowę mogą pojawiać się problemy z odpowietrzeniem kolektora, jak również z utrudnioną pracą w okresach stagnacji czynnika solarnego.”
Z kolei Grzegorz Szwajnoch zwraca uwagę na wagę kolektorów. „Podczas montażu płyt kolektora na dachu należy pamiętać, że stanowią one dodatkowe obciążenie konstrukcji. W niektórych przypadkach takie obciążenie graniczy z wytrzymałością dachu. Należy uwzględnić dodatkowo warstwy śniegu zalegającego zimą oraz dodatkowe naprężenia wywołane parciem wiatru.”
Jeżeli zasobnik z wodą jest instalowany na strychu tutaj również należy zwrócić uwagę, czy strop jest w stanie wytrzymać dodatkowe obciążenie.
Niska sprawność systemu może być również spowodowana złym usytuowaniem kolektorów względem stron świata oraz ustawienie ich pod nieodpowiednim kątem. W polskich warunkach należy ustawiać kolektory na południe, natomiast optymalny kąt nachylenia to 45 stopni.

Przerwy w odbiorze c.w.u

Użytkownicy kolektorów słonecznych często nie mają świadomości, że tego źródła energii nie da się wyłączyć. Należy więc informować ich o konieczności zainstalowania zabezpieczenia przed brakiem odbioru c.w.u, np. podczas wyjazdu na letnie wakacje.

Wszystkich powyższych błędów można uniknąć stosując się do zaleceń montażowych producentów kolektorów słonecznych. Jednak tylko od instalatorów zależy, czy wszystkie prace zostaną wykonane sumiennie i starannie, co zaowocuje zadowoleniem klienta i dalszymi zleceniami.

Małgorzata Dobień
Na podstawie materiałów firm:
Nibe-Biawar, Junkers, Viessmann

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Please enter your comment!
Please enter your name here