Схема обвязки и заправки теплоносителем солнечной водонагревательной установки.
Для круглогодичного использования в климатических условиях нашей страны систему солнечной установки необходимо делать двухконтурную. Где в первичном контуре, солнечные коллекторы – теплообменник, используется антифриз. Антифриз должен быть нетоксичным и в случае попадания его в воду при возможных протечках не должно происходить отравления питьевой воды. Наиболее распространённым является применение для этих целей пропиленгликоля.
Antifrogen / Антифроген SOL HT Clariant является идеальным теплоносителем для солнечных систем обогрева, несущих высокую нагрузку, в том числе и с вакуумными коллекторами.
Выбор концентрации раствора пропиленгликоля зависит от возможной минимальной температуры региона, где будет использоваться установка. Оптимально, чтобы антифриз, используемый в качестве теплоносителя, имел специальные присадки, замедляющие процесс коррозии меди, припоя, латуни, исключающие образование накипи, а также улучшающие смазочные свойства антифриза. Это положительно влияет на эффективность работы циркуляционных насосов. В пакет присадок теплоносителя должны входить также противопенные добавки и компоненты, предотвращающие разрушение уплотнителей (резины, тефлона, паронита).
Кроме того, исходя из наших климатических условий, бак-аккумулятор необходимо устанавливать внутри зданий. Одноконтурные системы и баки-аккумуляторы, устанавливаемые на улице, могут применяться только там, где отсутствует риск отрицательных температур. Для наших условий в большинстве случаев это возможно только в летний период, т.е. для сезонного использования. Так же нужно учитывать, что одноконтурная система подвержена риску образования накипи внутри коллекторов, что приводит к снижению их производительности, необходимо учитывать и жесткость нагреваемой воды.
Существует много схем солнечных водонагревательных установок, мы рассмотрим схему обвязки стандартной установки для приготовления горячей воды с описанием основного оборудования и запорной арматуры. Эту схему можно использовать как базовую.
Принципиальная схема солнечной водонагревательной установки.
Первичный контур состоит из солнечных коллекторов, системы трубопроводов, насоса, мембранного расширительного бака и теплообменника.
В виду того что в солнечных коллекторах возможны высокие температуры, трубопроводы необходимо делать из металлических труб - медных или из нержавеющей стали. Медные трубы целесообразно соединять твердой пайкой. Во всяком случае, на расстоянии не менее 5 метров от солнечных коллекторов все соединения должны быть выполнены на твердой пайке.
Теплообменники могут быть как встроенные в баки-аккумуляторы (обычно змеевиковые), так и расположенные отдельно (например, пластинчатые). Обычно для баков-аккумуляторов объёмом до 1000 литров используются встроенные в бак теплообменники, свыше пластинчатые. Можно использовать как баки-аккумуляторы свыше 1000 литров со встроенными теплообменниками, так и баки-аккумуляторы меньшего объема с пластинчатыми теплообменниками. Но в этих случаях необходимо особенно внимательно относится к расчету достаточности поверхности теплообмена и сравнивать стоимости полученных решений.
Достаточным условием для определения поверхности теплообмена встроенных змеевиковых теплообменников является соотношение 0,15 - 0,2 м² поверхности теплообмена на 1 м² поверхности солнечного коллектора.
Шаровые краны 3 и 4 предназначены для отсечения теплообменника бака-аккумулятора. Краны 7 и 8предназначены для перекрытия насосной сборки. Кран 7 совместно с кранами 9 и 10 используется для заправки теплоносителя. Кран 11 используется как спускной кран при сливе теплоносителя, слив теплоносителя через краны 9 и 10 затруднен из-за обратного клапана 13. Шаровой кран 12 предназначен для выпуска воздуха через воздухоотводчик 17 в процессе заправки теплоносителем системы. После запуска системы и удаления воздуха из нее кран 12 должен быть закрыт во избежание испарения теплоносителя через открытые воздухоотводчики в периоды стагнации солнечных коллекторов. Так же первичный контур должен быть укомплектован фильтром 18, манометром, предохранительным клапаном 15 настроенным на 6 бар. В поле солнечных коллекторов нужно стараться избегать установки запорной арматуры, иногда целесообразно устанавливать предохранительный клапан 6 бар в поле солнечных коллекторов. Со стороны бака-аккумулятора горячей воды необходимо на вводе холодной воды предусмотреть установку обратного клапана 14, для избежания в случае расширения при нагреве воды, попадания горячей воды в холодный водопровод. Так же предусмотреть в случае если данное оборудование отсутствует в комплектации бака-аккумулятора, предохранительный клапан 16 в 6 бар и кран 5 для выпуска воздуха во время заполнения бака водой. Возможна установка дополнительного мембранного бака для системы ГВС. В качестве догревателя дублера на схеме показан ТЭН 18.
Схема заправки теплоносителем солнечной водонагревательной установки.
Примечание. Жирным контуром выделена открытая запорная арматура и движение теплоносителя, тонким закрытая арматура.
Перед заполнением установки необходимо открыть шаровый кран перед автоматическим воздухоотводчиком расположенным в верхней части поля солнечных коллекторов.
Заполнение теплоносителем первичного контура СВНУ необходимо производить через наполнительную арматуру, состоящую из шарового крана 7 на обратном трубопроводе СВНУ и двух спускных кранов 9 и 10.
Первоначально закрывается запорный шаровой кран 7 на обратном трубопроводе СВНУ и открываютсяспускные краны справа 10 и 9 слева от него.
Насос для заполнения теплоносителем подключается через шланги к правому спускному клапану 10, и заполнение происходит по маршруту, обратный трубопровод, солнечный коллектор, подающий трубопровод, теплообменник бака-аккумулятора.
После того как из спускного крана 9 начинает поступать теплоноситель, необходимо закрыть этот спускной кран, открыть запорный шаровой кран 7 и продолжать подавать теплоноситель заполняющим насосом до тех пор, пока давление в первичном контуре не достигнет 1,5 бара плюс статическая высота установки. По достижении указанного давления отключается насос и закрывается спускной кран 10. Возможно использовать для заправки краны 10 и 11, но в этом случае после заправки в системе остается больше воздуха и заправка происходит не через фильтр.
Заправку теплоносителем нужно производить только в холодные солнечные коллекторы
После первоначального наполнения возможно небольшое падение давления, это связано с выходом воздуха из системы, в этом случае необходимо добавить теплоноситель с помощью насоса для заполнения, до показания манометра в 1,5 бара плюс статическая высота установки. Дополнение теплоносителя производить в холодные солнечные коллекторы при отключенном циркуляционном насосе.
Проверьте давление воздушной камеры мембранного бака, оно должно соответствовать рабочему давлению установки.
После заправки теплоносителя необходимо снять затенение с остекления солнечных коллекторов. Если заправка производится ранним утром или в пасмурную погоду, то закрывать солнечные коллекторы не обязательно.
В течение 2 суток необходимо убедиться в установлении постоянного давления теплоносителя первичном контуре СВНУ, которое должно быть не ниже 1,5 бара плюс статическая высота установки при холодных СК и не работающем циркуляционном насосе. Недостаточное давление приводит к невозможности циркуляции теплоносителя при нагреве СК. После установления постоянного давления в установке необходимо закрыть шаровые краны перед автоматическими воздухоотводчиками.
Автор Касаткин И.Г.
Производственная компания «АНДИ Групп» рекомендует использовать в гелиосистемах Теплоноситель Antifrogen / Антифроген SOL HT Clariant - готовый к применению теплоноситель с антифризными и ингибирующими свойствами для солнечных систем отопления, работающих при повышенных тепловых нагрузках.
Видео Вячеслава Дружинина. Заправка солнечной сплит-системы теплоносителем.
