Wyposażenie techniczno-zabezpieczające

Naczynie wzbiorcze

Zabezpieczenie instalacji solarnej musi być wykonane wg

normy PN-EN 12975/12796. Obieg kolektorów słonecznych

należy zabezpieczyć w taki sposób, aby przy możliwie

najwyższej temperaturze (temperatura stagnacji) czynnik

grzewczy nie został wyrzucony przez zawór bezpieczeństwa.

Można to osiągnąć przez prawidłowe zaprojektowanie

przeponowego naczynia wzbiorczego oraz utrzymywanie

odpowiedniego ciśnienia w instalacji.

Pojemność znamionową naczynia wzbiorczego oblicza się na podstawie

równania:

(

) (

)

2

1

V

K

e

N

e

st

V

V

z V

p

V

p

p

+ + ⋅

⋅

+

=

−

,

gdzie:
V

N

– pojemność minimalna przeponowego naczynia wzbiorczego, [l]

V

V

– zabezpieczenie wodne (czynnik grzewczy) w naczyniu [l],

0, 005

V

A

V

V

=

⋅

(nie mniej niż 3 litry)

V

A

– pojemność całkowita instalacji solarnej, [l],

V

2

– zwiększenie objętości czynnika podczas nagrzewania się instalacji

2

A

V

V

β

=

⋅

β

– rozszerzalność cieplna (dla czynnika grzewczego Tyfocor G-LS firmy

Tyforop Chemie GmbH;

0,13

β

=

)

z – liczba kolektorów,
V

K

– pojemność kolektora, [l],

p

e

– dopuszczalne nadciśnienie końcowe, [bar],

0,1

e

si

si

p

p

p

=

−

p

si

– ciśnienie otwarcia zaworu bezpieczeństwa (p

si

= 6 [bar]),

p

st

– ciśnienie wstępne poduszki gazowej w naczyniu przeponowym, [bar],

1, 5 bar

0,1 bar/m

st

p

h

=

+

⋅

h – wysokość statyczna instalacji [m]

Minimalne ciśnienie pracy instalacji solarnej wynosi:

(

)

min

1

1

A

st

A

V

V

p

p

V

V

+

=

−

−

Dobór pompy

Aby dobrać pompę, określa się dwa parametry: natężenie przepływu (któremu

odpowiada wydajność pompy) i wysokość podnoszenia. Na ich podstawie, na

wykresie zwanym charakterystyką pompy, wyznacza się punkt pracy pompy.

Pompę należy tak dobrać, aby punkt pracy znajdował się w zakresie największej

sprawności pompy, co odpowiada środkowej części charakterystyki. Do małych

instalacji czasem trudno dopasować pompę o obliczeniowych parametrach.

Zaleca się wtedy zainstalowanie pompy o wydajności i wysokości podnoszenia

10-20% mniejszej niż obliczona.

Sumaryczną charakterystykę szeregowo połączonych pomp otrzymuje się

poprzez sumowanie rzędnych charakterystyk obu pomp dla tej samej odciętej,

tzn. sumując wysokości podnoszenia przy tej samej wydajności.

Charakterystykę łączną dwu równolegle połączonych pomp znajduje się sumując

odcięte charakterystyk przepływu pomp dla tych samych rzędnych, tzn. sumując

wydajności obu pomp przy tej samej wysokości podnoszenia.

Wysokość podnoszenia:

2

, [

lub

]

k

r

w

a

H

p

p

p

p

m H O

kPa

= ∆ + ∆ + ∆ + ∆

gdzie:

∆

p

k

– straty ciśnienia czynnika przy przepływie przez kolektory (zależą od

sposobu połączenia kolektorów, odczytujemy z charakterystyk

hydraulicznych)

∆

p

r

– straty ciśnienia na rurociągach (max. 0,25 kPa/mb)

∆

p

w

– opór przepływu czynnika przez wymiennik, który traktujemy jak rurociągi

proste

∆

p

a

– straty na elementach armatury, przyjmujemy orientacyjnie ok. 10 kPa

Dokładne określenie spadków ciśnienia czynnika na rurociągach i armaturze:

a)

liniowy spadek ciśnienia

∆

p

l

:

2

2

l

L w

p

d

ρ

λ

∆ = ⋅ ⋅

b)

spadek ciśnienia wywołany miejscowymi oporami przepływu

∆

p

m

:

2

2

m

w

p

ρ

ξ

∆ = ⋅

gdzie:

∆

p – spadek ciśnienia, Pa

w – prędkość czynnika, m

g – przyspieszenie ziemskie, m/s

2

ρ

- gęstość, kg/m

3

d – średnica wewnętrzna rurociągu, m

L – długość rurociągu (suma prostych odcinków), m

λ

- współczynnik strat na tarcie lub współczynnik oporu hydraulicznego prostej

rury,

ξ

- współczynnik oporu miejscowego elementu rurociągu.

Współczynnik oporu hydraulicznego prostej rury

λ

= f(Re).

Re

w d

w d

ρ

ν

η

⋅

⋅ ⋅

=

=

- przy przepływie burzliwym Re > 2300

0,25

0,3164

,

Re

λ

=

- przy przepływie laminarnym Re < 2300

64

.

Re

λ

=