WyposaŜenie techniczno-zabezpieczające
Naczynie wzbiorcze
Zabezpieczenie instalacji solarnej musi być wykonane wg
normy PN-EN 12975/12796. Obieg kolektorów słonecznych
naleŜy zabezpieczyć w taki sposób, aby przy moŜliwie
najwyŜszej temperaturze (temperatura stagnacji) czynnik
grzewczy nie został wyrzucony przez zawór bezpieczeństwa.
MoŜna 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 niŜ 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: natęŜenie przepływu (któremu
odpowiada wydajność pompy) i wysokość podnoszenia. Na ich podstawie, na
wykresie zwanym charakterystyką pompy, wyznacza się punkt pracy pompy.
Pompę naleŜy 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 niŜ 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 (zaleŜą 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
=