korištenje energije sunčevog zračenja kao izvora energije u

STRUČNO USAVRŠAVANJE

OVLAŠTENIH ARHITEKATA I OVLAŠTENIH INŽENJERA

XIV. tečaj 08. i 02. veljače 2013.

TEMA:

" KORIŠTENJE ENERGIJE SUNČEVOG ZRAČENJA KAO IZVORA ENERGIJE U SUSTAVIMA GRIJANJA, HLAĐENJA, VENTILACIJE I

PRIPREME TOPLE VODE "

Autori: mr.sc. IVAN CETINIIĆ, dipl.ing.stroj

Arhitektonski fakultet, Zagreb VESNA DRNOVŠEK, dipl.ing.stroj

Ariston, Zagreb

1STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXIV tečaj 08. i 09. veljače 2013.

ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJESOLARNI TOPLINSKI SUSTAVI

Osnovni pojmovi, dijelovi i primjena

Vesna Drnovšek dipl.ing.Ariston Thermo SpA- Predstavništvo u Republici HrvatskojMr.sc. Ivan Cetinić, disArhitektonski fakultet Sveučilišta u Zagrebu


1. DIO: UVOD U SOLARNE TOPLINSKE SUSTAVE

Solarna energija- Raznolikost- Brojke za pamćenje- Primjene

Solarni toplinski sustavi- Glavne komponente- Tipovi sustava- Pokrivenost i razine učinkovitosti-Integracija

Naglasak na komponente- Kolektori- Spremnici- Kontrolna jedinica- Cirkulacijski sklop- Hidraulički pribor


Sunčeva energija– Godišnje zračenje

Godišnje zračenje Sunca mjeri količinu solarne energije skupljene dan po dan, od svitanja do zalaska sunca na jednom kvadratnom metru površine;gotovo kao i godišnja količina kiše.


Sunčeve zrake pogađaju Zemlju pod različitim kutom ovisno o zemljopisnoj širini, a zbog zakrivljenosti zemljine površine. Područja koju zrake pogađaju pod kutom koji je najbliže okomici skupljaju veću količinu solarne energije svake godine ( godišnje zračenje Sunca).

Razlika između godišnjeg zračenja Sunca između Stockholma i Caira je 120%

Location Energy (kWh/m2)

Stockholm 982

Milan 1307

Istanbul 1503

Buenos Aires 1539

Athens 1567

Split 1586

Rome 1612

Ankara 1701

Casablanca 1772

Marrakesh 1977

Dubai 2028

Cairo 2041

Solarna energija– Velika raznolikost na površini Zemlje


Solarna energija– Vrlo raznolik izvor tokom godine

Irradiazione giornaliera media (kWh/m² giorno)Città: Roma

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

Gen Feb Mar Apr Mag Giu Lug Ago Set Ott Nov Dic

kWh

/m²

gio

rno

Rim - Srednje dnevno zračenje (kWh/m2 dan)


Na istoj lokaciji na Zemlji putanja sunca u ljetu je viša, odnosna niža u zimi.To utječe na ukupni broj sunčanih sati i na intenzitet sunčevih zraka.

Razlika između prosječnog zračenja Sunca u Hrvatskoj između zime i ljeta je oko 400%

Ta se razlika smanjuje kako se bližimo ekvatoru


Solarna energija – Vrlo promjenjiv izvor tokom različitihdoba dana

Na istoj lokaciji tokom dana sunce pokazuje dvostruku promjenjivost:- Zvjezdanu: povezano sa dnevnom pozicijom sunca na horizontu(to je predvidljivo)- Meteorološku: povezano sa lokalnim meteorološkim pojavama i stanjem(nije lagano predvidjeti)

Možemo zaključiti da je sunčeva energija predvidljiva ali i… promjenjiva!


Solarna energija– primjena toplinske energije dobivene od Sunca

Potrošna topla voda 70 %

Grijanje 15 %

Grijanje bazena 10 %

Vruća tehnološka voda 5 %


Solarna energija– primjena toplinske energije dobivene od Sunca

• DomačinstvaPojedinačne obitelji KućeViše obitelji Višestambene zgrade

• OrganizacijeJavne namjene Škole, bazeniKomercijalne Hoteli, wellness centri

• IndustrijaMala i srednja Mljekare, praoniceVelika Kemijska industrija


Solarni toplinski sustav prikuplja energiju koju emitira sunce i pretvara je u određenu količinu pohranjene tople vode.

Ta količina tople vode, kao „ termalna baterija” pohranjuje energiju i osigurava njezinu dostupnost kada nam je to potrebno.

Solarna energija– Kako iskoristiti toplinsku energiju dobivenu od Sunca

Energija Energija Energija


Solarni toplinski sustavi sastoje se od 3 glavna dijela:- Solarni kolektori (“solarni paneli”), koji prikupljaju emitiranu

energiju-Spremnici tople vode ( “indirektni spremnici”), koji pohranjuju i zadržavaju

toplinu koja koju dobivaju iz kolektora-Hidraulički i kontrolno upravljački sustav koji omogućava prijenos energije od kolektora do spremnika

Solarni toplinski sustavi– Glavni dijelovi


U toplinskom sustavu, energija akumulirana iz solarnih kolektora prenosi se kroz tekućinu (solarni medij) do indirektnog spremnika. Solarni medij (mješavina vode i glikola ) može strujati prirodno ili biti pokretana pumpom

Prema toj osnovi dijelimo solarne sustave na:

Solarni toplinski sustav– Tipovi

Sustav sa prisilnom cirkulacijom

Spremnik mora biti instaliran blizu i iznad solarnog kolektora

Spremnik može biti instaliran bilo gdje

Termosifonski sustav (gravitacijski)


Jedan krug

Potrošna topla voda nalazi se unutar spremnika i djelomično u kolektoru.

Sunce zagrijava vodu unutar kolektora. Voda počinje teći od kolektora prema spremniku i nazad. Kao posljedica ovoga cijeli se spremnik zagrijava.

Prednosti: - Ovaj je sustav najjednostavniji i najjeftiniji

Mane :

- Potrošna sanitarna vode može se smrznuti i dolazi do pucanja kolektora.

- Kolektor je izložen nakupljanju kamenca (posljedica može biti začepljenost kolektora) i koroziji

Solarni toplinski sustavi– Tipovi sustava– Direktnitermosifonski


Dva kruga:

Jedan zatvoreni krug napunjen vodom i glikolom teče od kolektora do plašta spremnika i nazad

Drugi je otvoreni krug potrošne vode koja ulazi u unutrašnji dio spremnika, zagrijava se preko plašta i odlazi ka potrošaću.

Prednosti:- Ovaj sustav je zaštičeniji od smrzavanja zbog glikola.- Nema rizika od nakupljanja kamenca ili korozije.

Mane: Spremnik ima izmjenjivač topline i zato je kompliciraniji i samim time i skuplji

Solarni toplinski sustav– Tipovi sustava– Indirektni termosifonski


Prednosti- Jednostavni i pouzdani- Nema potrošnje električne energije- Ne zauzimaju prostor unutar kuće- Mala investicijska ulaganja

Solarni toplinski sustavi– Tipovi sustava Termosifonski (gravitacijski) Prisilna cirkulacija

Mane- Značajan vizualni utjecaj na arhitekturu objekta- Primjena je ograničena na male sustave potrošne tople vode- Ograničenja pri nižim temperaturama

Prednosti- Potpuna kontrola sustava- Bolja učinkovitost- Postizanje velikih snaga- Prilagodljivoxt u primjeni- Smanjen vizualni utjecaj na izgled objekta

Mane- Veća investicija i veća složenost- Potrebno osigurati prostor unutar kuće- Zahtjeva električnu energiju


Koeficijent pokrivanja solarnog sustava

N

U

EEC

EU = iskorištena solarna energijaEN = ukupno potrebna energija

Tipične vrijednosti pokrivanja u % (za sanitarnu vodu u Splitu)Siječanj 53 % Srpanj 100 % GODIŠNJE: 84%

Solarni toplinski sustav– Učinkovitost i solarna frakcija

Tipične vrijednosti pokrivanja u % (za sanitarnu vodu u Zagrebu)Siječanj 15 % Srpanj 100 % GODIŠNJE: 65%

Kako je ukupna toplinska energija potrebna za pripremu PTV-a konstanta, koeficijent pokrivanja veći je ako:- Povećamo broj kolektora- Ako se sustav upotrebljava uz klimatske uvjete sa većim zračenjem Sunca- Kad se sustav koristi u ljeti


Učinkovitost solarnog toplinskog sustava

Solarni toplinski sustav– Efikasnost i solarna frakcija

Toplinski gubici na kolektoru

Toplinski gubici primarnog kruga

Toplinski gubici spremnika

Gubici uzrokovani ne

trošenjem

Energija Energy Energy


Tipične godišnje vrijednosti učinkovitosti (za PTV): Između 30 % i 50 %

Učinkovitost solarnog sustava

I

U

EE

EU = iskorištena solarna energijaEI = solarna energija koja djeluje na kolektor

Učinkovitost sustava ovisi o:- Učinkovitosti panela(kvaliteta kolektora, temperatura solarnog kruga, temperatura zraka...)- Gubici topline tjekom distribucije i pohranjivanja(toplinska izolacija)- Gubici zbog ne trošenja solarne energije (predimenzioniran sustav)

Potrošnja energije također ima utjecaja na učinkovitost(nula potrošnje nula učinkovitosti)!!

Solarni toplinski sustav– Učinkovitost i solarna raspodjela


C = 60% η=45%PTV 200 litara / dan

Površina panela 4 m2

C = 70% η=30%PTV 200 litara / dan

Površina panela 6 m2

Ukoliko povećamo broj panela, povećava se i stupanj pokrivanja, ali se smanjuje učinkovitost .Pravilo dobrog projektiranja: Nemojte pretjerivati!!! Solarni sustav može pokriti do 100% potrebe u ljetnim mjesecima. Ostatak godine treba koristiti razinu koju ste postigli.

Primjer korektno dimenzioniranog sustava:- Dobro godišnje pokrivanje- Visoka godišnja učinkovitost(45)- Ekonomičan sustav

Primjer predimenzioniranog sustava- Blago povećano godišnje pokrivanje(70)- Mala godišnja učinkovitost(30)- Skuplji sustav(više solarnih kolektora)- U ljetnim mjesecima višak solarne energije(sivo) se gubi i dolazi do pregrijavanja panela

Solarni toplinski sustav– Učinkovitost i solarna raspodjela


C = 60% η=45%

PTV 200 litara / danPovršina panela 4 m2

Dodatna energija

200 litara/danpri 25 °C

200 litara/danpri 70°C

Solarna energije u zimi = 25% Solar energije ljetiDnevne razlike u zagrijavanju indirektnog spremnika:- Ljeto ΔT = 60°C Indirektni spremnik T = 70°C Moguće tuširanje- Zima ΔT = 15°C Indirektni spremnik T = 25 °C Tuširanje nije moguće Sunčevu energiju treba nadopuniti sa dodatnim izvorom energije

Solarni toplinski sustavi- Integracija


Integracija solarnog toplinskog sustava sa dodatnim izvorom energije može se odviti izvan indirektnog spremnika ili unutar njega.Prema tome možemo razlikovati dva tipa sustava:

U spremniku U potrošnji

Voda koja je prethodno zagrijana u solarnom toplinskom sustavu dodatno se na potrebnu temperaturu zagrijava unutar spremnika pomoću električnog grijača ili plinskog cirko bojlera .

Voda koja je prethodno zagrijana solarnim toplinskim sustavom (pretgrijana) zagrijava se do potrebne temperature prolazeći prije izljevnog mjesta kroz kombinirani bojler ili trenutnu grijalicu vode .

Energija korisnik

Integracija

Energija KorisnikEnergija

Integracija

Solarni toplinski sustavi– Integracija (dodatni izvor energije)


Prednosti- Maksimalna udobnost(velika količina stalno dostupene PTV )- Velika snaga integriranog sustava(prisilna cirkulacija)- Kompatibilno u svim vrstama instalacije(PC)Mane- Niži doprinos od solarnog izvora

Prednosti- Maksimalni doprinos od solarnog izvora

Mane- Prikladno samo za pripremu PTV-a- Ograničen protok(manji komfor)- Kompatibilno sa sekundarnim izvorom energije manje snage (kombi bojleri)

Solarni toplinski sustavi– Tipovi integracije sa dodatnim izvoromenergije

U spremniku U potrošnji


Primjer – Koliko mali sustav može učiniti

- Lokacija: Rim- Primjena: - Broj osoba: 3- Spremnik: 150 litara- Panel: 2 m2

- Tpoč: 8 °C

Srpanj (kWh/m2)ΔT = 46 °CTkon. = 54 °C

Prosinac(kWh/m2)ΔT = 11 °CTkon = 19 °C

Speed (°C/Hour)Brzina (°C/Sat)


Primjer– Što može učiniti mali sustavPodaci i parametri

- EI = solarna energija po m2 u kWh/m2

- EBW = solarna energija predana pohranjenoj vodi u kWh- EBJ = solarna energija predana pohranjenoj vodi u KJ- A = površina kolektora u m2

- η = prosječna učinkovitost sustava- MH2O = količina vode unutar spremnika u kg- CH2O = toplinski kapacitet 1 kg vode 4.18 KJ/(kg x °C)- ΔT = porast temperature vode u indirektnom spremniku °CFormule- EBW = EI x A x η / 100- EBJ = EBW x 3600- ΔT = EBJ / MH2O x CH2OIzračun (Srpanj, od 12.00 do 14.00)- EI = 3,2- A = 2 - ŋ = 50% (procijenjeno)- MH2O = 150- EI = 3,2- EI = 11520 ΔT 12:00-14:00 = 18.4 °C

Zaključak U sredini dana, sa 2 m2 panela u Rimu, temperatura

150 litara vode poraste prosječno 10 °C svaki sat


Konstrukcijski detalji i primjena

Dijelovi sustava– Kolektori – Ne ostakljeni kolektor

Sunce grije crne gumene cijevi.Cijevi prenose tu toplinu do medija za prijenos koji prolazi kroz njih.Vruće cijevi su u direktnom kontaktu sa zrakom koji ih okružuje.

Primjena: Isključivo u ljeti; područja sa visokim nivoom sunčevog zračenja


Dijelovi sustava– Kolektori – Ostakljeni ravni kolektori

Sunce grije ploču koja je zavarena sa metalnim cijevima (apsorber)Cijevi prenose toplinu na tekućinu (medij za prijenos topline) koja prolazi kroz cijevi.Vruće cijevi su zaštićene od vanjskog zraka slojem izolacije i staklenom pločom .

Primjena: Područja koja tokom cijele godine imaju srednju ili visoku razinu sunčevog zračenja

Konstrukcijski detalji i primjena


Apsorpcija energije

Osnovni elementi za minimiziranje gubitka energije:- Izolacijski materijal Debljina- Staklo prozirno, ne-reflektirajuće- Apsorber Visoka apsorbcija, niska emisija, bez reflektiranja


Tri su različite površine koje moramo razmotriti: bruto(ukupna), svijetla (aperturna), apsorberska

Aperturna površina

Apsorbcijska površina

Ukupna površina


Tipovi apsorbera (oblik cijevi)

Harfa oblik (cijevni registar)- Povećan protok- Manji padovi tlaka- Manji ΔT ulaza i izlaza- Za termosifonske i sustave sa prisilnim cirkulacijom

Zmijasti (jedna cijev)- Manji protoci- Veći padovi tlaka- Veća ΔT ulaza i izlaza- Samo za prisilnu cirkulaciju


Pogodnije za umjerene i hladne klime zbog većeg ΔT


Dijelovi sustava– kolektori – Vakuumske cijevi Konstrukcijski detalji i primjena

Sunce zagrijava ploču (apsorber) koja je zavarena za metalnu cijev.Kroz unutarnju koaksijalnu cijev struji hladni medij iz razdjelnika, a kroz vanjsku se nakon izmjene topline vraća prema sabirniku.Koaksijalna cijev zatvorena je unutar staklene cijevi unutar koje je stvoren vakuum.Kako nema zraka u potpunosti su eliminirani gubici topline koji nastaju konvekcijom..

Primjena: Tijekom cijele godine; područja sa srednjim i malim sunčevim zračenjem

This dispersion do not occur

Vakuumske koaksijalne cijevi


Dijelovi sustava– Kolektori – Apsorpcija i emisija

Apsorbcija (po mogućnosti visoka)Sposobnost apsorpcijske ploče da uhvati Sunčevu energiju koja dolazi do nje(nakon što prođe kroz staklo).Primjer: ako je energija koja dolazi do ploče 100 i 90% je apsorbirano, vrijednost apsorpcije je 90.

Emisija (po mogućnosti niska)Potencijal apsorberske ploče da zračenjem rasprši toplinu koju je apsorbirala.Primjer: ako je apsorbirana energija 100 i ploča rasprši 10%, vrijednost emisije će biti 10%.

Važna značajka pločastog i cijevnog kolektora je premaz na površini apsorberakoji garantira dobre vrijednosti:- Apsorbcije = 80 do 95%- Emisije = 30 do 5%

Ovisno o imenima licenciranim za premaze apsorbera možemo ih naći pod različitim imenima: Blu tek, TiNox….


Graf pokazuje kako plavi selektivni premaz (npr. TINOX) smanjuje emisiju energije raspršene zračenjem sa vrućeg kolektora uodnosu na crni premaz.

To utječe na učinkovitost kolektora osobito kad radi pri visokim temperaturama radnog medija.

Dijelovi sustava– Kolektori– Plavi selektivni premaz

Emisija tamne površine na 100°

Emisija TINOX-a na 100°

TINOX apsorpcija solarne energija

Sunčev spektar

Krivulja refleksije TINOX-a

Valna duljina µm

Ref

leks

ija

Em

isija

TINOX SPEKTAR


Dijelovi sustava– Kolektori – Učinkovitost

Ljeto- Za pripremu sanitarne vode, izlaz iz kolektora sa vakuumskim cijevima je 10% viši nego kod pločastih ostakljenih kolektora.

** veća temperatura spremnika i kolektoraveći ΔT nego kod slučaja PTV

Zima- Za pripremu sanitarne vode, izlaz iz kolektora sa vakuumskim cijevima je 12-15% viši nego kod pločastih ostakljenih kolektora*

- Za grijanje, izlazne vrijednosti vakuumskih kolektora su 15-20% više od onih kod pločastih ostakljenih kolektora**

*U zimi, suprotno od onoga što se čini vakuumski cijevni kolektori nisu u značajnoj prednosti u odnosu na ostakljene pločaste panele (kod pripreme PTV).

Pločasti ostakljeni nasuprot vakuumskih cijevi


Dijelovi sustava– Kolektori – Učinkovitost

-Kolektori sa vakuumskim cijevima su dobar izbor za ekstremno niske temperature ( sjeverna Europa) i vrlo visoke temperature medija (industrijski procesi)- Ostakljeni pločasti kolektori imaju vrlo fleksibilnu primjenu i rade odlično u uvjetima koji nisu ekstremni.

Ostakljeni solarni kolektori nasuprot vakuumskim cijevima

Pri većim zračenjima (ljeto ili manje zemljopisne širine) nema razlika učinkovitosti između vakuumskih kolektora i pločastih ostakljenih kolektora


Dijelovi sustava– Kolektori – Krivulja učinkovitosti Učinkovitost kolektora: Objašnjenje krivulje

Krivulja učinkovitosti u sebi sadrži sve karakteristike kolektora!!!(debljina izolacije, kvalitetu apsorbera, prozirnost stakla…)

G

K0= Optička učinkovitost (što veća)

K1= Toplinska disperzija (što manja)

Tm= Srednja temperatura solarnogmedija (Tpol+Tpov)/2

Ta = Vanjska srednja temperatura

G = trenutno zračenje

Uči

nkov

itost

(sjecište sa osi Y)

(nagib krivulje)

ZimaVisoka temperatura kolektora

LjetoNiska temperatura kolektora


Učinkovitost kolektora: usporedba između vrsta kolektoraDijelovi sustava– Kolektori – Krivulja učinkovitosti

Neostakljeni

Pločassti kolektor

Vakumske cijevi

Uči

nko

vito

st


Učinkovitost: Usporedba prema vrsti primjene

G (W/m2) T a(zr)T spremnik

(pretpostavljena s obzirom na konstrukciju )

T srednja tem. kolek.(pretpostavljena Tsprem+15°C

ljeti, +10°C zimi)Delta T Omjer

(Tm-Ta)/G

Ljeto 1000 20 60 75 55 0,055Zima 400 5 18 28 23 0,058Ljeto 1000 20 - - - -Zima 400 5 20 30 25 0,063Ljeto 1000 20 24 39 19 0,019Zima 400 5 26 36 31 0,078

Topla voda

Bazen

Grijanje + Topla voda

BAZEN LJETI

SANITARNA VODA SA ILI BEZ POTPORE GRIJANJU

VRUĆA VODA U INDUSTRIJSKIM PROCESIMA

Dijelovi sustava– Kolektori – Krivulja učinkovitosti

Uči

nko

vito

st


Ispitivanja kolektora prema normi EN 12975 osiguravaju mehaničku i toplinsku kvalitetu kolektora

Dijelovi sustava– Kolektori – Ispitivanja

SOLARNI KOLEKTORI

GOTOVI TVORNIČKITOPLINSKI SUSTAVI

ISPITIVANJE KOMPONENTI SUSTAVA

Opći zahtjevi

TEHNIČKE NORME


Kolektori– Ispitivanja

1. ISPITIVANJE KVALITETE:

1. Otpornost na visoku temperaturu (stagnacija)2. Ispitivanje izloženosti dugotrajnom Sunčevom zračenju3. Tlačna proba4. Vanjski i unutrašnji toplinski šok5. Propusnost na kišu6. Otpornost na smrzavanje7. Mehaničko opterećenje stakla i spojeva s kućištem (uslijed vjetra i snijega)8. Otpornost na udarce (tuča, kamenje)

2. MJERENJE UČINKOVITOSTI SA I BEZ VJETRA 3. ODREĐIVANJE FAKTORA PROMJENE UPADNOG KUTA 4. ODREĐIVANJE PADA TLAKA 5. ODREĐIVANJE TOPLINSKOG KAPACITETA

EN 12972 – 2 Područje primjene


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Propusnost na kišu:

Cilj: utvrditi moguću prisutnost propuštanja uslijed izlaganja intenzivnom pljusku/kiši

Korišteni uređaj: Box za simulaciju kiše

Način testiranja: Izlaganje kolektora jakom pljusku u trajanju

ne kraćem od 4 sata, uz cirkulaciju tople vode (T>50⁰C) unutar kolektora

Metoda procjene rezultata: - vizualan pregled (otkrivanje područja na kojima dolazi dokondenzacije)

- težina kolektora ( kolektor je ispravan ukoliko se težina nije promijenila za više od 30 g/m2)


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Mehaničko opterećenje stakla i spojeva s

kućištem:

Cilj: simulirati djelovanje pozitivnih i negativnih sila koje uzrokuje vjetar i/ili snijeg na površinski sloj kolektora te na sustav koji se koristi za njegovo učvršćivanje

Korišteni uređaj: -sustav prianjala koji su s jedne strane jednoliko raspoređeni po površini kolektora te koji su s druge strane spojeni na cilindre koji se pokreću na komprimirani zrak

- pozitivno mehaničko opterećenje na pokrov kolektora (vreće se pijeskom)

- negativno naprezanje na pokrov kolektora upuhivanjem zraka unutar kutije kolektora

Način testiranja:Primjenjuju se pozitivne sile na površinu kolektoraPrimjenjuju se negativne sile uz istovremeno naprezanje sustava za učvršćivanje pokrova kolektora te sustava nosača samih kolektora kao takvihPodručje primijenjenih tlakova: 100 - 1000 Pa, u koracima od 100 Pa


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Mehaničko opterećenje stakla i spojeva s

kućištem:

Test negativnog mehaničkog naprezanja (700Pa) na pokrov kolektora koji se izvodi primjenom unutrašnjeg tlaka na kutiju kolektora.

Test koji simulira 2 m snijega (zahtjev testa 5kN/m2) , testirano pod kutovima 20°, 30°, 50° i 60°.


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Otpornost na udarce:

CIlj: simulirati utjecaj tuče na površinski pokrov kolektora

Korišteni uređaj: sustav za vertikalno udaranje

Način testiranja:Niz od po 10 udaraca izvedenih čeličnom kuglom od 150 g, počevši od 40 cm pa sve do 2 m visine, i to u koracima od po 20 cm


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Izloženost dugotrajnom Sunčevom

zračenju:

CIlj: Provjeriti otpornost kolektora na dulju izloženost snažnijem solarnom zračenju bez punjenja

(test se sastoji od kratkotrajnog testiranja i utvrđivanja znakova “starenja” kako bi se dobila indikacija “starenja” pri dugotrajnoj izloženosti Sunčevom zračenju

Način testiranja:testiranje u potpunosti na otvorenom ili testiranje djelomično na otvorenom – djelomičnu u zatvorenom prostoru

trajanje 30 važećih dana ( H> 14 MJ/m2/dan)minimalno 30 sati sa zračenjem većim od 850 W/m2 uz vanjsku temperaturu veću od 10⁰C (računaju se samo vremenski periodi veći od 0,5 h)

Metoda procjene rezultata:vizualan pregled –otkrivanje pojave pucanja, savijanja, korozije, izvijanja, stvaranje mjehura, gubitak

elastičnosti i smanjeno brtvljenje na spojevima


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Tlačna proba:

CIlj: Provjeriti otpornost kolektora na pritisak koji se može desiti u eksploataciji

Način testiranja:uređaji i način testiranja ovisni su o vrsti i materijalu apsorbera

Anorganski apsorber Organski apsorber

Trajanje 15 min 1 sat

Temperatura Okolna (5 do 30⁰C) Temperatura stagnacije

Izvor pritiska Hidraulički Hidraulički/pneumatski

Tlak 1.5 X maksimalni radni tlak kolektora 1.5 X maksimalni radni tlak kolektora

Preduvjeti …… Test otpornosti na visoku temperaturu kako bi se odredila temperatura stagnacije

Metoda procjene rezultata:identifikaciji bilo koje od glavnih grešaka kolektora kao što su curenje apsorbera, deformacija zbog koje dolazi do trajnog kontakta između apsorbera i pokrova, puknuće ili trajna deformacija pokrova itd.


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Otpornost na visoku temperaturu:

CIlj: ustanoviti da li kolektor može izdržati visoki nivo zračenja bez pojave grešaka. Test je također važan kako bi se odredila temperatura stagnacije mjereći temperaturu apsorbera.

Način testiranja:uređaji i način testiranja ovisni su o vrsti i materijalu apsorbera (pločasti ili vakumski kolektori) o čemu ovisi način mjerenja temperature stagnacije

Metoda procjene rezultata:identifikaciji bilo koje od glavnih grešaka kolektora kao što su puknuće stakla, propadanje plastičnih dijelova i taljenje plastičnog apsorbera i spojeva, razgradnja izolacije i td.


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Vanjski temperaturni šok

CIlj: ocijeniti sposobnost kolektora da izdrži jaki temperaturni šok koji se može desiti npr. za vrijeme jake ljetne kišne oluje tokom vrućeg ljetnog dana

Način testiranja: - testiranje treba izvršiti 2 puta, prvi puta tijekom prvih 10 sati zračenja jačeg od 850 W/m2 i drugi puta tijekom zadnjih 10 sati od 30 sati izloženosti zračenju većem od 850W/m2

- okolna temperatura > 10⁰C- temperatura vode kojom prskamo kolektor < 25 ⁰C- protok vodenog spreja 0,03 do 0,05 kg/s na m2 aperturne površine

kolektora.- trajanje prskanja 15 min

Metoda procjene rezultata:vizualan pregled –otkrivanje pojave pucanja, savijanja, korozije, izvijanja, stvaranje mjehura, gubitak elastičnosti i smanjeno brtvljenje na

spojevima i svih glavnih grešaka kolektora


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Vanjski temperaturni šok


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Unutarnji temperaturni šok

CIlj: ocijeniti sposobnost kolektora da izdrži jaki temperaturni šok koji se može desiti ulaskom hladnog solarnog medija za vrijeme vrućeg ljetnog dana. To se može

desiti za vrijeme instalacije solarnog sustava ili nakon prekida rada sustava i ponovnog pokretanja u pogon.

Način testiranja: - testiranje treba izvršiti 2 puta, prvi puta tijekom prvih 10 sati zračenja jačeg od 850 W/m2 i drugi puta tijekom zadnjih 10 sati od 30 sati izloženosti zračenju većem od 850W/m2

- okolna temperatura > 10⁰C- temperatura vode kojom prskamo kolektor < 25 ⁰C- protok vodenog spreja 0,02 kg/s na m2 aperturne površine

kolektora.- trajanje 5 min ili dok temperatura apsorbera ne padne ispod 10⁰C


spojevima i svih glavnih grešaka kolektora


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Otpornost na smrzavanjeCIlj: ocijeniti da li je kolektora za koji se tvrdi da je otporan na smrzavanje sposoban

podnijeti smrzavanje i cikluse smrzavanja i otapanjaKorišteni uređaj: klimatizirana komora koja je dovoljno velika da se u nju smjesti

kolektor i u kojoj je moguće simulirati temperaturu između 10⁰C i-20 ⁰C


spojevima i svih glavnih grešaka kolektoraKolektori otporni na smrzavanje kad su napunjeni vodom

Kolektori otporni na smrzavanje kad su ispražnjeni

Početak ciklusa zamrzavanja/otapanja

Napuniti kolektor na radni tlak Napuniti kolektor na radni tlak i držati taj tlak10 min.

Za vrijeme zamrzavanja -------- Isprazniti kolektor pomoću uređaja za pražnjenje,ako je nakon 5 min 95% vode ispražnjeno nije potrebno raditi test na smrzavanje

Kraj ciklusa zamrzavanja/otapanja

U zadnjem ciklusu napuniti kolektor na radni tlak i držati na tom tlaku 10 min.

Broj ciklusa 3

Temperatura vode u kolektoru i vrijeme održavanja temp.

-20 ⁰C/30 min -20 ⁰C/30 min

Temp. vode/vrijeme otapanja

-20 ⁰C/30 min -20 ⁰C/30 min


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Aneks B5.5 Zvršna kontrola

Rezultati se prikazuju u obliku slijedećeg izvještaja

Komponenta kolektora Mogući problem Ocjena

Kućište kolektora / spojevi Pucanje / savijanje / korozija / prodor kiše 0/1/2

Nosiva konstrukcija / struktura Čvrstoća / sigurnost 0/1/2

Spojevi/brtve Pukotine/ prianjanje / elastičnost 0/1/2

Pokrov / reflektirajući sloj Pucanje / ljuštenje/ izvijanje / delaminacija /savijanje / ispuštanje plina

0/1/2

Premaz apsorbera Pucanje / ljuštenje / pojava mjehura 0/1/2

Cijevi apsorbera i kućište razdjelnika Deformacija / korozija / curenje / odljepljivanje 0/1/2

Nosači apsorbera Deformacija/korozija 0/1/2

Izolacija Zadržavanje vode / ispuštanje plina / razgradnja 0/1/2

0: Nema problema, 1: Manji problemi, 2: Teški problemi, x: Nije moguće izvršiti kontrolu

Klasifikacija teških problema dana je u sekciji 5.4


Kolektori – IspitivanjaEN 12975 – 2 Slikovni primjeri teških problema


Solar Keymark je certifikat poznat širom svijeta. Potvrđuje ne samo kvalitetu kolektora nego i kvalitetu tvornice u kojoj je proizveden kao i kvalitetu proizvodnog procesa.

Focus on components – Collectors – Quality tests

Ovaj certifikat izdaje potvrđeno certifikacijsko tijelo, a ispitni izvještaj dajeakreditirani laboratorij.


53

Potrošna topla voda

Sheme sustava i primjena


54


PTV i grijanje


55

Bazeni



56


Bazen + PTV


KAIROS MACC CD1 - CD2 (150-200-300)

Modul tvornički montiranog spremnika sa jednim ili dva spiralna grijača

Modul sadrži slijedeće komponente:-čelični spremnik emajliran titanijem na 850⁰C-spirala površine 0,85 m2 i volumena 4,2l-poliuretanska izolacija-cirkulacijska crpka visine dobave 4,5 m-solarni sigurnosni ventil 6 bara-osjetnik tlaka-mjerač protoka-ekspanzijska posuda 16 l(pritisak 2,5 bara)-spoj na dodatnu ekspanzijsku posudu-magnezijska i aktivna anoda-kontrolna jedinica"Solar Manager" i sučelje sustava “Sensys”


1. spremnik2. povrat solarnog kruga3. polaz solarnog kruga4. separator zraka5. manometar6. 16L ekspanzijska posuda7. Closing valve8. zaporni ventil ekspanzijske posude9. crpka10. mjerač protoka11. sifon12. sigurnosna grupa13. Closing valve14. mješajuči termostatski ventil15. sigurnosni ventil16. sigurnosni termostat17. dodatna ekspanzijska posuda od 16 lna strani tople vode (opcija)18. upravljačka jedinica19. sučelje sustava Sensys


KAIROS MACC CD1 + EVO boilerPrimjer potpuno integriranog sustava sa pripremom sanitarne vode u potrošnji i BUS bridgnet vezom:- zidni kondenzacijski bojler GENUS PREMIUM

EVO- Sensys sučelje sustava i modulacijski sobni

osjetnik (nisko temperaturna zona) - Kairos Macc CD1

Integracijski sustav koji jamči maksimalnu uštedu, zidni kondenzacijski bojler spojen u seriju sa spremnikom solarnog sustava.

U slučaju kad u spremniku nije postignuta željena temperatura, predgrijana sanitarna voda dogrijava se u sekundarnom izmjenjivaču bojlera i osigurava minimalnu potrošnju energije (manji ∆t sanitarne vode = manja potrošnja energije, veći protok).

SHEMA SUSTAVAPrimjer integracije u potrošnji


KAIROS MACC CD2 + EVO BoilerPrimjer integriranog sustava sa pripremom sanitarne vode u spremniku:- zidni kondenzacijski “cirko” bojler- više – zonski modul MGM EVO III (hidraulička

skretnica, cirkulacijske crpke, mješajućiventili)

- Sensys sučelje sustava i modulacijski sobni osjetnici (nisko i visoko temperaturne zone)

- Kairos Macc CD2 (indirektno grijani spremnik sa 2 spiralna izmjenjivača)

Sustav osigurava najveći komfor u potrošnji sanitarne vode (uvijek dostupna željena količina sanitarne vode zagrijane na postavnutemperaturu).

SHEMA SUSTAVAPrimjer integracije u spremniku


KAIROS MACC CD1 - CD2 Tvornički sklopljeni modul spremnikasa jednim ili dva spiralna izmjenjivača

Spremnik:• spremnik kapaciteta 400 ili 500 l, sa jednim ili 2 spiralna

izmjenjivača , emajlirano na 850 ° C• površina donjeg izmjenjivača 1.3 m2 i volumen 8.3 litara ( 400 l)

i površina izmjenjivača 1.6 m2 i volumen izmjenjivača 9.7 litara (500 l verzija)

• površina gornjeg izmjenjivača 1 m2 i volumen 7,5 litara (400-500 lverzija)

• poliuretanska izolacijaDigitalna solarna pumpna grupa• napon 230 V i frekvencija 50 Hz• maksimalna potrošnja 97 W• visina dobave i protok pri najvećoj brzini : 650 mbar i 950 l/h• maksimalna radna temperatura 130 ° C.

Vanjska jedinica:• hidraulička sigurnosna grupa sa sifonom i elektromotornim

mješajućim ventilom


KAIROS EXTRA CD1 - CD2Tvornički sklopljeni modul spremnikasa jednim ili dva spiralna izmjenjivača

1 spremnik2 digitalna pumpna grupa3 bočni poklopac4 donji osjetnik5 bočna prirubnica6 čahura osjetnika temperature7 magnezijska anoda8 poklopac gornje prirubnice9 gornji osjetnik temperature10 gornja prirubnica11 čahura osjetnika temperature13 magnezijska anoda14 sifon15 sigurnosna grupa PTV-a (7 bar)16 zaporni ventil17 elektromotorni mješajući ventil18 slavina PTV-a19 kućište elektro grijača20 sučelje sustava21 koverta sa dokumentima 22 fleksibilne cijevi za spoj sa ekspanzijskom

posudom


SHEMA SUSTAVAPrimjer integracije u spremniku

KAIROS EXTRA CD2 + EVO BOILER

Primjer integriranog sustava sa pripremom sanitarne vode u spremniku:- zidni kondenzacijski “cirko” bojler- više – zonski modul MGM EVO III (hidraulička

skretnica, cirkulacijske crpke, mješajućiventili)

- Sensys sučelje sustava i modulacijski sobni osjetnici (nisko i visoko temperaturne zone)

- Kairos Extra CD2 (indirektno grijani spremnik sa 2 spiralna izmjenjivača)

Sustav osigurava najveći komfor u potrošnji sanitarne vode (uvijek dostupna željena količina sanitarne vode zagrijane na postavnu temperaturu).


OpisKAIROS COMBI 400-600-800-1000Vertikalni spremnik sa jednim spiralnim izmjenjivačem za grijanje i proizvodnju PTV-a.Proizvod je omogućuje trenutnu proizvodnju PTV-a (FWS).Sastoji se od slijedećih komponenti:• MAXIS CK1 400, 600, 800 i 1000• FWS• Digitalna pumpna grupa• Sensys sučelje sustava• Ostale komponenete

Integrirani spremnik za potporu grijanja i pripremu potrošne tople vode

KAIROS COMBI: 400 - 600 - 800 - 1000


Od “tank u tanku” do COMBI rješenja: veći učinak uz isti kapacitet

TuTTuT rjerješšenjeenje Kairos COMBIKairos COMBI

Učinak KAIROS COMBI rješenja veći je od barem jednu dimenziju većih TuT rješenja.

600 L vs TiT 800 L : 111% vs 108% (+3%)800 L vs TiT 1000 L: 112% vs 105% (+7%)1000 L vs TiT 1500 L: 120% vs 111% (+9%)


Modul za trenutnu proizvodnju PTV-a sa pločastim izmjenjivačem.Modul je konstruiran da omogućuje rad sa recirkulacijskom crpkom.Sve komponente FWS su unutar izolacije od ekspandiranog polipropilena.

STANICA ZA SVJEŽU SANITARNU VODU(FWS)proizvodnja PTV-a


Description of FRESH WATER STATION

The FWS works with a voltage of 230V at 50 Hz, has an absorption equal to 40W (100W with optional recirculation kit)-its working range is from 36 up to 65 ° C, the minimum

activation flow is 2.5 l / min, the maximum (with cylinder temperature 70 ° c, DeltaT = 30 ° C) is 32 l / min.The maximum working pressures are respectively ,for the primary circuit, of 3 bar, while for the DHW circuit of 6 bar; for both circuits the maximum working temperature is 85 ° CThe FWS can be equipped with optional recirculation kit; the recirculation kit is programmables through the system interface Sensys (not supplied).

The product dimensions are: 700x400x295 mm, weight 16 Kg (18 Kg with recirculation).

FRESH WATER STATION (FWS) for the production of DHW


2.2. Fresh Water Station (FWS)

• DHW flow: 2,5 to 32,8 l /m (@DT 30°C /T tank 70°C)

• DHW stability: + 1°C

• Bus Bridgenet ®

• Pre.-installed sensors

• Modulating circulator and flow digital sensor

• Mixing Valve stepper primary side. It stabilizes DHW

temperature and reduces the risk of scaling on the

exchanger

• Security valves

Possibility of integration with recirculation accessory


Max protok PTV-a: 32 l/min

ΔTsan = 30°C & T tank= 70°C

FVS - radna shema

A Ulaz hladne PTVB Izlaz tople PTVC Povrat recirkulacije (opcionalno)D Polaz primarnog krugaE Povrat primarnog kruga

Miješajući ventil sa elektromotornim pogonom

Modulacijska crpka

Izolirani pločasti izmjenjivač

Programibilna crpka za recirkulaciju (opcija)


KAIROS COMBI + ZIDNI PLINSKI KONDENZACIJSKI BOJLERPrimjer sustava sa punom integracijom za potporu grijanju i pripremu PTV-aKomponente:- GENUS PREMIUM EVO- Više-zonski modul MGM EVO III- Sensys sučelje sustava i modulacijski sobni osjetnici

- digitalna crpka solarnog sustava- FWS- indirektno grijani spremnik sa jednim spiralnim izmjenjivačemMAXIS CK1

PRIMJER KAIROS COMBI SUSTAVA U PRIMJENI


SOLAR COLLECTOR: KAIROS XP 2.5-1 V-H

- Absorption surface : 2,2 m2- Peak Power: 1824 kW- Stagnation Temperature: 198 °C- Nominal working pressure: 6 bar-Absorber: aluminum sheet of 0,4 mm, with blue color,

high selective treatment thanks to oxides of titanium- Laser welding technology-10 mm Copper Pipe of 21 horizontal passages-18 mm horizontal manifold -O-ring connection-Structure of anodized aluminum (corrosion- proof)-Tempered glass with internal micro-treatment to reduce

reflections (transmission efficiency of 0.905)-Insulation of mineral wool that covers the back

and the sides (conductivity 0,035 W/mK) -It’s possible to install in series up to 10

with a range of inclination from 20 ° to 70 °- Vertical and Horizontal version

PLUS


Description Specifications SOLAR COLLECTOR XP 2.5-1 Solar collector glass floor high efficiency for forced circulation in accordance with EN 12975 and certified SolarKey Mark.Technical data collector:- Gross area of the collector is equal to 2:52 m2 (1128 x 2241 x 98 mm), aperture area equal to 2.26 m2 (2.23 m2 absorber)- Weight 46 Kg- Operating pressure of 6 bar- manifold diameter : 18 mm,- amount of liquid 2.5 lt- Absorber made up of aluminum sheet : 0.4 mm thickness of highly selective, color blue treatment (absorption 95% , Emissions 5%)- Collector peak power equal to 1832 W- Stagnation temperature of 193 ° C (1000 W/m2 irradiance and temperature 30 ° C).Structure:The structure of the manifold is made of anodized aluminum corrosion resistant, The glass roof high transparency, is made of tempered glass with a low iron content (0.03%), of a thickness 3.2 mm: the internal prism treatment reduces reflections on the glass and responds to EN 12975 for the hail resistance.


XP 2.5-1 Pressure Losses N= number of collectors


XP 2.5-1 Efficiencyefficiency

Minimum requirements to get Solar Keymark

T* = (T collector liquid – T environment)/ G

G = 1000 W/ m2


Dijelovi sustava– Kolektori – Ispitivanja

1. ISPITIVANJE KVALITETE

1. Otpornost na visoku temperaturu2. Ispitivanje izloženosti dugotrajnom Sunčevom zračenju3. Tlačna proba4. Vanjski i unutrašnji toplinski šok5. Propusnost na kišu6. Otpornost na smrzavanje7. Mehaničko opterećenje stakla i spojeva s kućištem (uslijed vjetra i snijega)8. Otpornost na udarce

2. MJERENJE UČINKOVITOSTI SA I BEZ VJETRA 3. ODREĐIVANJE FAKTORA PROMJENE UPADNOG KUTA

4. PAD TLAK5. IZRAČUN TOPLINSKOG KAPACITETA


Solar Keymark je certifikat poznat širom svijeta. Potvrđuje ne samo kvalitetu kolektora nego i kvalitetu tvornice u kojoj je proizveden kao i kvalitetu proizvodnog procesa.

Focus on components – Collectors – Quality tests

Ovaj certifikat izdaje potvrđeno certifikacijsko tijelo, a ispitni izvještaj dajeakreditirani laboratorij.


Dijelovi sustava– Indirektni spremnici Konstrukcijski detalji i primjena

S međuprostorom 1 izmjenjivač topline2 izmjenjivača topline Spremnik Kombi spremnik(tank u tanku)


Dijelovi sustava– Indirektni spremnici

- Izmjenjivač topline sa malim padom tlaka, pogodno za termo sifonske sustave

- Jedan spiralni izmjenjivač topline na dnu spremnika na koji je spojeno polje kolektora

- Namijenjeno za rad sa kombi bojlerima ili trenutnim grijalicama vode

S međuprostorom

Sa jednim spiralnim izmjenjivačem



- Dva spiralna izmjenjivača na različitim visinama- Kolektorsko polje spojeno je na dnu, drugi izmjenjivač spaja se na sekundarni izvor energije (npr cirko bojler)- Međuspremnici ili puferski spremnici, bez ugrađenog izmjenjivača topline, služe za dodatnu pohranu energije

- Spajaju se na vanjski izmjenjivač topline ili na indirektni spremnik u velikim sustavima

Sa dva spiralna izmjenjivača



- Gornji ugrađeni spremnik PTV-a grije se kao u ‘’vodenoj kupelji’’ sa vodom iz kruga grijanja-Procesna voda grije se sa donjim izmjenjivačem (uobičajeno spojen sa solarnimkrugom) i sa indirektnim grijanjem iz bojlera- Takva topla procesna voda odlazi direktno u krug grijanja- To se može postići sa nekoliko vrsta dodatnih izvora energije (npr. plinski, uljni, kotao na kruta goriva itd.)- Tako istovremeno imamo sustav za pripremu PTV-a i grijanja

Kombinirani spremnici


Dijelovi sustava– Regulacija Osnovne funkcije- Pokretanje cirkulacije u sustavima sa prisilnom cirkulacijom- Sigurnosna funkcija(npr. sprečavanje opasnog pregrijavanja unutar cilindra)

Toplinski osjetnik

Kontrolno upravljačkajedinica

Razlika temp. Na kraju

Kolektori

Uronska čahura

Akumulacija

Crpka radi Crpka isključena

Doba dana

Temperatura akumulacijeTemperatura kolektora

Početna razlika temp.Doba dana


Dijelovi sustava– Regulacija Ostale funkcije(primjeri) – Mjesto spoja solarnog sustava i dodatnog izvora topline- Aktivacija kotla za dodatnu toplu vodu- Rad prekretnog ventila- Mjerenje i upravljanje temperaturom vode unutar spremnika


Dijelovi sustava– Sklop cirkulacije Konstrukcijski detalji i primjena

POVRAT (Hladno)

1 Ventil za regulaciju protoka

2 Slavina za punjenje

3 Crpka

4 Nepovratni ventil

5 Termometar

6 Manometar

7 Sigurnosni ventil(obično 6 bara)

8 Mjerač volumena

9 Ekspanzijska posuda

Prema izmjenjivaču spremnika

Iz izmjenjivača spremnika

Tprema kolektoru

Od kolektora

POLAZ (Toplo)

10 Zaporni ventil

11 Termometar


Dijelovi sustava– Sklop cirkulacije Izvedba i primjena


Dijelovi sustava– Hidraulički pribor

Ekspanzijska posudaKompenzira ekspanziju radnog medija

Termostatski mješajući ventilSprečava ulaz vruće vode na izljevno mjesto

Elektromotorni prekretni ventilPrekreće prema potrebi sa kruga grijanja (ili sanitarne vode, odnosno izmjenjivača u spremniku) prema potrebi solarnog sustava

Propilen glikolPomješan sa vodom u solarnom krugu između 20% i 40 %) sprečava smrzavanje zimi, što podiže točku isparavanja u ljeti kad nastupe visoke radne temperature


Pozicioniranje- Orijentacija i kut- Sjene

Solarni krug- Sheme i primjena- Spajanje kolektora

Električni krugMoguće sheme spajanja

Izvođenje soslarnog sustava- Materijali- Postavljanje dijelova

Puštanje u pogon

Održavanje i problemi

2. DIO: IZVOĐENJE, POKRETANJE I ODRŽAVANJE SOLARNOG TOPLINSKOG SUSTAVA


Godišnje dozračena Sunčeva energija ovisi o tome kako kolektorsko polje˝ vidi˝

Sunčevu dnevnu putanju tokom cijele godine.

To ovisi o dva kuta u kolektorskom polju:

- Orijentacija (“Azimut”): Otklon plohe na vodoravnu ravninu u smjeru juga

- Inklinacija ( “Tilt”): Kut između nagnute plohe i vodoravne ravnine

Postavljanje – Orijentacija i inklinacija Tokom godine

Kut kolektoraVisina sunca Zenit suncaAzimut suncaNagib kolektora (inklinacija)

Zapad 90°

Jug 0° Istok -90°

Sjever 180°


Najveće prikupljanje energije za Hrvatsku (zemljopisna širina 43° - 46°) je za :- Orijentaciju = 0° (orijentacija prema jugu, prihvatljivo odstupanje ± 30° )- Nagib kolektora = od 20 ° ljeti do 55° zimi, u godišnjem prosjeku 37 °

Udaljavanje od idealnog postavljanja lagano pada količina prikupljene energije

Tokom godinePostavljanje – Orijentacija i inklinacija

Vrijedi za sjevernu polutku

Godišnje zračenje u % Kut nagiba

Kut nagiba

Azimut


Mjesečna analiza: povećavanje kuta nagiba(do 60 °C)- Ljeto: manje prikupljene energije- Zima: nešto više prikupljene energije- Ravniji solarni dijagram- Dobro za integraciju solara sa sustavom grijanja (primjena zimi)

Primjer : Rim, 2 kolektora, 200 litara spremnik, potrebno 200 l/dan PTV-a

Idealno postavljeno

Postavljanje – Orijentacija i inklinacija

Vrijedi za sjevernu polutku

Energija dobivena za sanitarnu vodu 2526 kWhNagib 30°Azimut 0°



Mjesečna analiza: Okretanje u potpunosti na Istok (ili Zapad)- Ljeto: Ista količina prikupljene energije- Zima: Mnogo manje prikupljenje energije- Jako zakrivljen solarni dijagram-Za isključivo ljetnu primjenu istočna ili zapadna orijentacija mogu biti dobre.

Idealno postavljanje

Postavljanje – Orijentacija i inklinacija

Primjer : Rim, 2 kolektora, 200 litara spremnik, potrebno 200 l/dan PTV-a

ValiVrijedi za sjevernu polutku




X = h x cos(β) + [ h x sin(β) / tg(γS) ]

U velikim solarnim sustavima na tlu, kolektori se postavljaju u paralelnim linijama.

Kako bi se izbjeglo zasjenjivanje između kolektora važno je odrediti ispravnu međusobnu udaljenost između kolektora.“X” je omjer između udaljenosti i visine kolektora. Za izračun u obzir uzimamo najmanji azimut sunca (γS°) (Prosinac sredina dana)

Postavljanje - zasjenjivanje

azimut sunca

Nagib


Spajanje i materijali- Cijevi Tipovi cijevi

- Bakrene - Fleksibilne nehrđajuće cijevi

- Ne koristiti pocinčane cijevi zbog visoke temperature i prisutnosti glikola u radnom mediju- Ne koristiti višeslojne i plastične cijevi koje nisu otporne na visoku temperaturu.

- čelične cijevi


Izvedba spojeva i izolacije

-Zaštititi izolaciju i provjeriti otpornost na visoke temperature

Spajanje i materijali- Cijevi


Budite oprezni sa položajem polaza i povrata

NE *

NEDA

* Ovisi o konstrukciji pojedinog kolektora;

Spajanje i materijali– Hidraulički dijelovi

DA


Paralelno

Q ukupno = Q kolektor x n° kolektora (100 litara/sat po kolektoru 400 litara/sat)

- Manji padovi tlaka- Veći ukupni protok- Konstantna učinkovitost na svim kolektorima- Manji ΔT ulaz - izlaz

- Za primjenu gdje nije potrebna posebno visoka izlazna temperatura radnog medija

Hidraulički dijelovi– Spajanje kolektora

Vrlo često spajanjeČesto spajanje


Serijski

Q ukupno = Q kolektora (100 litara / sat po kolektoru 100 litara / sat ukupno)

- Veči padovi tlaka- Manji ukupni protok- Manja učinkovitost- Veći ΔT ulaz - izlaz (Koristi se za primjenu u industriji gdje su potrebne veće temperature medija)- Rizik je da jedan blokirani kolektor blokira cijeli protok


Rijetka primjena


Kombinirano spajanje (Tichelmann princip)

Q ukupno = 1200 litara / sat

Obavezno kako bi se balansiraoprotok medija


Kolektori u jednom redu spajaju se serijskiViše redova spaja se paralelnoOmogućava velika kolektorska polja


Grupa za punjenje- Mora biti na najnižoj točki kruga- Ne smije biti fiksno spojena na mrežu sanitarne vode

Ekspanzijska posuda- Spojena navojnim spojem- Prednamješteni tlak (u barima): Pposude = Phidrostatski + 0,2

Odzračni venti- Mora biti na najvišoj točki postrojenja na izlazu iz polj(kolektora)

Visina Postrojenja (m)

Spajanje i materijali– Hidraulički dijelovi

PrednamješteniTlak (bar)


Spremnik ima jednu (ili više) čahura za spajanje osjetnika (na različitim visinama ovisno o njegovoj funkciji)

Koriste se standardne čahure od kromirane mjedi sa uronjenim osjetnikom(dolaze sa kontrolnom jedinicom) koje moraju biti spojene na toplom izlazu

Temperaturni osjetnici ne smiju biti osjetljivi na duljinu kabla.

Spajanje i materijali– Temperaturni osjetnici


Termosifonski sustav

- U termosifonskom sustavu udio glikola ne smije biti veći od 40%.

Glavni koraci-Prvo napuniti sustav sa običnom vodom kako bi ga očistili i provjerili postoje li gubici vode unutar sustava

- Napuniti vodom i glikolom: otvoriti sigurnosni ventil na vrhu spremnika

i napuniti mješavinu koristeći gravitacijski spoj na ispusnoj slavini na

donjoj strani kolektora.

- Zatvoriti sigurnosni ventil kad se mješavina prelije i prestanite puniti.

- Odzračite sustav kroz sigurnosni ventil.

- Napunite krug sa sanitarnom vodom.

- Ponovite odzračivanje nekoliko puta u toku rada sustava.

Pokretanje sustava- Punjenje i odzračivanje


Sustavi sa prisilnom cirkulacijom

Glavni koraci- Prvo napuniti sustav sa običnom vodom kako bi ga očistili i provjerili postoje li gubici vode unutar sustava

- Zatvoriti središnji ventil kruga za punjenje, otvoriti slavinu za punjenje i slavinu za pražnjenje

- Odvrnuti odzračni ventil na vrhu kolektorskog polja

- Napuniti krug; prekinuti kad voda prelije odzračni ventil na vrhu polja

-Otvoriti središnji ventil kruga za punjenje i zatvoriti slavinu za punjenje i slavinu za pražnjenje

- Odzračiti cijeli solarni sustav

- Ponoviti odzračivanje nekoliko puta sa sustavom koji je u pogonu

Pokretanje sustava- Punjenje i odzračivanje


Specifični protok: 30 – 60 l/sat po m2

Primjer:- Protok za 2 m2 solarnih kolektora : 60 – 120 l/sat- Protok polja od 5 kolektora: 300 – 600 l/sat

Očitavanje Podešavanje

Puštanje sustava u pogon- Namještanje protoka


Pretjeran protok uzrokuje stalno paljenje-gašenje pumpe bez prijenosa topline

Puštanje sustava u pogon- Namještanje protoka

Pumpa Start

Pumpa Stop

Kolektor T

Spremnik T

Start Delta T (6°C)

Stop Delta T (2°C)

104STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXIV tečaj 08. i 09. veljače 2013. 104

Potrošna topla voda


105STRUČNO USAVRŠAVANJE OVLAŠTENIH INŽENJERA STROJARSTVAXIV tečaj 08. i 09. veljače 2013. 105


PTV i grijanje


BazeniSheme sustava i primjena



Bazen + PTV

korištenje energije sunčevog zračenja kao izvora energije u

Documents