Основное и вспомогательное оборудование

Учитывая особенности монтажа гелиоустановок, целесообразно изготовление, поставку и монтаж оборудования осуществлять в комплектно-блочном исполнении в виде следующих блоков и узлов (рисунок 6.1):

- блок водонагревателя ГВС (1);

- блок гелиоколлекторов (2).

Блок водонагревателя ГВС (1) служит для приготовления и подачи (циркуляции) воды в системе ГВС здания. Он содержит:

- теплообменник ГВС;

- циркуляционные или циркуляционно-повысительные малошумные насосы;

- клапан (проходной или трехходовой) с электрическим приводом;

- регулятор температуры с датчиком;

- шкаф управления насосами;

- ручную запорно-регулировочную арматуру и трубопроводы обвязки.

Для гелиоустановки необходимо предусматривать:

- устройства для заполнения гелиоприемного контура и опорожнения;

- устройства для удаления воздуха;

- средства для мойки солнечных коллекторов;

- измерение температуры перед входом и на выходе теплоносителя из групп солнечных коллекторов, теплообменников и баков-аккумуляторов, а также давления в нижней точке теплоприемного контура.

К принадлежностям коллектора относятся те части первичного контура, которыми коллекторы подключаются друг к другу и к прочим деталям солярного оборудования. К этой группе также относятся воздухоотводчики, которые устанавливаются прямо на коллектор, и гильза для датчика температуры.

Если для подключения солярного оборудования применяются медные трубопроводы, то для монтажа нужны следующие фитинги для пайки:

- патрубок;

- Т- образное ответвление (тройник);

- пробка;

- пробка с воздухоотводчиком:

- отвод 90 , и 45 . В случае применения трубопроводов из черной стали необходимы также латунные переходники с резьбой, которые подключаются к коллекторам пайкой;

- Т- образное ответвление (тройник);

- разъемное соединение угловое;

- разъемное соединение прямое;

- переходник.

Воздухоотводчики монтируемые на коллекторах, применены в следующем виде:

- пробка с удалителем воздуха;

- воздухосборник с вентилем.

Датчик температуры необходимо монтировать на последний коллектор в гильзу, которая непосредственно прижата к абсорберу, или в выходной патрубок.

Опорные конструкции

Опорная конструкция с коллекторами в большинстве случаев помещается на относительно недоступных местах и находится под постоянным атмосферным влиянием. Имеются варианты конструкции для монтажа коллекторов на плоскую крышу, наклонную крышу или для монтажа в крышу, когда коллекторы служат одновременно и покрытием.

Опорные конструкции поставляются для систем до 8 метров или усиленные до 20 метров над уровнем земли. Для крупных систем или в случае монтажа свыше 20 метров необходимо разработать проект, в который входит статический расчет.

Теплообменники, солярные бойлера и накопители тепла

Для небольших солнечных установок применяются бойлера с увеличенной теплообменной поверхностью, нежели те которые применяются в системах центрального отопления. Обычно их называют "солярный бойлер". Его объем выбирают на основе расчетного или предполагаемого расхода горячей воды. Объем бака, и площадь теплообменника в каждом конкретном случае рассчитываются в соответствии с количеством коллекторов.

Другой важной особенностью солярного бойлера, с точки зрения его срока службы, является антикоррозионная обработка внутренней поверхности. К лучшим покрытиям относятся тэфлон и керамика.

Отдельные элементы солнечного оборудования необходимо выбрать таким образом, чтобы исключить комбинацию материалов, создающих электрокоррозию.

Допускаются следующие комбинации материалов для составных частей солярного оборудования с коллекторами:

трубопроводы:

- медь;

- черная сталь;

- теплообменник:

- медный;

- нержавеющая сталь с латунным переходником;

- стальной с латунным переходником.

При больших солярных бойлерах и накопителях тепла необходимо учесть и опасность появления бактерий типа легионелла. Эти бактерии цилиндрической формы они являются естественной составной частью любой пресной воды и их существует более 30 видов. Для здоровья человека опасны только некоторые из них. Они размножаются, наиболее быстро в диапазоне температур от 30 до 45 . Человек может заразиться, например, при попадании капель воды, содержащих эти бактерии, в организм. Суть борьбы с бактериями состоит в том, что бойлера емкостью более 400 литров обязательно один раз в сутки подогреваются до температуры 60 , которая их уничтожает.

Баки-аккумуляторы блока гелиоколлекторов (2) следует разместить на втором этаже (подсобное помещение №12, пустует).

Циркуляционный насос и обратный клапан

Циркуляционный насос обеспечивает движение теплоносителя между коллекторами и теплообменником. Поскольку расход большинства насосов превышает нужную величину, есть смысл включить в контур насоса подходящий регулирующий элемент. Подходящим является шаровой вентиль или задвижка. Чтобы исключить циркуляцию теплоносителя в обратном направлении монтируют в контур в обязательном порядке обратный клапан. На работу системы не оказывает ни какого влияния, будет ли он горизонтального или вертикального типа.

Трубопроводы и изоляция

Диаметр трубопроводов определяется на основе их длины и количества коллекторов. Применимы трубы из меди или черной стали. Применение оцинкованной стали, запрещено потому что применяемый теплоноситель не содержит на этот случай подходящих ингибиторов коррозии.

Теплоизоляция первичного контура очень важна, потому что потери тепла могут резко понизить КПД солярной установки. Требования по теплоизоляции такие же, как и в случае других теплотрасс с учетом того, что применяемый материал не должен впитывать влажность и обязан противостоять ультрафиолетовому излучению.

Обвязка трубопроводов и бака-аккумулятора рекомендуется трубопроводами из металлополимерных труб (многослойных, из алюминиевого сердечника с внутренним и внешним покрытием из полиэтилена). Металлополимерные трубопроводы сочетают в себе достоинства металлических и пластмассовых труб: они высокопрочны и выдерживают внутреннее давление до 80 атм, при этом труба легкая (масса 1 пм трубы диаметром 16 мм равна 0,1 кг); не корродируют и не зарастают различными отложениями, что обеспечивает постоянство ее гидравлического сопротивления; прогнозируемый срок службы – 50 лет.

Прокладку магистральных трубопроводов гелиоустановок следует предусматривать с уклоном не менее 0,002 (для установок с насосной циркуляцией) теплоносителя. Уклоны труб подводок к солнечным коллекторам следует принимать равными 5- 10 мм на всю длину подводки.

Деаэрация иудаление воздуха

Основной предпосылкой хорошей циркуляции теплоносителя является полное удаление воздуха из контура. Воздухоотводчик применяется во время заполнения системы жидкостью, из которой постепенно под влиянием подогрева освобождается растворенный воздух. В принципе применим ручной воздухоотводчик, деаэрационный бачок с ручным вентилем или подходящий автоматический воздухоотводчик.

Обычно подключают его по следующей схеме:

- деаэрационный бачок, подключенный в высшей точке оборудования (на выходе из коллектора) с выводом и запорным краном на чердаке. В таком случае очень удобно заполнять, проверять на плотность и деаэрировать контур с одного места;

- в высшей точке оборудования подключен ручной удалитель воздуха, который применяется при заполнении контуров. За циркуляционным насосом подключен автоматический абсорбционный воздухоотводчик. Применяя стандартную запорную и регулирующую арматуру, резьбовые соединения, расширительные баки с резиновой мембраной невозможно исключить медленное, но постоянное проникновение воздуха диффузией в закрытый первичный контур. В результате теплоноситель постепенно насыщается воздухом. Это насыщение пропорционально абсолютному давлению воздуха над жидкостью и с повышением температуры падает, по [23].

Отрицательное влияние воздушных пузырьков в первичном контуре состоит в следующем:

- понижение КПД установки в результате уменьшения расхода;

- ухудшение теплопередачи в коллекторах и теплообменнике (уменьшение поверхности теплообмена);

- ускорение коррозионных процессов с последующим сокращением срока службы оборудования;

- повреждение циркуляционного насоса (кавитационная эррозия лопаток, износ подшипника).

Насос подпитки

Этот насос применяется для заполнения первичного контура теплоносителем или в случае неисправности в контуре, которая связана с появлением воздуха в системе или со сбросом жидкости. Подходит любой ручной или электрический насос с достаточным давлением.

Расширительный бак и предохранительный клапан

Первичный контур солярной установки монтируется исключительно как закрытый с расширительным напорным баком. Последний компенсирует объемные изменения, которые возникают при изменении температуры теплоносителя. Если объем расширительного бака слишком мал, то при охлаждении теплоносителя может, возникнуть в контуре подсос. Это влечет за собой подсасывание воздуха через не плотности в арматуре. При сбое электропитания может температура теплоносителя достичь точки кипения, т.е. образуется пар и в результате происходит сброс жидкости через предохранительный клапан. В обеих случаях появляется воздух в первичном контуре и это может вызвать замедление циркуляции теплоносителя, а также повышенную коррозию всех металлических материалов.

Чтобы избежать этих неприятностей необходимо правильно подобрать объем расширительного бака и подключить его правильно к первичному контуру. Расчет объема расширительного бака учитывает не только влияние прекращение циркуляции теплоносителя в первичном контуре, а также возможность его закипания в коллекторах.

Прочие элементы первичного контура

Это элементы, которые в некоторой степени улучшают солнечную установку, но последняя может без них в принципе обойтись:

- фильтр механических загрязнений улавливает опилки и другие механические примеси, которые могут появиться в оборудовании, прежде всего во время монтажа. Имеется большое количество разных типов, основным критерием является диаметр трубопровода;

- манометр является важным прибором во время пуска системы и в течение эксплуатации для ее контроля. Обычно применяются манометры диаметром 63 мм, рабочий диапазон нужно выбирать в зависимости от максимального давления контура;

- термометр - наиболее подходящими являются биметаллические. Их вставляют в гильзу на трубопроводе в прямой и обратной ветвях. Если применен регулятор с изображением температуры на дисплее, отдельные термометры не нужны;

- расходомер применяется для удобной и быстрой настройки рабочих параметров солнечной системы.

Узел управления

Это компактный блок небольших размеров. Он способствует простому и удобному монтажу солярного оборудования и понижает требования по профессиональной подготовке и затратам рабочего времени. Он поставляется в 4-х видах с двумя типами насосов, с расходомером или шаровым вентилем. Отдельно поставляются механические зажимы для его подключения к трубопроводам, которыми могут быть:

-медные трубы диаметром 18 мм;

- медные трубы диаметром 22 мм;

- стальные трубы с резьбой 3/4 ";

- стальные трубы с резьбой 1".

Электронные регуляторы

Регулятор включает циркуляционные насосы тогда, когда температура коллекторов превышает температуру потребителей тепла (в большинстве случаев в бойлере ГВ). Регуляторы многоконтурных систем, кроме того, управляют трехходовыми кранами, которые в свою очередь переключают отдельные контуры. Каждый регулятор поставляется вместе с датчиками температуры и допускает только применение этих датчиков или других датчиков с такими же параметрами. К каждому регулятору приложена инструкция по монтажу. В целях безопасности допускается монтаж только квалифицированным специалистом. Датчики температуры питаются безопасным напряжением. Реле для подключения насосов и трехходовых арматур подключаются к напряжению 220 вольт.

Прочее

Трехходовая арматура - применяется в многоконтурных системах. Теплоноситель содержит высококачественный ингибитор коррозии, который обеспечивает длительную и надежную защиту от коррозии в системах, состоящих из разных металлических материалов с различными электрохимическими потенциалами, которые встречаются в первичных контурах солярных установок.

Исключение составляет только цинк, который не подходит для применения в этих системах из-за больших коррозионных потерь. Срок службы теплоносителя в солнечной установке с первичным контуром из меди, латуни и мягкой оловянной пайки, достигнет 10 лет. В любом случае необходимо после 6 лет работы установки взять пробу и отправить ее для проверки на щелочность и концентрацию ингибиторов коррозии. На основе этого анализа можно будет точно определить срок службы этого теплоносителя.

В качестве теплоносителя в гелиосистемах используется антифриз. Наиболее широкое распространение в качестве антифризов в гелиоустановках получили водные растворы этиленгликоля . Могут использоваться также водные растворы хлористого кальция , хлористого натрия и этилового спирта .

Принципиальная тепловая схема теплоснабжения СТОа с применением гелиоустановки представлена в соответствии с рисунком 6.1.

1 - солнечные коллекторы; 2 - бак-аккумулятор; 3 - водонагреватель ГВС; 4 - грязевик; 5 - задвижка выбора режима работы комплекса; 6 - циркуляционный насос; 7 - регулирующий клапан двухходовой; 8 - регулятор температуры воды; 9 - датчик температуры воды; 10 - циркуляционный насос гелиоконтура; 11 - переключатели клапана; 12 - распределительный клапан; 13 - обратный клапан; 14 - регулирующий клапан трехходовой смесительный; 15 - удалитель воздуха; 16 - датчик устройства ограничения расхода; 17 - счетчик холодной воды.

Рисунок 6.1 - Принципиальная тепловая схема теплоснабжения СТОа с применением гелиоустановки

Дата добавления: 2015-07-12