Vakuový sluneční kolektor SANMAX 15T
Popis zařízení
Zařízení využívá fototermální přeměnu slunečního záření k ohřevu kapalin.
Sluneční záření je pohlcováno absorpční vrstvou, nanesenou na plochém měděném absorbéru.
Získaná tepelná energie je z absorbéru přenášena do ohřívané kapaliny, protékající měděnou trubkou v horní části kolektoru, systémem tepelné trubice, jejíž kondenzátor je k měděné trubce připájen měkkou pájkou k zajištění potřebného prostupu tepla.
Absorbér je umístěn v uzavřené skleněné trubici, z níž je odčerpán vzduch na hodnotu tlaku, při níž je tepelná vodivost vzduchu v podstatě nulová, takže tepelné ztráty absorbéru jsou určeny pouze tepelnými ztrátami vyzařováním. Skleněná trubice je v dolní části uzavřena stažením skla, v horní části pak kovovým víčkem, přilepeným ke sklu skleněnou pájkou. Víčkem je vyvedena z vakuovaného prostoru adiabatická část tepelné trubice
s kondenzátorem.
Sluneční kolektor sestává z patnácti vakuovaných trubic, které jsou uchyceny
k nosnému hliníkovému rámu. Ten je tvořen svařencem hliníkových profilů (jeklů), v jehož horní části je upevněn kryt z hliníkového plechu. V krytu jsou uloženy a zaizolovány vývody tepelných trubic s kondenzátory a měděná trubka s ohřívanou kapalinou.
Technické parametry rámu
|
Rozměry (šířka x délka x hloubka): |
694 x 1675 x 93 mm |
| Celková absorpční plocha: |
0,85 m2 |
| Půdorysná absorpční plocha: |
0,7344 m2 |
| Hmotnost: |
cca 18 kg |
| Obsah ohřívané kapaliny: |
0,15 l |
| Připojovací rozměry: |
Cu trubka Ø 18 mm |
| Maximální pracovní přetlak: |
0,6 MPa |
| Počet vakuových trubic: |
15 |
| Maximální výkon: |
600 W (při ozáření 1000 Wm-2) |
| Roční energetický zisk: |
650 až 850 kWhm-2 |
| Maximální teplota stagnace: |
cca 250°C (v podmínkách ČR) |
| Izolace rozvodného potrubí: |
minerální vlna |
Technické parametry vakuové trubice
| Skleněná trubice: |
Ø 38,5 x 1,5 mm |
| Vakuum: |
< 10 -3 Pa |
| Absorbér: |
měděný plech 0,2 mm |
| Absorpční vrstva: |
TINOX |
| Sluneční absorptivita: |
0,93 |
| Tepelná emisivita: |
0,05 |
| Pracovní náplň tepelné trubice: |
aceton |
Provozní předpisy
Provozní teplota
Doporučená provozní teplota kolektoru je max. 120°C. Krátkodobé zvýšení teploty nad tuto hranici (řádově dny) nemá vliv na funkci nebo životnost zařízení. Dlouhodobé provozování kolektoru při teplotách nad 120°C snižuje trvale jejich účinnost (postupně se zhoršují parametry tepelných trubic vlivem teplotní degradace jejich náplně). Z tohoto důvodu se doporučuje neprodleně zajistit v případě poruchy solárního systému jeho opětovné uvedení do provozu. V případě, že to není v průběhu přibližně týdne možné, doporučuje se v letním období zakrytí aktivní plochy (absorbéry) kolektorů neprůsvitným materiálem. V přechodném a zimním období záleží rozhodnutí o zakrytí kolektorů na dlouhodobějším rázu počasí.
Kontrola slunečního kolektoru
Sluneční kolektor je bezobslužné zařízení, do jeho činnosti není potřebné nijak zasahovat. Zhruba po osmi letech provozu se doporučuje výměna nemrznoucí pracovní kapaliny v primárním okruhu, neboť její pH (kyselost) může klesnout vlivem její částečné teplotní degradace na hodnotu,, která již znatelně působí korozi hydraulického rozvodu kolektoru.
Kontrola se vykonává pouze vizuální (mechanické poškození skleněných trubic apod.).
Ostatní kontrola spadá pod provozní předpisy nebo pokyny pro obsluhu solárního systému (těsnost systému, provozní tlak, výkon apod.).
Výměna skleněné vakuové trubice
Dojde-li k mechanickému poškození vakuové trubice, její výměnu může vykonat pouze montážní firma. Z primárního systému se odpustí část pracovní kapaliny tak, aby vytekla z měděné trubky v horním krytu kolektorů. Víko horního krytu i zakrytování spodní části trubic se odmontuje (jsou připevněny pomocí šroubů) a vyjme se tepelná izolace.
U poškozené trubice se odstraní kleštěmi pomocná svěrka a kondenzátor tepelné trubice se od měděné trubky odpájí např. propanbutanovým hořákem. Poškozená trubice se vysune z krytu a vloží se nová trubice, jejíž kondenzátor se přichytí k měděné trubce novou svěrkou a opět připájí. Vloží se zpět tepelná izolace, přišroubuje se víko horního krytu i zakrytování spodní části trubic. Primární hydraulický okruh se znovu natlakuje.
Výměnu vakuové trubice se doporučuje vykonat při malé intenzitě slunečního záření, kdy teplota na kondenzátoru nemůže dosahovat vysokých hodnot (možnost popálení, tlakové rázy při opětovném napouštění systému).
Jakoukoliv manipulaci se skleněnou vakuovou trubicí nebo celým kolektorem (při výměně, případně čištění kolektoru) je nutné vykonat obezřetně, neboť při prudším nárazu může dojít k implozi (roztříštění skla do okolí).
Montážní předpisy
Sluneční kolektory SANMAX se montují na předem připravenou nosnou konstrukci, kterou se doporučuje zhotovit ze dvou rovnoběžných protlačovaných Al(Mg, Si) profilů, ukotvených k nosnému podkladu střechy úchytkami (např. střešními háky) o rozteči
max 1200 mm. Vzdálenost obou profilů je nutné dodržet v rozmezí 900 až 1250 mm.
Pro umístění na sedlovou střechu a na terén nebo rovnou střechu do výšky 8 m nad okolním terénem postačují profily tvaru L o rozměru 40 x 40 x 4 mm. Při umístění na rovnou střechu
8 až 20 m nad okolním terénem je potřebné použít zesílenou konstrukci např. zdvojením obou rovnoběžných profilů nebo použitím větších rozměrů profilu (např. 75 x 50 x 5 mm).
Kolektorový rám má na jeklu 80 mm pod horním krytem přišroubované úchyty, ke kterým je přichycen aretační profil, chránící kolektor před poškozením při dopravě. Za konce šroubů, vyčnívajících z úchytů se kolektor zavěsí za horní nosný profil, svrtá se s nosným profilem a přišroubuje nerez šrouby s maticí M6. Šrouby se zatím nedotahují, aby se poloha jednotlivých rámů mohla jemně doladit . Obdobně se postupuje při montáži dalších kolektorových rámu, přičemž jednotlivé rámy se propojují kompenzačními členy, které jsou součástí dodávky. U každého kolektoru je levý vývod (při čelním pohledu) měděné trubky pevně svázaný s rámem, pravý vývod je uložen kluzně, takže spojení kolektorů bez kompenzačního členu je nepřípustné. Po umístění všech kolektorových rámů se dotáhnou šrouby v úchytech, jekly rámů se ve spodní části přichytí k dolnímu nosnému profilu sešroubováním s úchytkami
tvaru Z, které jsou rovněž součástí dodávky. Propojení mezi kolektory se zapájí měkkou pájkou SnCu3 nebo obdobnou s teplotou tavení nad 230°C. Odšroubováním se odstraní aretační profily. Na vstupu a výstupu z kolektorového pole se doporučuje umístit co nejblíže koleno 90° a za tímto kolenem potrubí hydraulického okruhu uchytit k pevnému podkladu, aby vývody z kolektorů nebyly namáhány na krut nebo ohyb a aby hydraulický systém kolektorů nebyl nadměrně namáhán dilatací připojeného potrubí. Tento způsob propojení kolektorových rámů umožňuje zapojit do série libovolný počet kolektorových rámů, omezení je dáno pouze hydraulickým odporem potrubí.
Doporučený tlak primárního okruhu s kolektory SANMAX je 0,25 až 0,4 MPa. Jako pracovní náplň pro celoroční provoz se musí použít k danému účelu určená nemrznoucí kapalina s bodem tuhnutí pod –30°C a s přídavkem antikorozních přísad (např. SOLAREN). Až po kompletním oživení činnosti primárního okruhu včetně regulace systému je možné odstranit z kolektorů neprůsvitný obal, zabraňující přehřívání kolektorů před naplněním primárního okruhu. I tak se však nedoporučuje plnit primární okruh pracovní kapalinou při intenzivním slunečním záření.
Všechny prvky solárního systému s kolektory SANMAX je nutné dimenzovat na teplotní odolnost min. 160°C. Odvzdušňovací ventil, který je nad kolektory, se doporučuje umístit na alespoň 60 cm dlouhou odbočku nad nejvyšší bod potrubí, aby nemohlo dojít k jeho poškození vyššími teplotami.
Ochrana kolektorového pole proti účinkům blesku se doporučuje vodivým propojením studené větve primárního systému v místě přívodu potrubí do kolektoru a nosné konstrukce k bleskosvodné ochraně objektu.
Při montáži na plochou střechu nebo na terén se doporučuje umístit spodní okraj kolektoru alespoň 30 cm nad jejich úroveň vzhledem k možné sněhové pokrývce.