Budowa płaskiego kolektora słonecznego

19,718 views

Published on

Budowa płaskiego kolektora słonecznego opiera się na podstawowych regułach, jednak różnice w konstrukcji np. absorberów, obudowy, przykrycia szklanego są znaczne dla wielu producentów.

Published in: Education, Business
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
19,718
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4,732
Actions
Shares
0
Downloads
31
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Budowa płaskiego kolektora słonecznego

  1. 1. www.solarblog.pl Budowa płaskiego kolektora słonecznego  Jak zbudowany jest płaski kolektor słoneczny?  Jakie elementy należy uważać za newralgiczne?  Jak potwierdzić sprawność i jakość kolektora słonecznego?
  2. 2. Slajd 2 Doświadczenie w produkcji kolektorów słonecznych  Firma Hewalex zajmuje się nieprzerwanie od ponad 20 lat produkcją kolektorów słonecznych dla potrzeb rynku krajowego i zagranicznego 1991-2000
  3. 3. Slajd 3 Warunki pracy kolektora słonecznego  Kolektory słoneczne są narażone na niekorzystne warunki pracy, zarówno wewnętrzne (zmienna temperatura i ciśnienie), jak i zewnętrzne pogodowe (wiatr, deszcz, śnieg, itd.).  Od budowy kolektora słonecznego i użytych do jego konstrukcji materiałów, zależy zachowanie wysokiej sprawności niezmiennej przez cały okres jego użytkowania  Kolektory słoneczne poddawane są testom wytrzymałościowym zgodnie z normą EN 12975. Zakładają one minimalnie 20-letni okres użytkowania. W obecnej chwili potwierdzeniem jakości kolektora jest certyfikat Solar Keymark
  4. 4. Slajd 4 Budowa płaskiego kolektora słonecznego  Płaskie kolektory słoneczne budowane są według jednakowych reguł, różniąc się jednak technologią produkcji, zastosowanymi materiałami i konstrukcją  Wewnątrz izolowanej cieplnie obudowy znajduje się absorber pochłaniający (absorbujący) promieniowanie słoneczne i zamieniający je na ciepło  Ciepło odbierane jest przez przepływający rurami przymocowanymi do absorbera, czynnik grzewczy (glikol)  Istotną rolę spełnia także szklane przykrycie obudowy kolektora, zapewniając jak najwyższą przepuszczalność promieniowania i ochronę przed niekorzystnymi warunkami zewnętrznymi
  5. 5. Slajd 5 Elementy płaskiego kolektora słonecznego płyta absorbera przykrycie szklane orurowanie absorbera izolacja dna obudowy 50/55 mm izolacja boczna obudowy 20 mm obudowa profil mocujący przykrycie szklane wraz z uszczelnieniem welon szklany króćce przyłączeniowe
  6. 6. Slajd 6 Rodzaje pokrycia absorbera  Pokrycie absorbera decyduje o ilości pochłanianego promieniowania słonecznego. Jednocześnie zależy od niej zachowanie sprawności przez cały okres eksploatacji kolektora słonecznego – czyli odporność na zjawisko tzw. „starzenia się” (zwiększania wypromieniowywania ciepła)  Główne stosowane dwa rodzaje pokrycia absorbera można rozpoznać nawet z zewnątrz kolektora słonecznego – po kolorze… Kolektor słoneczny KS2000 SLP - warstwa czarnego chromu Kolektor słoneczny KS2000 TLP - warstwa BlueTec eta plus
  7. 7. Slajd 7 Rodzaje pokrycia absorbera – parametry  Powszechnie stosuje się warstwy tzw. selektywne, zapewniające poza wysokim absorbowaniem promieniowania słonecznego (współczynnik ), minimalną emisyjność ciepła (). Dla porównania blacha miedziana zdecydowaną większość promieniowania słonecznego odbija od swojej powierzchni, a pokrycie z czarnego chromu lub na bazie tlenków tytanu i krzemu (powstające w procesie PVD/CVD) odbija jedynie 5% promieniowania i emituje jedynie 5÷12% ciepła blacha miedziana  = 5%  = 4% czarny lakier  = 95%  = 85% czarny chrom  = 95%  = 12% tlenki tytanu, krzemu  = 95%  = 5% Źródło: rysunek na podstawie DGS
  8. 8. Slajd 8 Rodzaje pokrycia absorbera – produkcja  Produkcja absorberów – pokrycie czarnym chromem  Produkcja absorberów – pokrycie na bazie tlenków tytanu i krzemu Źródło: fotografie: Hewalex i BlueTec
  9. 9. Slajd 9 Rodzaje pokrycia absorbera – zastosowanie  W ostatnich latach popularność zyskują warstwy wykonywane na bazie tlenków tytanu i krzemu, jak np. warstwa eta plus firmy BlueTec stosowana na przykład w kolektorach słonecznych KS2000 TLP.  Należy jednak podkreślić, że uznawana za tradycyjną – warstwa czarnego chromu stosowana na przykład w kolektorach słonecznych KS2000 SLP, co prawda ma wyższą o około 5-7% emisyjność ciepła () niż np. warstwy na bazie tlenków tytanu i krzemu, ale należy ją uznać za sprawdzoną w wieloletniej praktyce warstwę o wysokiej trwałości i niezmienności parametrów.  Wielu producentów bądź kontynuuje, bądź wraca do stosowania warstwy czarnego chromu w kolektorach słonecznych. Ograniczeniem jego stosowania jest przede wszystkim utrudniona produkcja – galwanizacja pojedynczych absorberów, w przeciwieństwie do produkcji „seryjnej” blach pokrywanych warstwami na bazie tlenków tytanu i krzemu (produktem są role blachy pokrytej warstwą).  Zastosowanie czarnego chromu jest także ograniczone do pokrywania blach miedzianych, co przy rosnącej popularności aluminium stanowi dodatkową barierę jego szerszego stosowania.
  10. 10. Slajd 10 Rodzaje orurowania w absorberze Kolektor słoneczny KS2000 TLP - absorber typu miedź-miedź - łączenie blachy i orurowania absorbera zgrzewaniem ultradźwiękowym - przepływ harfowy Kolektor słoneczny KS2000 TLP Am - absorber typu aluminium-aluminium - łączenie blachy i orurowania absorbera spawaniem laserowym - przepływ meandrowy
  11. 11. Slajd 11  Zarówno układ harfowy, jak i meandrowy mają swoje korzystne strony, przy czym ze względu na zdecydowanie niższe opory przepływu, zdolność szybszego opróżniania się podczas stagnacji kolektora, możliwość zwiększenia natężenia przepływu i zarazem zmniejszenia różnicy temperatury pomiędzy wejściem i wyjściem czynnika grzewczego z baterii (mniejsze straty ciepła do otoczenia), preferowany w kolektorach firmy Hewalex jest harfowy układ przewodów.  Odpowiednie wpięcie kolektorów w baterii, zagwarantuje równomierne natężenie przepływu przez wszystkie kolektory słoneczne: Rodzaje orurowania w absorberze – różnice Przepływ meandrowy Możliwe 1-stronne wpięcie baterii Przepływ harfowy Wskazane 2-stronne wpięcie baterii
  12. 12. Slajd 12  W przypadku np. kolektora słonecznego KS2000 TLP Am, z absorberem w pełni aluminiowym (blacha i orurowanie), mamy do czynienia ze specyfiką łączenia ze sobą aluminium, które wymaga zwiększonej pracochłonności i szczególnej staranności na każdym etapie. Aby wyeliminować ryzyko wad połączenia orurowania absorbera z rurami zbiorczymi (dolną i górną), zastosowano układ meandrowy, łatwiejszy do wykonania z uwagi na mniejszą liczbę spoin. 18 spoin 2 spoiny  łączenie aluminium z aluminium wymaga zachowania najwyższych standardów jakościowych  zmniejszenie liczby czasochłonnych spoin łączących rury absorbera z rurami zbiorczymi Rodzaje orurowania w absorberze - wykonanie
  13. 13. Slajd 13  Absorber powinien być wykonany z materiału dobrze przewodzącego ciepło  W latach 70-80-tych wykonywano absorbery ze stali, a dopiero później z miedzi oraz aluminium. Wobec rosnących cen miedzi, na znaczeniu od kilku lat zyskuje aluminium, z którego produkuje się absorbery typu Al-Cu (płyta z aluminium, orurowanie z miedzi), a także pierwsze absorbery typy Al-Al (płyta + orurowanie) Płyta absorbera – z jakiego materiału?  (W/mK)  Przewodność cieplna metali ()
  14. 14. Slajd 14  Płyta absorbera miedzianego wykonywana jest najczęściej z blachy o grubości 0,20 mm, a w przypadku aluminium – grubości 0,40 mm  W ten sposób rekompensuje się niższą przewodność cieplną aluminium, pozwalając na przewodzenie ciepła szerszym przekrojem płyty absorbera Płyta absorbera – cechy Przewodność cieplna: Grubość blachy: 370 W/mK 0,20 mm 200 W/mK 0,40 mm AlCu
  15. 15. Slajd 15  Łączenie płyty absorbera z orurowaniem jest kluczowym etapem produkcji, mającym zagwarantować i trwałość połączenia, i przewodzenie ciepła do czynnika grzewczego płynącego w orurowaniu. Absorber – łączenie płyty i orurowania  Absorbery typu miedź-miedź łączone mogą być w nowoczesny sposób metodą zgrzewania ultradźwiękowego Źródło: fotografie: Hewalex  W produkcji absorberów typu aluminium- miedź oraz aluminium-aluminium, wykorzystuje się z kolei najnowszą metodę spawania laserowego (wdrożona jako jedyna w Polsce przez firmę Hewalex w 2010 roku)
  16. 16. Slajd 16  Przewodzenie ciepła z absorbera do rur z czynnikiem grzewczym (glikolem), w przypadku spawania laserowego odbywa się rodzimym materiałem, w przeciwieństwie do np. połączeń lutowanych, gdzie cyna ma znacznie mniejszą przewodność cieplną (67 W/mK) niż aluminium (200 W/mK)  Wobec tego nie jest wymagane zwiększanie powierzchni kontaktu płyty absorbera z rurą, a gęste zastosowanie spawów punktowych na długości rur, zapewnia pełny odbiór ciepła przez czynnik grzewczy (glikol) Absorber – przewodzenie ciepła blacha aluminiowa 0,40 mm (=200 W/mK) rura z aluminium (=200 W/mK) spoina / aluminium (=200 W/mK)
  17. 17. Slajd 17 Przykrycie kolektora słonecznego  Klasa U1:   0,900  Klasa U2: 0,900 >   0,885  Klasa U3: 0,885 >   0,870  Klasa U4: 0,870 >   0,850  Przykrycie kolektora słonecznego to jeden z najbardziej newralgicznych jego elementów chroniących go przed wpływem warunków zewnętrznych.  Jednocześnie musi zapewnić jak najwyższą przepuszczalność promieniowania słonecznego. Określa się klasy szkła od U1 do U4, gdzie całkowita sprawność przeszklenia uwzględnia przepuszczalność promieniowania, także w funkcji kąta padania promieni słonecznych (od 0 do 70o) oraz utratę własności pod wpływem promieni UV (test równoważny 15 latom pracy w klimacie środkowoeuropejskim)
  18. 18. Slajd 18 Potwierdzenie sprawności i jakości kolektora  Potwierdzeniem jakości kolektora słonecznego jest zgodność z wymaganiami normy EN 12975  W praktyce przyjęte zostało posługiwanie się na rynku europejskim certyfikatem Solar Keymark, którego można oczekiwać od producenta do wglądu lub też samodzielnie pobrać z ogólnodostępnej bazy na stronie: >>> www.solarkeymark.org  Certyfikat Solar Keymark nie tylko potwierdza jakość, ale także sprawność i współczynniki strat ciepła kolektora słonecznego: Przykładowy aneks certyfikatu Solar Keymark dla kolektota KS2000 TLP AC
  19. 19. Slajd 19 Porównanie kolektorów słonecznych  Kolektory słoneczne uzyskują różne sprawności pracy, w różnych warunkach (temperatura czynnika grzewczego, temperatura zewnętrzna…)  Na podstawie wyników testów zamieszczonych w bazie certyfikatów Solar Keymark (solarkeymark.org), można porównywać między sobą sprawności kolektorów słonecznych. Ciekawe jest przy odniesienie sprawności kolektora słonecznego do ceny jego zakupu. Okazać się bowiem może, że pozornie tani kolektor słoneczny próżniowy, jest na tyle mało efektywny, że ciepło z niego uzyskiwane jest … zdecydowanie droższe niż dla kolektora płaskiego.  Więcej informacji o porównaniu kolektorów słonecznych można znaleźć w prezentacji >>> „Porównanie płaskich kolektorów słonecznych”
  20. 20. Hewalex Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl
  21. 21. Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych Hewalex Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

×