Regulacja hydrauliczna baterii kolektorów słonecznych

Zgodnie z normami i wytycznymi w bateriach kolektorów słonecznych powinien występować równomierny przepływ. Żeby uzyskać możliwie największe oszczędności energii dzięki wykorzystaniu instalacji solarnej, dąży się do uzyskania równomiernego przepływu i strat ciśnienia w każdym kolektorze za pomocą równoległego podłączenia.

Przepływ przez równolegle podłączoną baterię, składającą się np. z trzech lub pięciu kolektorów, można porównać do hydrauliki instalacji rurociągowej z podłączonymi grzejnikami lub obiegami ogrzewania podłogowego: w niekorzystnie pod względem hydraulicznym położonych kolektorach, podobnie jak w niekorzystnie położonych grzejnikach, przepływ jest niewielki.

W przypadku grzejników objawia się to zmniejszonym oddawaniem ciepła, natomiast w instalacjach solarnych spada sprawność kolektora.

Zgodnie z wytycznymi VDI 6002 przez każdy kolektor w baterii solarnej musi przepływać ten sam specyficzny strumień objętości; dopuszczalne odchylenie wynosi ±10%. Dla specyficznego strumienia objętości miarodajny jest przepływ zalecany przez producenta kolektorów [l/(m²xh)].

Podłączenie hydrauliczne w układzie Tichelmanna nie zawsze pozwala osiągnąć równomierne strumienie objętości. Jeśli straty ciśnienia w kolektorach są zbyt małe w stosunku do strat w rurociągach przyłączeniowych, wymagana jest dodatkowa regulacja za pomocą zaworów regulacyjno-pomiarowych.

Zgodnie z VDI 6002 opory przepływu w równolegle podłączonych kolektorach muszą być większe przynajmniej o współczynnik 2 niż opory w rurociągach zbiorczych i rozdzielczych. Jeśli zajdzie potrzeba, w bezpośrednim sąsiedztwie przyłączy kolektorów należy zamontować przepływowe zawory regulacyjno-pomiarowe.

Zawór odporny na podwyższoną temperaturę

Poszczególne elementy systemu muszą być trwale odporne na ekstremalne zmiany temperatury występujące w termicznych instalacjach solarnych. Dotyczy to w szczególności elementów narażonych na oddziaływanie warunków zewnętrznych, montowanych na rurociągu przepływomierza. W tym przypadku odporność na temperaturę odgrywa znaczącą rolę, ponieważ ta ciągle zmienia się w zakresie od –20 do ponad 200°C aż do momentu unieruchomienia instalacji.

Unieruchomienie wiąże się z awarią, jednak w praktyce trudno uniknąć takiej sytuacji. Występuje ona wtedy, gdy zasobnik solarny jest w pełni naładowany i ciepło nie jest pobierane. Przy nieustannym oddziaływaniu promieniowania słonecznego medium odparowuje i oddaje ciepło do otoczenia kolektora, przez co temperatura w instalacji przestaje rosnąć. Regulację hydrauliczną równolegle podłączonych kolektorów umożliwia zawór regulacyjno-pomiarowy Setter Bypass 100 odporny na podwyższoną temperaturę.

Pomiar przepływu

W przypadku równolegle podłączonych kolektorów zawór regulacyjno-pomiarowy Setter Bypass Solar 185 montowany jest na znajdującym się na dachu budynku rurociągu przyłączeniowym kolektora (z zasady na powrocie), co pozwala z dużą dokładnością ustawić żądaną wielkość przepływu dla każdego kolektora.

Element pomiarowy w formie by-passu działa na zasadzie pływaka – medium przepływa przez niego wyłącznie wtedy, gdy w celu odczytania lub ustawienia przepływu zostanie wciśnięty i przytrzymany pomarańczowy uchwyt. W przypadku zaworu regulacyjno-pomiarowego Setter Bypass Solar 185 zaleca się po wyregulowaniu instalacji zdemontowanie elementu pomiarowego i zastąpienie go dołączonym zestawem zamykającym, co pozwala zagwarantować stałą odporność na maksymalnie dopuszczalne temperatury robocze.

Za pomocą zintegrowanych, samozamykających się zaworów element pomiarowy może być demontowany z czynnej instalacji znajdującej się pod ciśnieniem. Dla celów serwisowych element ten można po uprzednim wychłodzeniu instalacji ponownie zamontować na zaworze regulacyjno-pomiarowym i sprawdzić wartości przepływu, ewentualnie ponownie wyregulować.

Zawór regulacyjno-pomiarowy został poddany badaniom w Instytucie Termodynamiki i Ciepłownictwa (ITW) Uniwersytetu w Stuttgarcie. W tym celu na zawór przez 1000 godzin oddziaływała stała temperatura o wysokości ponad 200°C, przy ciśnieniu 16 barów.