Схема обвязки и заправки теплоносителем солнечной водонагревательной установки

Для круглогодичного использования в климатических условиях нашей страны систему солнечной установки необходимо делать двухконтурную. Где в первичном контуре солнечные коллекторы – теплообменник используется антифриз. Антифриз должен быть нетоксичным и в случае попадания его в воду  при возможных протечках не должно происходить  отравления питьевой воды. Наиболее распространённым является применение для этих целей пропиленгликоля.  Выбор концентрации раствора пропиленгликоля зависит от возможной минимальной температуры региона, где будет использоваться установка. Оптимально чтобы антифриз используемый в качестве теплоносителя имел специальные присадки замедляющие процесс коррозии меди, припоя, латуни, исключающие образование накипи, а также улучшающие смазочные свойства антифриза, что положительно влияет на эффективность работы циркуляционных насосов. В пакет присадок входят также обычно противопенные добавки и компоненты, предотвращающие разрушение уплотнителей (резины, тефлона, паронита). Кроме того, исходя из наших климатических условий, бак-аккумулятор необходимо устанавливать внутри  зданий. Одноконтурные системы и баки-аккумуляторы, устанавливаемые на улице, могут применяться только там, где отсутствует риск отрицательных температур, для наших условий в большинстве случаев это возможно только в летний период, т.е. для сезонного использования.  Так же нужно учитывать что одноконтурная система подвержена риску образования накипи внутри коллекторов (за исключением пластиковых) что приводит к снижению их производительности, необходимо иметь в виду жесткость нагреваемой воды.

Существует много схем солнечных водонагревательных установок, мы рассмотрим схему обвязки стандартной установки для приготовления горячей воды с описанием основного оборудования и запорной арматуры. Эту схему можно использовать как базовую.

Первичный контур состоит из солнечных коллекторов, системы трубопроводов, насоса, мембранного расширительного бака и теплообменника. В виду того что в солнечных коллекторах возможны высокие температуры трубопроводы необходимо делать из металлических труб - медных или из нержавеющей стали. Медные трубы целесообразно соединять твердой пайкой. Во всяком случае, на расстоянии не менее 5 метров от солнечных коллекторов все соединения должны быть выполнены на твердой пайке. Теплообменники могут быть как встроенные в баки-аккумуляторы (обычно змеевиковые), так и расположенные отдельно (например пластинчатые). Обычно для баков-аккумуляторов объемом до 1000 литров используются встроенные в бак теплообменники, свыше пластинчатые. Можно  использовать как баки-аккумуляторы свыше 1000 литров со встроенными теплообменниками, так и баки-аккумуляторы меньшего объема с пластинчатыми теплообменниками.  Но в этих случаях необходимо особенно внимательно относится к расчету  достаточности поверхности теплообмена, и сравнивать стоимости полученных решений.  Достаточным условием для определения поверхности теплообмена встроенных змеевиковых теплообменников является соотношение 0,15 - 0,2 м² поверхности теплообмена на 1 м² поверхности солнечного коллектора. Шаровые краны 3 и 4 предназначены для отсечения теплообменника бака-аккумулятора.  Краны 7 и 8 предназначены для перекрытия насосной сборки. Кран 7 совместно с кранами  9 и 10 используется для заправки теплоносителя. Кран 11 используется как спускной кран при сливе теплоносителя, слив теплоносителя через краны 9 и 10 затруднен из-за обратного клапана 13. Шаровой кран 12 предназначен для выпуска воздуха через воздухоотводчик 17  в процессе заправки теплоносителем системы. После запуска системы и удаления воздуха из нее кран 12 должен быть закрыт во избежание  
испарения теплоносителя через открытые воздухоотводчики в периоды стагнации солнечных коллекторов. Так же первичный контур должен быть укомплектован фильтром 18, манометром, предохранительным  клапаном 15 настроенным на 6 бар. В поле солнечных коллекторов нужно стараться избегать установки запорной арматуры, иногда целесообразно устанавливать предохранительный клапан  6 бар в поле солнечных коллекторов.

Со стороны бака-аккумулятора горячей воды необходимо на вводе холодной воды предусмотреть установку  обратного клапана 14, для избежания в случае расширения при нагреве воды, попадания горячей воды в холодный водопровод. Так же предусмотреть в случае если данное оборудование отсутствует в комплектации бака-аккумулятора, предохранительный  клапан 16 в 6 бар и кран 5 для выпуска воздуха во время заполнения бака водой. Возможна установка дополнительного мембранного бака для системы ГВС. В качестве догревателя дублера на схеме показан ТЭН 18.

Перед заполнением установки необходимо открыть шаровый кран перед автоматическим воздухоотводчиком расположенным в верхней части поля  солнечных коллекторов. Заполнение теплоносителем первичного контура СВНУ необходимо производить через наполнительную арматуру, состоящую из шарового крана 7 на обратном трубопроводе СВНУ и двух спускных кранов 9 и 10.  Первоначально закрывается запорный шаровой кран 7 на обратном трубопроводе СВНУ и открываются спускные краны справа 10 и 9 слева от него.  Насос для заполнения теплоносителем подключается через шланги к правому спускному клапану 10, и заполнение происходит по маршруту, обратный трубопровод, солнечный коллектор, подающий трубопровод, теплообменник бака-аккумулятора. После того как из спускного крана 9 начинает поступать теплоноситель, необходимо закрыть этот спускной кран, открыть запорный шаровой кран 7 и продолжать подавать теплоноситель заполняющим насосом до тех пор, пока давление в первичном контуре не достигнет 1,5 бара плюс статическая высота установки. По достижении указанного давления отключается насос и закрывается спускной кран 10. Возможно использовать для заправки краны 10 и 11, но в этом случае после заправки в системе остается больше воздуха и заправка происходит не через фильтр. Заправку теплоносителем нужно производить только в холодные СК. После первоначального наполнения возможно небольшое падение давления, это связано с выходом воздуха из системы, в этом случае необходимо добавить теплоноситель с помощью насоса для заполнения, до показания манометра в 1,5 бара плюс статическая высота установки. Дополнение теплоносителя производить в холодные СК при отключенном циркуляционном насосе. Проверьте давление воздушной камеры мембранного бака, оно должно соответствовать рабочему давлению установки! После заправки теплоносителя необходимо снять затенение с остекления СК . Если заправка производится ранним утром или в пасмурную погоду, то закрывать СК не обязательно. В течение 2 суток необходимо убедиться в установлении постоянного давления теплоносителя первичном контуре СВНУ, которое должно быть не ниже 1,5 бара плюс статическая высота установки при холодных СК и не работающем циркуляционном насосе. Недостаточное давление приводит к невозможности циркуляции теплоносителя при нагреве СК. После установления постоянного давления в установке необходимо закрыть шаровые краны перед автоматическими воздухоотводчиками.                                                                                                                                                                                                                                                       © Касаткин И.Г. 2012