ovdje - Energetska efikasnost

OBUKA INSTALATERASOLARNIH SISTEMA ZAZAGRIJAVANJE SANITARNEVODE (SWH)Projekat MONTESOL5-7. jul 2011. godine

Izvor slajdovaOriginalni slajdovi od ASSOLTERMa,italijanskog udruženja solarnih itermalnih operatera.Crna Gora - specifične kalkulacije iinformacije od kompanije ,,Sundayprogetti per l’energia".

UVOD U SWH TEHNOLOGIJU,IZGRAĐENA POSTROJENJA

Za šest sati, pustinje dobiju više energije od Suncanego što je čovječanstvo potroši za godinu.Dr. Gerhard Knies

Korišćenje solarne energijeSunceSolarne ćelijeFotonaponski moduliSenzorske elektraneSolarno grijanje vodeTermalni izmjenivači toploteElektričnaenergijaToplotaSolarna fotonaponska energijaSolarna termalna energija

12001000Solarna radijacijaSolarna radijacijaOpterećenje enje grijanjaOpterećenje grijanja190170150W/m²800600OpterećenjeenjeOpterećenjehlađenjahlađenja130110kW90400DHW opterećenjeenjeDHW opterećenje702005030010Jan Feb March April May June Jul Augt Sept Oct Nov DecJanuarFebruarMärzAprilMaiJuniJuliAugustSeptemberOktoberNovemberDezemberSource: TECSOL

Upotreba solarno termalnih sistema1. Zagrijavanje sanitarne, tople vode u malim, pojedinačnimsistemima (DHW)2. Zagrijavanje sanitarne tople vode u kolektivnimsistemima (rezidencijalni objekti, hoteli, bolnice, zatvori,sportski centri)3. Zagrijavanje prostora4. Grijanje bazena (otvoreni i zatvoreni bazeni)1. Daljinsko grijanje2. Toplota iz industrijskih procesa3. Solarno hlađenje

1. Zagrijavanje sanitarne tople vode umalim, pojedinačnim sistemima (DHW)Termosifonski sistemSistem sa prinudnom cirkulacijom

2. Zagrijavanje sanitarne tople vode ukolektivnim sistemima (rezidencijalni objekti,hoteli, bolnice, zatvori, sportski centri)

Zagrijavanje sanitarne tople vode u eko-seluIzvor: Ambiente Italia

Solarni termalni sistem + sistem na biomasu• Lokacija: Pjemonte – sjevernaItalija

Tehnički podaci instalacije• Solarni sistem za proizvodnju sanitarne tople vode i zagrijanje prostora preko šporeta na drva• Solarni sistem: 11,5 m2 (površina otvora) – 1.000 l rezervoarza skladištenje (od čega 170 l za DHW)• Sistem za grijanje: preveliki radijatori

Solarno-termalni sistem+ sistem na benzin• Lokacija: Lombardija – sjeverna Italija

Tehnički podaci instalacijeSolarni sistem za obezbjedjenje grijanja prostora i grijanja bazenaSolarni sistem: 20,9 m2 (površina otvora) – 900 l rezervoar za skladištenjeSistem za grijanje: radijatori

Sistem prinudne cirkulacije sa kolektorima savakuumskim cijevima - HotelIzvor: CMG Solari

Kombinovan sistem(Grijanje prostora + DHW)FasadnaintegracijaIzvor: AEE

4.Grijanje bazena u ItalijiKolektori - 350 m2Ugao nagiba 25 °Izvor: Comune S. Benedetto del Tronto

Izvor: Comune S. Benedetto del Tronto

Sistem daljinskog grijanja u DanskojIzvor: Marstal Fjernvarne

Sistem daljinskog grijanja u Crailsheimu(Njemačka)Solarna mrežaMreža daljinskoggrijanjaCentralno postrojenjesa toplotnom pumpomRezervoar toploteu zemljiSolarni kolektoriIzvor: Stadtwerke Crailsheim” (www.stw-crailsheim.de)

Sistem daljinskog grijanja u CrailsheimuIzvor: Stadtwerke Crailsheim” (www.stw-crailsheim.de)

OstaloVisoke temp.preko 400 °C43%Koji industrijski sektori su pogodni?Niske temp.ispod 100 °C30%Srednje temp.od 100 do 400 °C27%Rude i kamenaHrane Hrane i i duvana duvanaPapira i celulozeHemijskaNemetalnaOsnovni metaliMašinskaTransportna oprema

Fabrika za proizvodnju sira(zagrijevanje tehnološke vode)Instalirani kapacitet: 78,4 kW(112 m 2 )Kolektori: ravni pločastiZapremina rezervoara/površinakolektora: 54 l/m 2Izvor: CAMALPrehrambeni sektor

Pranje automobilaTopla voda za pranje automobilaRadna temperatura: 50 °CInstalirani kapacitet: 10 kW (14,4 m 2 )Kolektori: ravni pločastiSolarna toplota: 611 kWh/m 2 aSolarna frakcija: 50%Izvor: Wallnoefer

,,Solarno hlađenje”12001000SolarnaradijacijaSolarna radijacijaLoads Loadscumulcumul190170150800130W/m²60011090kW4007020050300Jan Feb Mart April May June Jul Avgust Sept Oct Nov DecJanuarFebruarMärzAprilMaiJuniJuliAugustSeptemberOktoberNovemberDezember10• Veliko korišćenje solarne energije tokom čitave godineSource: TECSOL

Solarno hlađenje u Šarm el Šeiku

TRŽIŠTE SOLARNIH TERMALNIH SISTEMA

Svjetsko tržišteSjedinjene AmeričkeDržave i Kanada 10%Evropa18,7%Kina57,6%Ostali13,6%Japan2,9%Australija i NoviZeland 2,9%Azija2,7%Centralna i JužnaAmerika 2,5%Srednjiistok 2,2%Afrika0,6%Izvor: IEA

Kina u poređenju sa EvropomRAZVOJ EVROPSKOG TRŽIŠTA SOLARNIHTERMALNIH SISTEMADirektiva oenergetskojefikasnosti zgradaNova Direktiva oobnovljivimizvorimaSource: ESTIF

Evropsko tržište u 2008Prikaz evropskog tržišta solarnih termalnih sistemaIzvor: ESTIF

KRITERIJUMI ZA IZBORTEHNOLOGIJE, STANDARDI

Kako funkcionišu solarni sistemi• Komponente postrojenja• Zatvorena i otvorena kola• Prirodna i prinudna cirkulacija• Odvođenje tečnosti i tehnologija integrisanog rezervoara• Kako izabrati najpogodniju tehnologiju?

Podjela postrojenjaOtvorena:Voda za krajnjegkorisnika teče krozkolektoreZatvorena:Voda za krajnjegkorisnika je odvojenaod fluida krozkolektore

Solarna postrojenja se dijele na dva glavna tipa:1.Sistemi sa otvorenim kolom (direktno grijanje pijaće vode u solarnom kolektoru):To su sistemi u kojima voda koja treba da se zagrije prolazi direktno kroz solarnikolektor, a onda u rezervoar sa toplom vodom gdje stoji na raspolaganju korisniku.Cirkulacija tople vode u kolektoru može da bude:1.a Prirodna1.b Prinudna:Rezervoar satoplomvodomZa krajnjegkorisnikaSolarnikolektorVoda iz mrežeOtvoreno kolo, prirodna cirkulacija

Termosifonski sistemi (pasivni)•Termosifonski sistemi zagrijevaju pijaću vodu ili tečnost za transfer toplote i koristeprirodnu konvekciju kako bi je transportovali od kolektora do rezervoara.•Voda u kolektoru se zagrijava pod uticajem sunčevog zračenja, širi se i njena gustina sesmanjuje. Kao “lakša” ona teče kroz kolektor prema rezervoaru na njegovom vrhu.•Tamo je mijenja hladnija voda koja se pomjera ka dnu rezervoara, odakle teče krozkolektor.•Cirkulacija traje neprekidno, sve dok ima Sunca.•Pošto pogonska sila nastaje samo zbogmale razlike u gustini, potrebno je koristiticijevi nešto većih prečnika kako bi sesmanjilo trenje u cijevima.•Spojevi treba da budu dobro izolovanikao bi se spriječili gubici u toploti i kakose ne bi formirali vazdušne prepreke kojebi zaustavile cirkulaciju.

.Prinudna cirkulacijaSolarnikolektorRezervoar satoplomvodomZa krajnjegkorisnikaPumpaVoda sa mrežeOtvoreno kolo, prinudna cirkulacija

Otvoren ciklusVoda do krajnjeg korisnika teče kroz kolektore:• Jednostavno kolo• Manji transfer toplote, veća efikasnostMane:• kalcifikacija (kamenac)• smrzavanje

Kalcifikacija (stvaranje kamenca)Kalcifikacija se javlja u toploj vodi ( iznad 55÷60 °C ), naročitou tekućoj vodi.Kamenac (krečnjak) je izolacioni materijal: smanjujeefikasnost transfera toplote u tečnost.Padovi pritiska u hidrauličnom kolu se povećavaju, sve dokse cijevi u potpunosti ne blokiraju

SmrzavanjeRizik od smrzavanja se ne može isključiti u područjima saumjerenom klimom: kratki periodi sa temperaturama koje sekreću oko 0 °C, mogu da prouzrokuju smrzavanje, ali i natemperaturama koje su malo iznad 0 °C, može do ći dosmrzavanja zbog zračenja prema nebu.Povećanje u zapremini vode, može da ošteti cijevi kolektora.Rješenja:• Korišćenje tečnosti protiv smrzavanja• Ispuštanje tečnosti tokom noći• Recirkulacija tople vode u kolektorima tokom noći

2. Zatvoreno kolo, (indirektno zagrijevanje preko izmenjivača toplote)Ovaj sistem je sličan sistemu sa otvorenim kolom. Međutim, pijaća voda ne prolazikroz solarni kolektor, već se zagrijava u rezervoaru sa toplom vodom prekoizmenjivača toplote.Cirkulacija tople vode u sistemima može da bude:2.a Prirodna2. b PrinudnaSolarnikolektorRezervoarsa toplomvodomKa krajnjemkorisnikuIzmenjivačtoploteVoda sa mrežeZatvoreno kolo, prirodna cirkulacija

2.B Zatvoreno kolo, prinudna cirkulacijaSolarnikolektorRezervoarsa toplomvodomKa krajnjemkorisnikuIzmenjivačtoplotePumpaVoda samrežeZatvoreno kolo, prinudna cirkulacija

Zatvoreni ciklus (ili duplo kolo)Sastoji se iz primarnog kola i sekundarnog kola(primarno za tečnost za transfer toplote,sekundarno za toplu vodu)• tečnost za transfer toplote može da se pomiješa sasredstvom protiv smrzavanjaMane:• Složeno kolo• Veći transfer toplote smanjuje efikasnost sistema

Zatvoren ciklusSource: GMP Engineering

Zatvoren ciklusElektrični grijač možeda se ugradi urezervoar, umjestopomoćnog kotla nagas/lož uljeSource: GMP Engineering

Koja tečnost?Tečnost treba:• da ima malu zapreminu (cijevi treba da budu što manje):visoka gustina i visoka specifična toplota• da nije korozivna• da je hemijski inertna i stabilna do 100°C• da ne uzrokuje veliku kalcifikaciju

Koja tečnost?1. Voda (mane: kalcifikacija, smrzavanje)2. Voda i ETILEN GLIKOL (mana: toksičnost)3. Voda i PROPILEN GLIKOL

Izmenjivači toploteIZMENJIVAČ TOPLOTE je neophodan usvakom zatvorenom ciklusu.Izmenjivačima toplote za solarnesisteme potrebne su velike površine zatransfer toplote, kako bi omogućili dapostrojenja funkcionišu sa malim razlikamau temperaturi.Najviše korišćeni:• spirala koji se uranja u tečnost• snop cijevi• ploča

Vrste sistemaU zavisnosti od tečnosti u kolektorima:• otvoreni ciklusi• zatvoreni ciklusiU zavisnosti od vrste cirkulacije:• prirodna cirkulacija: protok tečnosti se samoreguliše usled konvekcije• prinudna cikulacija: potrebne su pumpa i kontrolni uređaj

Rezervoar je na većojvisini od kolektora.Tečnost u kolektoru sezagrijava zbog solarneradijacije i postaje lakša i nataj način teče premarezervoaru.Prirodna cirkulacija

Prirodna cirkulacijaIzmenjivači toploteTopla vodaSolarnikolektorHladna voda

Prirodna cirkulacija

Prinudna cirkulacijaKolektori su na većoj visini od rezervoara

Prinudna cirkulacijaIzvor: Target/DGSKotaoRezervoar

Prinudna cirkulacija

Ispuštanje tečnostiSource: Target

Integrisani rezervoar

Integrisani rezervoarKolektor i rezervoar u jednoj komponenti:• poređane cijevi (oko 10 cm u prečniku)• voda namijenjena krajnjem korisniku ostaje u kolektoruZapremina vode: 80 ÷ 100 l/m 2(0,6 ÷ 2 l/m 2 za kolektore sa spoljnim rezervoarom)

Integrisani rezervoarIzvor: GMP Engineering

Prinudna cirkulacija naspram prirodnecirkulacijePrinudna cirkulacijaPrirodna cirkulacijaPrednosti• odgovara svakoj veličini• fleksibilan nacrthidraulike• lako se integriše uzgrade• lako se instalira• lako se održava• nema potrebe za spoljnomenergijom za pogonMane• potreban je veći naporprilikom instalacije• potreban jecentralizovan sistemgrijanja• veći gubici energije• odgovaradecentralizovanimsistemima za grijanje

Koji sistem?CIRKULACIJA CIKLUS GLAVNI SISTEMIPrirodna Otvoren • Mali sistemi za sanitarnu toplu vodu (DHW)u područjima sa toplom klimomPrirodna Zatvoren • DHW sistemi• Sistemi koje se koriste na proljeće(kampovi, objekti za kupanje)Prinudna Otvoren • Sistemi koji se koriste na proljeće(kampovi, objekti za kupanje)• BazeniPrinudna Zatvoren • Mali DHW sistemi• Zajednički DHW systems• Bazeni

OSNOVNI PRINCIPI SOLARNOGZRAČENJA

Solarno zračenje• Koliko solarnog zračenja stiže do tla?• Gdje pronaći i kako tumačiti podatke o solarnom zračenju?• Nagib i orjentacija solarnih kolektora• Efekti sjenki

Solarno zračenje je nepredvidljivo

Solarno zračenje na tluSolarno zračenjeSolarna konstanta1.367 W/m 2AtmosferaRefleksija uoblacimaApsorbcija u atmosferiRefleksija tlaDirektno zračenjeGubici u atmosferiDifuzno Losses due zračenje toatmosphereUkupno zračenje na tlu 1100 W/m 2Source: Target/e.u.z.

Solarno zračenje na tluČisto neboUmjerenooblačno neboUglavnomoblačno neboPotpunooblačno neboSource: ITW

Direktno i difuzno zračenje na horizontanupodloguProsječna dnevna insolacija (kWh/m2)Ukupno zračenjeDirektno zračenjeDifuzno zračenjeSource: Target/e.u.z.

Gdje pronaći podatke o solarnom zračenju?Meteonorm: http://www.meteonorm.com/media/maps_online/gh_map_africa.pdfPV GIS: http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/countries/afr/4-gs13.pngNASA: http://swera.unep.net/index.php?id=wms_compliantSoftveri za projektovanje: T*Sol, Transol, PolysunNREA solarni atlas

Solarno zračenje – uobičajene varijacijeDnevne imjesečnevarijacijeSource: www.solaritaly.enea.it

Primjer mjesečnih vrijednosti zračenja u južnojHrvatskoj/ sjevernoj Crnoj GoriHorizontalno zračenje[kWh/m2]Januar 55Februar 75Mart 125April 153Maj 200Jun 206Jul 219Avgust 187Septembar 143Oktobar 108Novembar 62Decembar 54Ukupno 1587Source: T Sol

Zračenje na površinu pod uglom[kWh/(m 2 mjesecno)]

Ugaonagiba zračenje[°] [kWh/m2]0 1.58610 1.71820 1.81125 1.84430 1.86535 1.87540 1.87450 1.83660 1.75690 1.303Optimalan ugao nagiba

Gubici pri različitim uglovima i orjentacijama

Sjenke• gruba procjena• procjena pozicija (koordinata) prepreka• kompas i klinometar• softveri (procjena osnovnih podatak o geometriji prepreka)

Ista prepreka u različitim položajima

Efekat sjenke između redova kolektoraMin. Rastojanjeizmeđu redovaDužinakolektora=WLLatitudeSouthRowsUgao nagiba, βSource: ENEA

SOLARNI TERMALNI KOLEKTORI

Solarni termalni kolektori• Proizvodnja i princip rada• Tipologija• Kriva efikasnosti• Test standardi

Solarni termalni kolektoriZagrijavanje vode ubazenima(20-30 °C)Priprema potrošnetople vode(50 °C)Priprema potrošne tople vode i podrška grijanju(60-100 °C)Absorber(plastični)Absorber(čelični nerđajući)PločastikolektorVakuumskikolektorPločastivakuumskikolektorVakuumskicijevnikolektoriKolektori saintegrisanimrezervoarom(ICS)Kolektori sadirektnimprotokom (U tip)Kolektori satoplotnimcijevima (H tip)

Solarni termalni kolektoriZagrijavanje vode ubazenima(20-30 °C)Priprema potrošnetople vode(50 °C)Priprema potrošne tople vode i podrška grijanju(60-100 °C)Absorber(plastični)Absorber(čelični nerđajući)PločastikolektorVakuumskikolektorPločastivakuumskikolektorVakuumskicijevnikolektoriKolektori saintegrisanimrezervoarom(ICS)Kolektori sadirektnimprotokom (U tip)Kolektori satoplotnimcijevima (H tip)

Kolektor bez zastakljenjaPrednosti:1. Zahtijevane temperature su relativno niske,18–25°C.2. Sezona kupanja odgovara vremenskomperiodu sa najevećim solarnim zračenjem3. Jednostavan dizajn sistema. Voda iz bazenacirkuliše direktno kroz sistem.cijevni absorberdistributivna cijevrukavac

Kolektor bez zastakljenja• Nema kutiju, nema zaklon, nemaizolaciju• Absorber je napravljen od crnogplastičnog materijala, otpornog na UVzračenje:• Polipropilene• Neopren• PVC• Sintetička guma (EPDM)Koristi se samo u toplim periodimagodine (npr. otvoreni bazeni):• niske zahtijevane temperature• niska investiciona ulaganja

Solarni termalni kolektoriZagrijavanje vode ubazenima(20-30 °C)Priprema potrošnetople vode(50 °C)Priprema potrošne tople vode i podrška grijanju(60-100 °C)Absorber(plastični)Absorber(čelični nerđajući)PločastikolektorVakuumskikolektorPločastivakuumskikolektorVakuumskicijevnikolektoriKolektori saintegrisanimrezervoarom(ICS)Kolektori sadirektnimprotokom (U tip)Kolektori satoplotnimcijevima (H tip)

Proizvodnja solarnih termalnih kolektoraStakloOkvirAbsorberCijeviIzolacijaSource: Idaltermo, http://www.alliedsolar.ie

Tokovi toplotne energijeZračenjeKonvekcijaRefleksijaZaptivkaPloča absorberaOkvirCijevIzolacijaKondukcija

Ploča absorbera– oblik “zmije”Pločasti solarni kolektorStakloIzolacijaAbsorberMario per Cairo“Zmija”OkvirSource: Schuco

Ploča absorberaPrihvata sunčevu svejtlost(elektromagnetna energija), pretvara je utoplotu i sprovodi u cijevi:Toplotni otpor treba biti minimizovan (npr.varovi su bolji od spojeva)

Source: IdaltermoSelektivni absorber

Karakteristike ploče absorbera• Obično se pravi od bakra, aluminijuma ili čelika, sa površinombaziranom na nekom od selektivnih materijala (hrome, crni nikl)• Ponekad se boji u crno• Cilj je da se poveća absorpcija, a smanji refleksija. Niska emisija sezahtijeva u infracrvenom dijelu spektra (50 - 100 °C )• Absorpcija: 92-95%• Emisivnost selektivnih površina : 5-10%• Emisivnost crne boje: 85%-95%

Selektivni absorberToplotaSunceToplotaSunceAbsorberAbsorberSource: Target/Wagner & Co

Izolacioni materijalPorozan materijal, treba da smanji kondukcione gubitke na minimumMSOffice1Uobičajeni materijali:Poliuretan, poliesterska vuna, staklena vuna, kamena vuna(u pločama, rolnama, pjeni)TIM (Transparent Insulation Materials) – Providni izolacioni materijali

Slide 91MSOffice1 ; 22.12.2010

Providno zastakljenjeProvidno zastakljenje treba da:• Dozvoli prolaz talasnim duzinama solarnog zračenja• Blokira infracrvene talasne dužineUobičajeni materijali:1. Jednostruko staklo2. Dvostruko staklo

Vakuumski cijevni kolektoriKondukcijaKonvekcijaRadijacijaU cilju smanjenja toplotnih gubitaka u kolektoru, stakleni cilindri (saunutrašnjim absorberima) su vakumirani na način sličan termo flaši.U cilju potpune eliminacije toplotnih gubitaka usled konvekcijezapremina unutar cijevi mora biti vakuumirana na pritisak niži od 10 –2bar (1 kPa).Dodatno vakuumiranje sprečava gubitke usled toplotne kondukcije.Gubici usled zračenja nemogu biti eliminisani stvaranjem vakuuma,jer za prenos zračenja nije potreban medij. Ovi gubici se crže naniskom nivou, kao u slučaju pločastih kolektora, selektivnimpresvlačenjem.Source:Solar thermal systems

Cijevni vakumskikolektorSaprotokomToplotnecijeviKoaksijalnecijeviU cijev

Direktni protokulazzaptivkapovratToplotna cijevCrna trakaapsorbujesvjetlostU cijevi senalazivakuumRazličiti metodi instalacije.• prilagodljiva integracija u zgradama –može se instalirati na fasadi ili na ravnomkrovu.• fluid za prenos toplote cirkuliše uzatvorenom prostoru.•Suva veze između razvodne grane icijevi znači da cijev može bitijednostavno skinuta i zamijenjena, bezpotrebe za pražnjenjem sistema• Sistem ima dva zatvorena kola: jedno usvakoj individualnoj toplotnoj cijevi ijedno kroz razvodnu granu dorezervoara tople vode.Sources: Kingspan, http://www.viridiansolar.co.uk

Pozicije kolektoraDirektan protokPozicije kolektora1 Idealan nagib 40°2 Nosač na krovu sa nagibom 40°3 Izdignut 20°4 Horizontalan idealana nagib5 Horizontalno na fasadi6 Ravno7 Vertikalno na fasadiToplotna cijevZa ispravno funkcionisanjecijevi iste moraju biti instaliranesa minimalnim nagibom od 25°Source: Kingspan

Vakuumski kolektori sa direktnim protokom,Instalirani horizontalno

Source: Viessmann

Vakuumski cijevni kolektori

Vakumski cijevni kolektori – Sydney cijevSource: Microtherm

Vakuumski cijevni kolektoriTip 1:Toplotni fluid kruži unutar U cijevi, koje su direktno povezane naploču absosrbera.ulazizlaz

Vakuumski cijevni kolektoriAbsorber može bitiCilindrični:postavljen preko čitave unutrašnjecijevi: vacuum je formiran uprostoru između 2 staklene cijeviPločasti:(čitava staklena cijev jevakuumirana)

Vakumski cijevni kolektoriTip 2:Selektivni (ili mormalni) premaz se nalazi naspoljašnjoj površini unutrašnje staklene cijeviNe koriste se metalni absorberi. Vakuum sestvara u prostoru između dviej staklene cijevi.Neki kolektori su konstruisani kao jednostavnestaklene cijevi sa vakumumm u međuprostoru, bezmetalnih cijevi. Staklene cijevi se direktno punevodom, koja dalje kruži do rezervoara prirodnomcirkulacijom (integrisani rezervoar).

Vakumski cijavni kolektor sa “toplotnom cijevi”Tip 3:Fluid na vrlo niskom pritisku (običnodestilovana voda) je zatvoren unutarmetalne cijevi (toplotna cijev). Jedankraj metalne cijevi je umetnut u primarnokolo (krug) solarnog sitema i funkcionišekao izmjenjivač toplote. Unutar metalnecijevi, dio fluida pod niskim pritiskomisparava i kreće se prema visočijem krajuciejvi, gdje dio energije predajeprimarnom kolu, kondezuje se i vraća senazad u vakuumsku cijev. Da bi uopštefunkcionisao ovaj kolektor mora bitiinstaliran pod određenim nagibom(cca. 20 °).Topla isparenja sepodižu ka vrhi cijeviVakuumska cijevBakarna toplotna cijevNe toksični fluidOhlađena para prelaziu tečno stanje i vraćese na dno cijevi

Vakuumski cijevni kolektori sa “toplotnom cijevi”Fone: Target/Stiebel Eltron

Poređenje kolektoraTip kolektoraPrednostiManeRavni kolektor- jednostavan- robustan- bolja estetika- može biti integrisan u krov- cost-effective- potrebna veća površina krovaVakumski kolektor- lakše održavanje- dobar za iindustrijsku primjenu- složen- trajanje vakuuma- teško integrisati sa estetske strane- skup

Toplotni gubici i kriva efikasnostiOptički gubiciEfikasnost (%)Korisna toplotaToplotni gubiciT* = (Tm – Tamb) / Eglob [K m2/W]Source: Ambiente Italia

Poređenje krivih efikasnostiSolarno zračenje 1.000 W/m2Efikasnost (%)OtvorenikolektorRavnikolektorVakuumskikolektorRazlika temperatura (Tm – Tamb) [K]Source: Target/DGS

Definicije kolektorskih površinaPovršina otvora (okna)Površina absorberaBruto površinaSource: Target

Definicije kolektorskih površinapovršinaabsorberapovršinaotvora (okna)brutopovršinaSource:Solar thermal systems

SPECIFIKACIJAQUALITA’ Tehnička E CERTIFICAZIONI specifikacijaDescrizione delle principali proveTip SP3A2 m23 m2Broj cijevim22030Bruto površinam22,874,32Površina apsorberam22,003,02Površina otvora2,153,23DimenzijeŠirna amm14202129Dužina bmm20402040Debljina cmm143143Optička efikasnost%80,980,4Korekcioni faktor toplotnih gubtaka k1W/(m2*K)1,371,33Korekcioni faktor toplotnih gubtaka k2W/(m2*K)0,00680,0067Toplotni kapacitetkJ/(m2*K)8,58,4Težinakg5887Sadržaj tečnosti(medij za prenos toplote)litri1,131,65Dozvoljeni radni pritisakbar66Maksimala temperatura u praznom hodu°C273273Konekcijaø mm2222Zahtjevi ugradnje i postavljanjadovoljan balast da se odupre strujama vjetra

Source: www.solarenergy.ch

QUALITA’ Test E CERTIFICAZIONI standardiQuali norme?• UNI EN 12975-1:2006 Termalni solarni sistemi ikomponente – Solarni kolektori - Dio 1: Opšti zahtjevi• UNI EN 12975-2:2006 Termalni solarni sistemi ikomponente – Solarni kolektori - Dio 2: Test metode• UNI EN 12976-1:2006 Termalni solarni sistemi ikomponente – Fabrički sklopljeni sistemi - Dio 1: Opštizahtjevi• UNI EN 12976-2:2006 Termalni solarni sistemi ikomponente – Fabrički sklopljeni sistemi - Dio 2: Testmetode

Test standardi – za kolektore• energetske karakteristike: kriva efikasnosti• pouzdanost i trajnost:• otpornost na unutrašnji pritisak• otpornost na mehanička opterećenja• otpornost na visoke temperature• otpornost na spoljašnje i unutrašnje toplotne udare• izloženost suncu• nepropustljivost• otpornost na udare

Korisni QUALITA’ E internet CERTIFICAZIONI linkoviIndirizzi di riferimentowww.estif.orgwww.solarkeymark.orgwww.solarenergy.ch

SOLARNA PETLJA

Solarna petlja• Rezervoari• Sistemi prirodne cirkulacije• Pumpa i kontrolna jedinica• Sigurnosne komponente• Stagnacija

Izvor: CMG SolariRezervoar

RezervoarDHWDio koji je “spremanza upotrebu”Do kotlaZagrijani dioPomoćni izmjenjivačtoploteSolarna petljaFlanšaSolarni izmjenjivačtoploteHladna vodaIzvor: Target

• Kada kotao zagrijava cilindar,zagrijani fluid se pumpa od kotlado cilindra gdje teče unutarspirale. Spirala ima tankemetalne zidove koji emitujutoplotu u vodu koja ga okružuje.• Zagrijana voda u blizini spiralese širi i postaje manje gusta uodnosu na hladniju vodu koja gaokružuje i odlazi prema vrhucilindra. Hladnija voda se spuštai ustupa mjesto zagrijanoj vodi.Ova takozvana “konvekcijskastruja” omogućuje da kotao grijegornji dio cilindra iznad spiraleizmjenjivača.Source: Viridian

• Solarna spiralafunkcioniše na isti način,ali budući da je smještenna dnu cilindra, on možeda zagrije cijeluzapreminu cilindra.Source: Viridian

• Ako je zona iznad solarne spirale većzagrijana od kotla, tada konvekcijskestruje iz solarne spirale zagrijavajusamo vodu ispod spirale kotla. Ovazagrijana voda se naziva “zapreminavode koja se zagrijava putem solarneenergije”.• Prema propisima Velike Britanije oizgradnji ova zapremina vode koja sezagrijava putem solarne energijeiznosi najmanje 25 litara pokvadratnom metru solarnih panela, ili80% od ukupne potražnje tople vodeu domaćinstvu (koji god je iznos niži).Razlog za utvrđivanje minimalnezapremine vode koja se zagrijavaputem solarne energije je da seosigura da solarni paneli imajunegdje da uskladište energiju kojuprikupe, čak i kada stanovništvoSource: Viridiankoristi kotlove tokom dana.

• Najbolji način da se iskoristisolarni cilindar sa dvostrukomspiralom je da se koristiprogramski tajmer kako bi sebojler uključivao samo u večernimsatima, budući da su solarnikolektori čitav dan zagrijavalicilindar. Termostat cilindra ćeosigurati da se bojler uključi samoonda kada cilindar nije postigaodovoljnu temperaturu iz solarneenergije.• Kako se u večernjim i jutarnjimsatima topla voda iz cilindra trošiza potrebe kupanja, hladna vodaulazi u cilindar, a topla voda ostajena površini.Source: Viridian

Stratifikacija tople vodeIzvor: B&B Hydra SolarIzvor: Target/Solvis

Rezervoar

Rezervoar

Sistemi sa prirodnom cirkulacijom – rezervoarIzvor: Idaltermo

Sistemi sa prirodnom cirkulacijom– rezervoarIzvor: Idaltermo

Komponente primarnog kolaSolarni kolektorZračni ventilPumpa isugurnosnekomponenteIzolacijaIzmjenjivač toploteIzvor: Ambiente Italia

Diferencijalna kontrolna jedinicapumpaSenzor kolektoraSenzor donjeg dijelaSenzor gornjeg dijelaIzvor: Target/Solvis

Zračni ventil• omogućava ispuštanje vazduha• može bit automatski ili ručni – ukoliko se radi o automatskomventilu potrebno je instalirati shut-off ventil (isključni ventil)• mora da bude otporan na visoke temperature

Sigurnosni ventil• potreban je u slučaju porasta pritiska usljed pregrijavanja• obično se otvara pri pritisku od oko 6 bara

Pumpa i sigurnosni uređaji

Pumpa i sigurnosni uređaji

Izolacija primarnog kola(DN – debljina izolacijeIznutraDN 15 – 20 mmDN 20 – 30 mmDN 25 – 30 mmDN 32 – 40 mmDN 40 – 40 mmDN 50 – 50 mmSpoljaDN 20 – 40 mmDN 25 – 40 mmDN 32 – 40 mmDN 40 – 50 mmDN 50 – 60 mmIzvor: RESEDA onlus

Ovaj materijal nije pogodan za primjnu na visokimtemperaturama!Izvor: RESEDA onlus

PoliuretanPogodan za niske T [90 °C], kratak rok trajanja,0.04 W/mKMineralna vunaNe podnosi vlagu, pogodna za visoketemperature T [650°C], 0.047 W/mKElastomeriNajčešće upotrebljavan, [150°C],0.045 W/mKSource: Armacell, RESEDA onlus

Aluminijumske zaštitne cijeviza spoljnu instalacijuIzvor: Armacell, RESEDA onlus

Vanjska zaštitaIzolacijaCijevDebljina izolacijeMaterijal od kojeg su napravljene cijevi: bakar,nerđajući čelik, crni čelikNe treba da se koriste: pocinkovani čelik (ako sekoristi glikol), višeslojne cijeviIzvor: RESEDA onlus

Ekspanzione posudeSource: Idaltermo

Ekspanzione posudeUlaz tecnostiOpnevazduhvazduhvazduhSigurnosni ventilIzvor: Ambiente Italia

StagnacijaZastoj Normalan rad StagnacijaIzvor: Ambiente Italia

ŠEME POSTROJENJA

Solarni kolektor montiran nakrovu konvertuje svetlost kojaprodire u njegove staklenepanele (radijacija kratakihtalasa) u toplotu.Generisana toplota sepreusmjerava u cijevi i provodise do rezervoara za vodu.Hladna voda zatimprotiče kroz drugucijev nazad dokolektoraToplota se zatim prenosi na voduza potrebe domaćinstva pomoćuizmjenjivača toplote.

•Solarni termalni sistemiSistemi prinudnecirkulacijeTermosifonskisistemOtvorenisistemZatvorenisistem

Šeme postrojenja•Integracija sa konvencionalnim sistemom•Najčešće šeme postrojenja•Povezivanje mašina za veš i mašina za pranje sudova

Integracija sa konvencionalnim sistemomMože da se obezbijedi pomoćna energija:-A: u rezervoaru-B: nakon rezervoara (niz)-C: paralelno sa rezervoaromBDHWRezervoarCSolarnikolektoriAPumpaHladna voda

Dva cilindraSolarnaKotaoNajjednostavniji način je korišćenje dva cilindra, gdje hladna voda najprije prolazi krozcilindar koji se zagrijava putem solarnih panela do konvencionalnog cilindra za toplu vodu.Kada ima dosta sunčanih dana, voda koja dolazi u drugi cilindar će već biti dovoljnozagrijana i termostat neće tražiti novo dogrijavanje (koatao se neće upaliti). Kada ima manjesunčanih dana, voda koja dolazi u drugi cilindar neće biti dovoljno zagrijana i termostat ćetražiti dogrijavanje vode iz drugog cilindra, odnosno dogrijavanje pomoću kotla.

Predgrijavanje za kombinovani kotaoTemp.ventilKotaoSolarnaHladnaKombinovani kotao zagrijava vodu po “potrebi”. Cilindar koji je zagrijan putem solarnihkolektora može da se postavi prije kombinovanog kotla tako da kotao umjesto hladne primitoplu vodu i na taj način koristi manje energije da zagrije vodu do željene temperature.Temperaturni ventil je u normalnim okolnostima potreban da bi se osiguralo da temperaturadolazne vode do kotla nije isuviše visoka budući da mnogi kotlovi ne mogu da prime voduukoliko je previše zagrijana.

Cilindar sa dvije spiraleKotaoSolarnaNajčešće i najisplativije je korišćenje cilindra sa dva spiralna izmjenjivača toplote. Spirale supostavljeni jedna iznad druge, gdje je sa solarna spirala u donjem položaju.Budući da spirale vrše zagrijevanje konvekcijom, spirala jedino može da zagrijava dio vodeiznad, pa se sloj tople vode smješta iznad sloja hladne vode - fenomen koji se nazivastratifikacija. To znači da nezavisno od kontrola kotla, solarni kolektori uvijek imaju određenuzapreminu vode koju mogu da zagriju.Kada ima više sunčanih dana, solarni kolektori će zagrijati cijeli rezervoar do temperaturekoja može da se koristi, a termostat u cilindru neće zahtjevati dogrijavanje putem kotla. Kadaje manje sunčanih dana, termostat u cilindru će zahtjevati dogrijavanje vode putem kotla.Kontrole kotla mogu biti potpuno nezavisne od solarnog sistema.

Kada kotao zagrijava cilindar, zagrijani fluid cirkuliše od kotla do cilindra gdje teče unutar spirale.Spirala ima tanke metalne zidove koji emituju toplotu u vodu koji je okružuje. Zagrijana voda u blizinispirale se širi i postaje manje gusta u odnosu na hladniju vodu koja je okružuje te odlazi na površinu.Hladnija voda se spušta i ustupa mjesto zagrijanoj vodi. Ova takozvana “konvekcijska struja” uzrokujeda kotao grije gornji dio cilindra iznad spirale kotla.

Solarna spirala funkcioniše na isti način, ali budući da je smještena na dnu cilindra, ona može dazagrije cijeli cilindar.Ako je zona iznad solarnog kalema već zagrijana od kotla, tada konvekcijske struje iz solarnogkalema zagrijavaju samo vodu ispod kalema kotla. Ova zagrijana voda se nazivaja “zapremina vodekoja se zagrijava putem solarne energije”Prema propisima Velike Britanije o izgradnji ova zapremina vode koja se zagrijava putem solarneenergije iznosi najmanje 25 litara po kvadratnom metru solarnih panela, ili 80% od ukupne potražnjetople vode u domaćinstvu (koji god je iznos niži). Razlog za utvrđivanje minimalne zapremine vodekoja se zagrijava putem solarne energije je da se osigura da solarni kolektori imaju negdje dauskladište energiju koju prikupe, čak i kada stanovništvo koristi kotlove tokom dana. (Vidjeti studijuslučaja 001 gdje je prikazan uticaj korisnika na prikupljenju solarnu energiju).

SolarnikontrolerKotaoNajbolji način da se iskoristi solarni cilindar sa dvostrukim kalemom je da se koristi programskitajmer kako bi se kotao uključivao samo u večernim satima, budući da su solarni paneli čitav danzagrijavali cilindar. Termostat cilindra će osigurati da se kotao uključi samo onda kada cilindarnije postigao dovoljnu temperaturu iz solarne energije.

Kako se u večernjim i jutarnjim satima topla voda iz cilindra troši za potrebe kupanja, hladna vodaulazi na dno cilinda, a topla voda ostaje na površini.SolarnikontrolerKotaoTopla voda se troši i stvara se prostor za skladištenje solarnih dobitakaSledeći dan, solarni paneli će imati dovoljnu količinu hladne vode za zagrijevanje.

Sistem sa prirodnom cirkulacijom – “isključivosolarna”RezervoarSolarni kolektorKombinovaniventilDovod hladnevodeIzvor: Ambiente Italia

Sistem sa prirodnom cirkulacijom – sapomoćnim kotlomRezervoarSolarni kolektorTrokrakiventilKombinovaniventilKotao satermostatomDovod hladnevodeIzvor: Ambiente Italia

Sistemi sa prirodnom cirkulacijomKompletna generička šemaDovodhladnevodeKljučne komponeneteBlok ventilEkspanziona posudaThermostatski ventilKorisniciNepovratni ventilSigurnosni ventilMotorizovani ventilIzvor: CMG Solari

Sistemi sa prirodnom cirkulacijomPomoćna el. energijaElektrični grijačsa termostatomPomoćni kotao naplinDovodhladne vodeSenzor zatemperaturuDigitalni termostatIzvor: CMG SolariDovodhladnevodeDovodhladnevode

Sistemi sa prirodnom cirkulacijomPomoćni kotao sa termostatomSlučaj 1: Temp. iznad utvrđenetačke, kotao se isključujeSlučaj 2: Temp. ispod utvrđenetačke, kotao se uključujeIzvor: CMG Solari

Sistem sa prinudnom cirkulacijom za DHWIntegrisanje sa kotlom na plinTrokrakiventilKombinovaniventilKombinovaniventilKotao satermostatomDovodhladnevodeKotao satermostatom iliintegrisanimelektričnim grijačemDovodhladnevodeKotao(nabenzin)Kotao saizmenjivačem toploteIzvor: Ambiente Italia

Kotao sa integrisanim rezervoarom ili električnikotaoTrokrakiventilKombinovaniventilHladna vodaKotao satermostatom saintegrisanimrezervoarom ilielektrični kotaoDovod hladnevodeIzvor: Ambiente Italia

Topla voda za domaćinstvo i grijanje prostoraNiska temp.grijanja prostoraNiska temp.grijanja prostoraHladna vodaHladna vodaHladnavodaHladnavodaKontrolaPomoćno grijanje urezervoaruPomoćno grijanje u nizuIsti koncept je moguć sa dva odvojena rezervoara!Izvor: Ambiente Italia

Topla voda za domaćinstvo, grijanje prostora ibazene – šema 1SolarnikolektoriSistemgrijanjaprostorijaHladna vodaDovodhladnevodeIzvor: Ambiente Italia

Topla voda za domaćinstvo, grijanje prostora ibazene – šema 2SolarnikolaktoriSistemgrijanjaprostorijaHladna vodaDovodhladnevodeIzvor: Ambiente Italia

Grijanje bazenaSenzor za temperaturuZračni ventilPlastični kolektoriTermometarDiferencijalna kontrolna jedinicaTrokraki ventilFilterPumpaIzvor: Wagner

Korišćenje tople vode dobijene putem solarneenergije za veš mašinu i mašinu za pranjesudova0 < t < t1:T = 30-60 °Ct> t1:T = ThladnoProvjeriti maksimalnu ulaznu temperaturu na uređajima zadomaćinstvo!

Korišćenje tople vode dobijene putem solarneenergije za veš mašinu i mašinu za pranjesudova

PROJEKTOVANJE SWH SISTEMA

Procedura projektovanja• Inspekcija na licu mjesta i sakupljanjepodataka• Proračun površine apsorbera• Proračun potrebnog kapaciteta bojlera• Povezivanje kolektora• (zaštita protiv smrzavanja)• Pritisak u kolu• Pad pritiska u hidrauličnom kolu• Ekspanzioni sud

Inspekcija na licu mjestaUvijek morate provjeriti:• Krov:• Stanje i karakteristike krova• Moguće pristupe krovu• Dostupna površina• Orijentacija i problemi sa sjenkom• Da li rezervoar može da stane u prostoriju ili objekat? (dimenzijeprostorije, dimenzije vrata, dimenzije stepenica...)

Procedura projektovanja• Inspekcija na licu mjesta• Proračun /Procjena potreba za sanitarnom toplom vodom• Izbor najpodesnijeg tipa sistema• Dimenzioniranje površine kolektora i zapreminerezervoara sa vodomKod većih sistema:*** kraj faze projektovanja kodmanjih solarnih sistema****• Dimenzioniranje izmjenjivača toplote• Dimenzioniranje solarne petlje (pumpi, cijevi, ventila,ekspanzionog suda)

Potrebe za toplom vodom1. Analiza računa za struju• Računi u periodima praznika ili odmora nisu relevantni2. Procjena• Za sanitarne potrebe: 30 – 60 l/osobi dnevno na 45 °C

Potrebe za toplom vodom• hand washing: 3 l/osobi dnevno• tuširanje: 50 l/osobi dnevno• kupanje: 150 l/osobi dnevno• pranje kose: 10 l/osobi dnevno• pranje suđa: 20 l/dnevno

Opšte prihvaćena praksa kod projektovanja – malisistemi za domaćinstva• Broj osoba: 5• Dnevne potrebe: 40 l/osobi• Teperatura tople vode: 45 °C• Teperatura hladne vode: 12 – 18 °C• Zapremina rezervoara: 70 l/m 2Optimalno dimenzionisanje

Opšte prihvaćena praksa kod projektovanja – malisistemi za domaćinstva sa prinudnomcirkulacijomCollector areaPovršina kolektoraevery svaki 50 l/dan l/day[m2]Solarna solarfrakcija [%]fraction [%]0,75 701 831,25 90•Proračuni su rađeni koristeći ravni pločasti kolektor srednjeg kvaliteta. Brojkemogu biti značajno manje kod sistema lošijeg kvaliteta, odnosno mnogo veće kodkvalitetnih sistema kao što su kolektori sa vakuumskim cijevima.

Opšte prihvaćena praksa kod projektovanja –korekcioni faktori

Dimenzionisanje rezervoaraVoda spremna za upotrebu:20 l/pZapremina spremnika: 70 l/m 2 (ravni pločasti kolektori)90 l/m 2 (kolektori sa vakumskimcijevima)Izvor: Ambiente Italia/Wagner

Opšte prihvaćena praksa kod projektovanja –mali sistemi za domaćinstva sa prirodnomcirkulacijomCollector areaPovršina kolektora Solarna solarevery svaki 50 l/day l/dan frakcija [%][m2] fraction [%]0,75 721 771,25 81•Proračuni su rađeni koristeći ravni pločasti kolektor srednjeg kvaliteta. Brojkemogu biti značajno manje kod sistema lošijeg kvaliteta, odnosno mnogo veće kodkvalitetnih sistema kao što su kolektori sa vakuumskim cijevima.

Opšte prihvaćena praksa kod projektovanja ––kombinovani sistemi sa prinudnom cirkulacijomKombinovani sistemi moraju biti dimenzionirani imajući u vidukonkretnu potrošnju sanitarne tople vode, s obzirom da ljeti(kada je maksimalna radijacija) jedino i postoji potreba zapotrošnom toplom vodom!•Povećati površinu kolektora potrebnu za datu potrošnjusanitarne tople vode za faktor 1,5 – 2;•Samo u slučajevima integracije kroz fasadu ili za potrebebazena površina se može povećati za faktor 3 ali ne više.Ali u svakom slučaju, mora se imati u vidu da su kombinovanisistemi predimenzionirani ljeti, što dovodi do smanjenjaekonomskih performansi sistema i čestom pregrejavanjukolektora!

Povezivanje kolektoraParalelno povezivanje:Protok je podijeljen izmeđukolektora, a povećanje temperatureje svuda isto. Ako je potrebno,obrnutim povezivanje mogu seizbjeći razlike u protoku.Paralelno povezivanjeSerijsko povezivanje:Protok je isti kroz svaki kolektor, aporast temperature dešava sepostepeno od kolektora dokolektora. Previsoke temperaturedovode do niskog stepenaefikasnosti.Serijsko povezivanje

Povezivanje kolektoraOd 3 do 6 kolektoraDANEMaksimalni brojkolektora koji smiju dabudu serijski povezani: 3to 6 (zavisi od modela)Više od 3 - 6 kolektoraRazlika temp. u cijelomsolarnom polju ne smijebiti iznad 10 – 20 °C.

Pritisci u solarnoj petljipreporučene cifre:• p I (inicijalni) = p vodeni stub + 0,5 2 bara do 15 m•• p EV (predpunjenje ekspanzionog suda)• = p I - ca. 0,5 bara 1,5 bara• p F (finalni) = 5 bara (ne više od 5,5 bara) 5 bara• p SV (sigurnosni ventil) = p F + 1 bar 6 bara

Cijevi i pumpe•CijeviProtok (l/h)Spoljašnji prečnik xdebljina•Pumpa: do 12 m 2 kolektora dovoljna je i krajnje podesnanajmanja dostupna pumpa za grijanje sa tri brzine (npr.Grundfos UPS 25-40)

Ekspanzioni sudAdekvatno dimenzioniranje ekspanzionog suda jepresudno i od ključne važnosti za pravilnofunkcionisanje SWH sistema!Stagnacija se mora pratiti!Referentne vrijednosti za male sistemePovršinaKolektora[m2]Inicijalni pritisak

Anti-friz glikolSolido= čvrsto stanjeMiscela= mješanoLiquido= tečno stanjeUzimajući najnižu eksternu temperaturu (Tmin),izračunati procenat potrebnog glikola premaformuli Tmin – 10 K

INSTALACIJA

Prenos kolektora1 Konopac2 Kaiševi3 Gumena zaštita za stakloPažljivo postupajte sa kolektorom kako ne biste polomilistaklo kolektoraIzvor: B&B Hydra Solar

Postavljanje kolektora na ravne krovove

Postavljanje kolektora sa vakumskim cijevimaIzvor: Target/Viessmann

Uzemljenje

Povezivanje rezervoara sa hidrauličnim kolom1 Isključni ventil2,7 Nepovratni ventili4 Ispusni ventil5 Sigurnosni ventil8 Filter9 Trokraki ventilIzvor: Ambiente Italia

SifoniU cilju izbjegavanjagubitaka usistemima saprirodnomcirkulacijom, trebakoristiti sifonskesisteme.8 / 12 putaPrečnik cijeviSekundarna petljaSolarna petljaIzvor: RESEDA onlus

Izolacija rezervoaraKonvencionalni rezervoar: ∆T (24 h):30 °CRezervoar za solar: ∆T (24 h): 5 °CIzvor: Target/Wagner & Co

Kontrolna jedinica za upravljanjeŠema elektroinstalacija kodsistema sa prirodnom cirkulacijomsa pomoćnim sistemom naelektričnu energijuIzvor: Idaltermo

Upravljačka jedinicaŠema elektroinstalacija sistema saprirodnom cirkulacijom sa pomoćnimsistemom na gasIzvor: Idaltermo

Izolacija solarne petlje

Spoljne cijevi

Čeklista za projektovanje i instalaciju sistema• Da li su solarni kolektori dobro pričvršćeni i otporni na udare vjetra?• Da li je oblast kolektora pristupačna za održavanje?• Da li je sistem pravilno uzemljen?• Da li je širenje cijevi uzeto u obzir?• Da li su spoljne cijevi otporne na UV zračenje, kišu i životinje?• Da li je krov ispitan na nepropustljivost?• Da li je trokraki ventil instaliran nakon rezervoara?• Da li korisnik ima obezbijeđeno uputstvo za korišćenej sistema?Samo za sisteme sa prinudnom cirkulacijom:• Da li se rezervoar može smjestiti u predviđenu prostoriju i da li je ulazni otvordovoljno velik?• Da li su odgovarajući pritisci izabrani?• Da li sus senzori na kolektorima instalirani pravilno, ne negdje u sjenci?• Da li je temperaturni senzor zaštićen od prenapona?• Da li je pumpa instalirana u povratnoj grani (hladnoj)?

PODEŠAVANJE I PUŠTANJE U RAD

Podešavanje i puštanje u rad• kako pripremiti sistem za rad• provjera zaptivenosti• punjenje solarne petlje• regulisanje protoka

Kako pustiti sistem u rad• Provjeriti tehničke projektne specifikacije• Provjeriti zaptivenost solarne petlje• Napunite rezervoar prije nego napunite solarnu petlju• Pročistiti i ispuniti solarnu petlju (posebno kada je upitanju mješavina voda-glikol)• Regulisati protok• Podesiti kontrolnu jedinicu• Podesiti ventil• Dati instrukcije za održavanje

Provjera zaptivenosti solarne petljeSa vodomSakompresovanimvazduhomIzvor: Roto Frankh

Provjera zaptivenosti solarne petlje- Ako je pritisak mreže previše nizak za punjenje solarne petlje (kodvisokih zgrada), neophodna je pumpa za punjenje- Bilo koji problem zaptivenosti mora se riješiti prije pokretanja sistemaPumpa za punjenjeIzvor: GMP Engineering

Pročišćavanje solarne petlje-Cijela solarna petlja semora pročistiti prije negonapunite koloIzvor: GMP Engineering

Punjenje solarne petljeSolarni kolektorZračni ventilPumpa isigurnosnielementiIzmjenjivač toploteVoda ili mješavinavode i glikolaIzvor: Ambiente Italia

Punjenje solarne petljeIsperite dok sav vazduh ne izađeNapunite solarnupetlju dok mješavinavoda-glikol ne izađe izkola, a zatim zatvoritezračni ventilNastavite puniti kolodok se ne postigneinicijalni pritisakIzvor: Roto Frankh

Regulator protokaRegulacija protokaSolarnikolektor∆T regulatorKod povećaneinsolacije,∆T = Tm – Tr < 30 K

Regulacija termostatskog ventilaPostavite trokraki ventil na željenu temperaturu (40 – 60 °C).Iz bezbjednosnih razloga, provjerite da temperatura tople vode nije previsoka nakonsunčanog dana kada solarni kolektor nije korišćen.Isti proces je koristna kod kontrole adekvatnog dimenzionisanja ekspanzionog suda injegove pravilne instalacije: samo provjerite da li sigurnosni ventil propušta bilokakvu tečnost

Provjera električnog grijača (posebno za sistemesa prirodnom cirkulacijom)Provjerite da li ima tople vode tokom kišnog perioda (ili tokom sunčanog dana kadae kolektor pokriven).

Tehnička kontrolaPunjenje solarne petljeokIspiranje solarnog krugaZaptivenost ispitana na …… barSadržaj vode u solarnoj petlji (….. % glikola)Inicijalni pritisak u ekspanzionom sudu ..... barInicijalni pritisak u solarnoj petlji ....... barDa li je dostupna posuda ispod sigurnosnog ventila?Da li je vazduh ispušten kroz ventil za odzračivanje?Da li je ventil za odzračivanje zatvoren?Da lie je anoda za sprečavanej korozije instalirana u rezervoaru?PumpaDa li ej pumpa instalirana u propisanom smjeru?Protok l/hDa li je nepovratni ventil instaliran pravilno?Izvor: Ambiente Italia

Tehnička kontrola - nastavakKontrolna jedinica∆T za uključenje solarnog kola ..... K∆T za isključenje solarnog kola ..... KTemperatura gornjeg dijela rezervoara ..... °CMaksimalna temperatura rezervoara ..... °CTemperatura na trokrakom ventilu ...... °C (max. 60 °C)Uputstva za operateraDostupnost uputstava za kontrolnu jedinicu?Dostupnost uputstava za pomoćni sistem grijanja?Dostupnost uputstava za anti-korozivnu anodu?Raspored održavanja

ODRŽAVANJE

• veći kvarovi• plan održavanja• checklist-aODRŽAVANJE

OdržavanjeŠta se mora provjeriti:- kolektor- rezervoar- cijevi- tečnost u solaru (voda ili mješavina voda-glikol)- ostale komponente (npr. ekspanzioni sud)

Redovne provjereKolektori-Provjerite moguća oštećenja na staklu i spoljnem okviru;-Provjerite ima li prljаvštinue na staklu: pijesаk, prаšinа i zаgаđenjа naizlaznim komponentama kolektora-Ne čistite vruć kolektor sа hlаdnom vodom! Sаčekаjte da se stаklo ohlаdi-Provjerite nivo kamenca putem vizuelne inspekcije i / ili protokа;-Provjerite protok (zа otvorena kola sаmo). Smаnjenje protoka može bitiizаzvаno kаlcifikаcijom;-Proverite zаptivenost kolektora; аko zаptivenost nije dobra, stаklo možebiti zamagljeno iznutrа zbog ulaska vode

Redovne provjereSolаrnа petljа•Provjerite dа li je izlazna temperatura kolektora (prikаzuje se nа kontrolnoj jedinici)blizu vrijednosti mjerene termometrom. Ako se dvije vrijednosti značajno rаzlikuju,izolаcijа cevi može dа bude neadekvatna ili oštećena;•Provjerite gubitke tečnosti : pritisаk u solаrnoj petlji noću trebа dа bude isti kаo štoje nаvedeno prilikom puštаnja sistema u rаd;•Provjerite priključke zа zadržavanje vode;•Provjerite vаzduh u solаrnom petlji: аko je vаzduh ušаo, čuće se buka u cijevimatokom rada pumpe;•Provjerite stаnje izolаcije;•Provjerite output iz sistema putem opreme za praćenje, ako je dostupna. Akooprema za praćenje stanja nije instalisana, treba bаrem proveriti konvencionаlnupotrošnju energije (gаs, TNG, strujа); je li ista smаnjena u sklаdu sа očekivаnjimа;•Provjerite membrаnu ekspanzionog suda : kucnite po posudi da odredite da li jedelimično ispunjena vаzduhom, ili potpuno ispunjena vodom;•Provjerite bezbednost i moguća oštećenja i curenja ispusnih ventila;•Provjerite oštećenja na nepovratnom ventilu : аko su cijevi solаrne petlje toplenoću, nepovrаtni ventil je vjerovаtno oštećen;•Provjerite da li protok korespondira sа teoretičkim vrijednostima: ∆T (Tout – Tin):∆T ne smije biti preko 25 – 30 K kod veoma sunčanih dana.

Redovne provjereVodа - glikol mešаvinа•Proverite sаdržаj glikolа: pH vrednost trebа dа bude nаjmanje 6.6, inаče tečnostpostаje korozivnа.•Ako pH metаr nije dostupan, proverite boju i gustinu tečnosti.Kolektori podršku•Provjerite dа li su kolektori dobro fiksirаni na potpornu strukturu, nаročito poslijeperioda jаkog vjetrа;•Provjerite ima li mogućih oštećenja na potpornoj strukturi.Ostаle komponente•Provjerite dа li je solаrnа pumpа isključena kаdа sunce ne grije i uključena kadsunce grije;•Provjerite ima li mogućih oštećenja na pumpi;•Provjerite stаnje korozije аnodа (mаgnezijum аnode morаju biti periodičnozаmenjene, električne аnode morаju biti isprаvno priključene nа mrežu);•Provjerite dа li je rezervoаr potpuno ispunjen vodom. Ako nije, električni grijаčmože dа sagori.

Terminski plan održavanja: primjerKomponenta Učestalost OpisČišćenjestaklaZavisi od lokacije. Najmanjejednom godišnje, čak ijednom mjesečnoVodom ili vodom i deteržentomKolektor 3 mjeseca Vizuelna inspekcija: provjeritiima li pare, oštećenjaČvorišta 3 mjeseca Vizuelna inspekcija: provjeritiima li deformacija, oštećenjaApsorber 3 mjeseca Vizuelna inspekcija: provjeritiima li deformacija, oštećenjaSpojevi 3 mjeseca Vizuelna inspekcija: provjeritiima li curenjaIzvor: Isofoton

Solarcip: istraživanje o kvalitetu instalacija u ItalijiBroj analiziranih sistemaUkupna površina kolektora[mq]Prosječna površinakolektora [mq]1.000 (400kvarova)8.00020 Max 650 Min 2Prosječna vrijednost godina rada prije analize 5,6Prosječan broj godina prije prvog kvara 2,5Izvor: RESEDA onlus – Ecoistituto

Solarcip: istraživanje o kvalitetu instalacija u ItalijiIzvor: RESEDA onlus – Ecoistituto

Solarcip: istraživanje o kvalitetu instalacija u Italiji- 33 različite vrste kvarova- uglavnom 4 vrste:Dizajn i izbor komponentiPuštanje u radKolektoriDruge komponenteIzvor: RESEDA onlus – Ecoistituto

Pokvarena jedinicaza kontrolu(automatika)KvaroviSlomljenapumpaSlomljeno staklo kolektoraPolomljeni ekspanzioni sudNeujednačena solarna petljaEkspanzioni sud manji nego štobi trebaloGubici kroz ispusni ventilPrpouštanja solarne petljePogrešna instalacija ekspanzionog sudaNeadekvatna izolacija cijeviIzvor: RESEDA onlus – Ecoistituto

EKONOMIKA

• troškovi investicije• uštedeEkonomska analiza

Troškovi investicije: ASPETTI ECONOMICI visoke fluktuacijeFasce di costo per gli impiantiSpecifikacije kolektora: ravna ploča/vakuumske cijevi (pločasti izolovanikolektori)Tehnologija sistema: prirodna cirkulacijaPovršina kolektora: 5 m 2Troškovi sistema[€/m 2 ]Veoma jeftini sistemi 160Jeftini sistemi 200Skuplji sistemi 300Skupi sistemi 400• Prirodna vs. Prinudna cirkulacija:Iskustvo u EU pokazalo je da su sistemi sa prinudnom cirkulacijomuglavnom skuplji (barem 25%)• Kolektivni vs. manji sistemi:Iskustvo u EU pokazalo je da je ugradnja kolektivnih solarnih sistemamnogo isplativija i pristupačnija (80 % - 50 % od troškova investicije kodmanjih sistema).

Troškovi investicijeKolektivni solarni sistemi u Njemačkoj[Izvor: Solarthermie 2000]Sistemkontrole9%Rezervoar iizmjenjivač toplote11%Ostalo3%Dizajn13%Ostale cijevi14%Kolektori29%InstalacijaI cijeviSolarne petlje10%Montažnaskela11%

Očekivana ušteda – el. energijaManji sistem sa prirodnom cirkulacijom (npr. 5 m 2 površinakolektora, solarna frakcija 75 %)Cijena el. energije 0,11 €/kWh (*)Proizvodnja el. energije izsolarne energijeEfikasnost električnogbojlera3.800 kWh/god (**)95 %Uštede u el. energiji 4.000 kWh/godUštede u el. energiji 440 €/godPay-back kod investicije 3,4 god300 €/m 2Pay-back kod investicije 4,5 god400 €/m 2(*) sa svimporezima(**) uključujućigubitkeprilikomskladištenjaZnatno jeftiniji sistemi će najvjerovatnije biti manje efikasni:time će i uštede u el.energiji biti manje.

Povoljnosti u budućnosti• Umjesto potrošnje električne energije sada je u fokusuiskorišćenje solarne energije za potrošnju, štosmanjuje vršno optrerećenje elektroenergetske mreže;• Povećani nivo komfora u poređenju sa domaćinstvimakoji imaju visoku potrošnju tople vode: sanitarna toplavoda će navjerovatnije biti konstantno dostupna ako jeSWH sistem instaliran.