SAULĖS ŠILDYMO SISTEMOS · 2015. 3. 6. · Saulės energija (trumpos elektromagnetinės bangos), praėjusi pro saulės kolektoriaus skaidrią apsauginę dangą, yra sugeriama varinių

SAULĖS ŠILDYMO SISTEMOS

Mokymo kursų medžiaga

Lietuvos energetikos institutas 2006 Kaunas

EC IEE Programme project EARTH LEI Lithuania

Training course in the installation on Solar water heating systems for households (2006)

2

TURINYS 1 Įvadas ............................................................................................................................... 3

2 Aplinka ir ekologija ...................................................................................................... 9

3 Pažintis su saulės šildymo sistemomis............................................................... 13

4 Sveikata ir sauga, įstatymai ir taisyklės............................................................ 28

5 Saulės šildymo sistemos sudėtinių dalių parinkimas.................................... 31

6 Saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas ir įrengimas .............. 49

7 Esamos padėties įvertinimas.................................................................................. 55

8 Stogo darbai ................................................................................................................. 58

9 Saulės kolektorių montavimas .............................................................................. 62

10 Karšto vandens talpos montavimui montuotojas privalo mokėti ............ 67

11 Pagalbinių komponentų montavimui reikalinga mokėti .............................. 69

12 Elektros prietaisų kontrolės sistemos montavimui reikalinga mokėti.... 76

13 Kitų saulės šildymo sistemos dalių montavimo žinios ................................. 79

14 Saulės šildymo sistemos patikrinimas................................................................ 81

15 Užsakovo instruktavimas......................................................................................... 84



3

1 Įvadas



4

Užduotis/Žinios Prioritetas

Pagrindiniai terminai Labai svarbus Saulės radiacija, aplinkos duomenys Svarbus Fizikiniai dydžiai, globalinis spinduliavimas, švitinimo stiprumas, kasmetinis/kasdieninis režimai

Svarbus

Saulės energijos charakteristikos Per metus viršutinę Žemės atmosferos ribą pasiekia 5,6x1024 J saulės energijos srautas. Žemės atmosfera atspindi 35% šios energijos atgal į kosmosą, o likusi energija sušildo žemės paviršių, naudojama garavimo – kritulių cikle, bangų, vėjo, oro ir vandenyno srovių susidarymui. Metinis, pasiekiančios žemę, saulės energijos kiekis yra 1,05x1018 kWh, sausumai tenka 2x1017 kWh. Be ekologinio pakenkimo aplinkai galima panaudoti 1,5% (1,62x1016 kWh/)m2. Tai ekvivalentu 2x1012 t sąlyginio kuro. Visas šiuo metu išgaunamas pasaulyje organinis kuras taip pat susidarė fotosintezes reakcijų metu, veikiant saulės energijai. Saulės radiacijos srautas žemės paviršiuje pasiskirsto labai netolygiai. Vidutinis srauto tankis yra 210 – 250 W/m2 subtropiniuose rajonuose ir dykumose, 130 – 210 W/m2 vidutinėse platumose ir 80 – 130 W/m2 šiaurėje. Saulės šiluma Šiluma, kurią išspinduliuoja saulė, gali būti naudojama karšto vandens gamybai ir pastatų šildymui. Pirmuoju atveju reikalingi įrenginiai – saulės kolektoriai, kurie absorbuoja ir nukreipia saulės šilumą į karšto vandens gamybos sistemą. Antruoju atveju gali būti naudojami saulės kolektoriai, kurie šiltą vandenį tiekia į šildymo sistemą, arba pats pastatas gali būti “saulės kolektorius”. Tuomet jis turi atitikti tam tikrus reikalavimus:

• įleisti saulės spindulius, kai reikia šilumos, ir sulaikyti, kai nereikia, - tai pasiekiama, tinkamai orientuojant pastatą;

• akumuliuoti saulės energiją - masyviose konstrukcijose sukaupti šilumą, kurią galima naudoti, kai saulė nešviečia;

• būti efektyvi saulės spindulių gaudyklė: surinkti kuo daugiau saulės energijos ir lėtai ją išsklaidyti. Tą daugiausia sąlygoja gera pastato šilumos izoliacija, sumažinanti šilumos nuostolius, bei efektyvi vėdinimo sistema.

Atsižvelgiant į aukščiau išdėstytus ir kitus saulės architektūros principus, galima sutaupyti 30-40% šildymui reikalingų lėšų netgi mūsų platumoje. Pastatų be šildymo sistemos yra pastatyta Švedijoje, Lindas miestelyje šalia Gioteburgo. Kartais tokie pastatai vadinami pasyviais pastatais arba mažai energijos naudojančiais pastatais.

http://www.formas.se/upload/EPiStorePDF/houses_without_heating_systems.pdfhttp://www.jc-solarhomes.com/passive_solar.htmhttp://www.tsb.wetterau.de/engl/engl_allgem/neh-eng-n1.htm#Philosophy%20of%20the%20buildinghttp://www.tsb.wetterau.de/engl/engl_allgem/neh-eng-n1.htm#Philosophy%20of%20the%20building



5

Saulės energijos panaudojimo sritys



6

Saulės spinduliuojamos energijos struktūra

Spin

duliu

ojam

a en

ergi

ja

Wh/

(m2

x d)

TIESIOGINISSPINDULIAVIMAS

DIFŪZINISSPINDULIAVIMAS



7

Saulės spinduliavimas 3 parametrai apibūdinantys saulės spinduliavimo pobūdį

2 parametras:

Saulės energijos kiekis per metus (MJ/m2) (kWh/m2) į paviršiaus ploto vienetą

Energijos kiekis krentantis ant žemės paviršiaus ploto vieneto:

tiesioginis spinduliavimas + išsklaidytas spinduliavimas (+ atsispindėjęs spinduliavimas)

Apibrėžto laiko vieneto metu (diena, mėnuo, metai)Lietuva 1001kWh/m2metus (gegužės-spalio mėn.)

Roma (Italija) 1530 kWh/m2metus Sahara 2500 kWh/m2metus Bergenas (Norvegija) 780 kWh/m2metus

Saulės energijos panaudojimas Saulės spinduliuotės išnaudojimo balansas



8

Saulės energija Lietuvoje Daugiamečių stebėjimų duomenimis, vidutinis metinis suminės saulės radiacijos kiekis, krintantis į horizontalų paviršių Lietuvoje yra apie 1000 kWh/m2. Saulės švietimo laikas yra ilgiausias pajūryje ir trumpėja rytinės sienos link. Vidutiniškai saulėtų valandų skaičius pajūryje siekia 1840-1900 val. kasmet. Šalies rytiniame pakraštyje jis neviršija 1700 val./m. Maksimali saulės švietimo trukmė yra Nidoje ir siekia 1908 val. per metus. Vilniuje vidutinis suminis saulės energijos kiekis horizontalioje plokštumoje yra apie 3500 MJ/m2 per metus, tai tik šiek tiek mažiau nei Centrinėje Europoje. Lietuvą pasiekiantis saulės energijos kiekis yra pakankamas, kad būtų galima gaminti šiluminę energiją bei taikyti saulės architektūros principus naujiems ir renovuojamiems statiniams. Elektros energija iš saulės yra labai perspektyvi sritis, nes sparčiai vystosi technologijos, o auganti paklausa pasaulio mastu sparčiai pigina fotoelementus. Jau yra sėkmingų saulės energijos naudojimo Lietuvoje pavyzdžių: SOS vaikų kaimelis, Kačerginės vaikų sanatorija, privatūs namai, dujotiekio sistemos bei kita. Saulės spinduliuotės tyrimai parodė, kad Lietuvos geografinė padėtis yra tinkama naudoti:•karštam vandeniui ruošti

•žemės ūkio produkcijai džiovinti •patalpų šildymui

Karšto vandens gamyba plokščiais saulės kolektoriais. Žmonių skaičius šeimoje: 4 Karšto vandens poreikis: 400 lt/parą Karšto vandens temperatūra: 60oC Mėnesiai: III-IX

Saulės spinduliuotė Lietuvoje į horizontalų paviršių per parą, esant vidutiniam debesuotumui

0

1

2

3

4

5

6

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

M ėnesiai

Ene

rgija

, kW

h/m

2



9

2 Aplinka ir ekologija



10

Užduotis/Žinios Prioritetas Žinios apie energetiką pasaulyje/šalyje: energijos suvartojimas, teršalų kiekis, klimato kaita, anglies dvideginio kiekiai, šiltnamio dujų efektas

Svarbus

Žinios apie energijos poreikius ir energijos suvartojimo procentinė išraiška pagal suvartojimo būdą (šildymui, karšto vandens ruošimui ir vartotojų grupes

Svarbus

Žinios apie energetiką pasaulyje/šalyje: energijos suvartojimas, teršalų kiekis, klimato kaita, anglies dvideginio kiekiai, šiltnamio dujų efektas. Žinios apie energijos poreikius ir energijos suvartojimo procentinė išraiška pagal suvartojimo būdą (šildymui, karšto vandens ruošimui ir vartotojų grupes. Energijos šaltinių kilmė

Energijos šaltiniai

Įprastieji Atsinaujinantys

geoterminė energija

vėjo energija saulės spindulių energija

Naudojantys šias iškastinio kuro rūšis:

akmens anglis gamtinės dujos nafta



11

0

5 0

1 0 0

1 5 0

2 0 0

5m

ilija

rdai

metų

Nafta Gamtinėsdujos

Akmens anglis

Saulės spindulių energija

Energijos galutinis suvartojimas Lietuvoje

0123456789

10

2001 2002 2003 2004

Metai

Ener

gija

,TW

h

Elektros energija,TWhŠiluminė energija,TWh



12

Šildymo ir karšto vandens sąnaudos Lietuvoje 2004m

0

4

8

12

16

20

Daugiaaukščiai pastatai Vieno ir dviejų aukštųpastatai

Ener

gija

, TW

h

ŠildymasKarštas vanduo



13

3 Pažintis su saulės šildymo sistemomis



14

Užduotis/mokymas

1. Skirtingi saulės kolektorių tipai ir sistemų konfigūracijos 2. Saulės šildymo sistemų komponentai (projekto parengimas, montavimas, eksploatacija…) 3. Saulės šildymo sistemų privalumai ir trūkumai 4. Saulės šildymo sistemų valdymas 5. Saulės šildymo sistemų naudojimo skatinimas, ekonominė nauda, gamintojai 6. Energijos taupymas naudojant saulės kolektorius 1. Skirtingi saulės kolektorių tipai ir sistemų konfigūracijos Visos saulės vandens šildymo sistemos turi pagrindinį komponentą, tai saulės kolektorių. Jame saulės spindulinė energija šildo šilumnešį (vandenį, orą, neužšąlančius skysčius). Saulės energija (trumpos elektromagnetinės bangos), praėjusi pro saulės kolektoriaus skaidrią apsauginę dangą, yra sugeriama varinių absorberio plokštelių, kur virsta į šilumą ir nuvedama vamzdeliais cirkuliuojančiu vandeniu ar antifrizu, tolesniam panaudojimui, t. y. karšto vandens pa- ruošimui ar daliniam šildymui. Saulės kolektoriai skirstomi:

• Plokščiuosius • Vakuuminius • Fokusuojančius

Fokusuojantys saulės kolektoriai naudoja parabolinius ar pusrutulinius veidrodžius, kurių dėka fokusuoja saulės spindulius į vamzdžius ar į vieną tašką. Jų pagalba galima pasiekti aukštą temperatūrą ir gaminti garą. Didesnėse nei 40o geografinėse platumose jie nenaudojami. Šie įrenginiai negali fokusuoti difuzinės spinduliuotės, o ji šiaurinėse platumose yra didelė (Lietuvoje ji siekia apie 60%). Dažniausiai naudojami plokštieji saulės kolektoriai. Tokį kolektorių sudaro absorberis, skaidrioji danga, šiluminė izoliacija ir korpusas. (Paprasčiausiuose kolektoriuose skaidriosios dangos ir šiluminės izoliacijos gali ir nebūti.) Absorberis yra svarbiausia saulės kolektoriaus dalis. Saulės spinduliai per skaidriąją dangą patenka ant juodos absorberio plokštės ir ją įšildo. Šilumą nuo absorberio nuneša šilumnešis. Vandens šildymo saulės kolektorių absorberių plokštėse būna suformuoti kanalai skystam šilumnešiui tekėti. Plokščio saulės kolektoriaus pavyzdys pateikiamas pav. 1



15

Pav. 1. Plokščiasis saulės kolektorius Viessmann plokščiojo saulės kolektoriaus (Vitosol 100) pagrindiniai techniniai duomenys

Vitosol 100Techniniai duomenys

Kolektoriaus tipas

s 1,7 w 1,7 s 2,5 w 2,5Bendras pav. plotas m2 1,70 1,70 2,53 2,53Aktyvusis paviršius m2 1,61 1,61 2,50 2,50Matmenys

Plotis mm 753 2 385 1 138 2 385Ilgis mm 2 385 753 2 385 1 138gylis mm 102 102 102 102

Optinis nvk * 1 % 81 81 83 83Šiluminiai nuostoliai* 1

k1 W/(m2×K) 3,78 3,78 3,68 3,68k2 W/(m2×K2) 0,013 0,013 0,011 0,011

Svoris kg 44 44 60 60Šilumnešio talpa dm3 1,35 2,40 2,20 3,00Maks. darbinis slėgis bar 6 6 6 6Maks. stagnacijos temperatūra °C 213 213 211 211Prijungimo diametras ∅mm 22 22 22 22

Absorberio medžiaga turi būti laidi šilumai, atspari korozijai ir temperatūrai. Viena iš geriausių absorberio medžiagų yra varis. Absorberio paviršius dažomas juoda matine spalva arba padengiamas selektyvia danga.



16

Selektyvinis absorberio paviršiusSaulės energijos absorbcija, šilumos energijos emisija

α - absorbcijos koeficientas ε - emisijos koeficientas

SELEKTYVINIS

paviršius

NESELEKTYVINIS

paviršius

NESELEKTYVINISpaviršius

α

ε

SELEKTYVINIS paviršius

α

ε

Sluoksnis Absorbcijos koeficientas α

Emisijoskoeficientas ε

Sluoksnio tipas

Juodas matinis lakas 0,95 0,88 neselektyvinis

Juodas nikelis 0,90 ÷ 0,92 0,10 ÷0,18 selektyvinis

Juodas chromas 0,95 ÷ 0,97 0,08 ÷0,14 selektyvinis

Sol-Titanas ∼ 0,95 ∼0,05 selektyvinis

Įvairių saulės kolektorių paviršių techniniai parametrai. Skaidriajai dangai dažniausiai naudojamas labai skaidrus grūdintas stiklas. Absorberio dugnas ir šonai izoliuojami šilumine izoliacija. Saulės kolektoriaus korpusas gaminamas iš aliuminio, plieno, plastmasių ar impregnuotos medienos.



17

Plokščiųjų saulės kolektorių pajungimas



18

Vakuuminiai saulės kolektoriai

Siekiant efektyviau panaudoti saulės spindulinę energiją plačiai naudojami stikliniai vakuuminiai kolektoriai. Šiuo metu pasaulyje gaminamų plokščių vakuuminių kolektorių naudingumo koeficientas yra didesnis už plokščiųjų. Tačiau jų kaina yra aukštesnė už plokščiuosius. Vakuuminio kolektoriaus darbo temperatūra siekia iki 200 °C. Vakuumas labai sumažina šilumos nuostolius dėl konvekcijos ir šiluminio laidumo. Vakuuminių saulės kolektorių konstrukcinių sprendimų būna įvairių, bet pagrindinė ypatybė ta, kad vamzdis, kuriame cirkuliuoja šilumos nešėjas yra patalpintas vakuume. Vitosol 200 yra aukšto našumo kolektorius, idealiai tinkantis montavimui bet kurioje vietoje. Dėl tiesioginio vamzdžių pratakumo šį kolektorių galima pritvirtinti ant plokščio stogo ar vertikaliai ant namo sienos net ir be pakėliklių. Sukant išilgai ašiai, atskirus vamzdžius galima optimaliai mikreipti į saulę Trumpa privalumų apžvalga:

• Tiesioginio pratakumo vakuuminis - vamzdinis kolektorius. • Absorberio plotas: 1, 2 ir 3 m². • Aukštą naudingumo koeficientą užtikrinantys vakuuminiai kolektoriaus vamzdžiai ir

absorberis su Sol-Titan danga. • Dėl tiesioginio kolektoriaus vamzdžių pratakumo juos galima montuoti horizontaliai

arba vertikaliai nenaudojant pakėliklių. • Gali būti montuojamas ant nuožulnių ir plokščių stogų bei ant fasadų. • Vamzdžius galima pakeisti po vieną. • Kokybiškos, korozijai atsparios medžiagos: boro silikato stiklas, varis ir grūdintas

plienas garantuoja saugią ir ilgalaikę eksploataciją. • CE ženklas ir Soliarinės technikos instituto SPF-Institut Rapperswil kokybės patikra.

Atitinka aplinkosaugos ženklo Žydrasis angelas reikalavimus.



19

Vitasol 200 Kolektoriaus konstrukcija



20


Kolektoriaus tipas

D10 D20 D30

Vamzdelių kiekis 10 20 30Absorberio plotas m2 1,00 2,00 3,00Naudingasis paviršius m2 1,07 2,14 3,21Matmenys

Plotis mm 741 1 450 2 159Aukštis mm 2 028 2 028 2 028Gylis mm 138 138 138

Optinis nvk * 1 % 84 84 84Šiluminiai nuostoliai *1

k1 W/(m2×K) 1,75 1,75 1,75k2 W/(m2×K2) 0,008 0,008 0,008

Svoris kg 23 45 68Šilumnešio talpa dm3 2,00 4,00 6,00Maks. darbinis slėgis bar 6 6 6Maks. stagnacijos temperat. °C 300 300 300Pajungimo skersmuo ∅ mm 22 22 22

Vitosol 200Saulės kolektorių baterijos prijungimo galimybės

Ne daugiau6 m2 saulės

kolektorių vienoje baterijoje



21

Vakuuminių vamzdelių kolektorius veikiantis šiluminio vamzdelio principu saulės energijos panaudojimui Vitosol 300 yra pažangus ir itin našus kolektorius, veikiantis pasiteisinusiu šiluminių vamzdžių principu. Jis tinka ne tik geriamojo vandens ar baseinų vandens šildymui, bet ir kaip papildoma patalpų šildymo sistema. Šiluminio vamzdelio sistemoje darbinis skystis neteka tiesiogiai per vamzdžius. Specialiame absorberyje vyksta nešančiosios medžiagos apykaita, kurią saulės spinduliai išgarina, o šiluma per šilumokaitį perduodama saulės kolektoriaus šilumos nešėjui



22

Trumpa privalumų apžvalga:

• Kolektoriaus darbinis paviršius: 2 ir 3 m².

• Itin aukštą naudingumo koeficientą užtikrina absorberis su Sol-Titan danga, vakuuminiai kolektoriaus vamzdžiai sumažina šilumos nuostolius.

• Geresnis šilumos panaudojimas dėl patentuotų dvigubų vamzdžių šilumokaičio Duotec, apgaubiančių beveik visą kondensatorių paviršių.

• Gali būti įrengiami ant plokščių ir nuožulnių stogų, fasadų ar atskirai. Išilginio sukimo mechanizmo dėka vamzdžius galima optimaliai nukreipti į saulę.

• Sausa kolektoriaus vamzdžių jungtis įgalina įmontuoti ir išmontuoti atskirus vamzdžius neištuštinant visos saulės įrenginio sistemos.

• Kokybiškos, korozijai atsparios medžiagos: boro silikato stiklas, varis ir grūdintas plienas garantuoja saugią ir ilgalaikę eksploataciją.



23

Vitosol 300Kolektoriaus konstrukcija


Typ kolektora

H20 H30Vamzdelių skaičius 20 30Absorberio paviršius m2 2,00 3,00Naudingasis paviršius m2 2,14 3,21Matmenys

Plotis mm 1 450 2 159Aukštis mm 2 024 2 024Gylis mm 138 138

Optinis nvk*1 % 82,5 82,5Šiluminiai nuostoliai*1

k1 W/(m2×K) 1,19 1,19k2 W/(m2×K2) 0,009 0,009

Svoris kg 45 68Šilumnešio talpa dm3 1,20 1,80Maks. darbinis slėgis bar 6 6Maks. stagnacijos temp. °C 150 150Prijungimų skersmenys ∅mm 22 22

Kolektoriaus tipas



24



25

Viessmann saulės kolektorių panaudojimo galimybės

Saulės kolektorių nvk diagramaKolektorių nvk darbinių kreivių palyginimasVitosol 100, Vitosol 200 ir Vitosol 300

Vitosol 300

Vitosol 200

Vitosol 100, 2,5 m2

Vitosol 100, 1,7 m2

Temperatūrų skirtumas [K]

Temperatūrų skirtumas / Saulės radiacijos energija[K/(W/m2)]

Kol

ekto

riaus

nvk

[%]



26

Saulės šildymo sistemų komponentai yra sekantys:

Saulės kolektorius (1)

Visi Vitosol kolektoriai pasižymi ypatingu eksploatacijos saugumu ir ilgalaikiškumu. Jie pagaminti vien tik iš atsparių korozijai medžiagų: grūdinto plieno, aliuminio, vario ir specialaus soliarinio stiklo. Kolektorių veiksmingumą dar padidina Sol-Titan danga, o greitą ir paprastą montavimą užtikrina visiems kolektoriams vienoda montavimo sistema.

Vitocell tūrinis vandens šildytuvas (2) Sidabrinis arba baltas bivalentinis tūrinis vandens šildytuvas su dviem kaitinamosiomis spiralėmis: Vitocell-B 100 su atsparia korozijai Ceraprotect emale arba Vitocell-B 300 iš aukštos kokybės legiruoto nerūdijančio plieno. Saulės kolektorių šiluma geriamajam vandeniu perduodama per apatinę kaitinamąją spiralę. Per viršutinę kaitinamąją spiralę, reikalui esant, vanduo gali būti pašildomas šildymo katilu.

Saulės kolektorių reguliatorius Vitosolic (3) Ypač efektyviai saulės šiluma panaudojama prie Vitosol gaminių programos kolektorių prijungus intelektualų energijos valdymo įrenginį Vitosolic. Saulės kolektorių reguliatoriai Vitosolic 100 ir 200 skirti saulės kolektorių sistemoms su vienu ir keliais apytakos ratais, turintys visas reikiamas reguliavimo funkcijas.

Skirstytuvas Solar-Divicon (4) Skirstytuvas Solar-Divicon hidraulinėms funkcijoms ir šiluminei apsaugai. Kompaktiniame bloke yra visos reikiami saugos ir veikimo komponentai.

Šildymo katilas (5) Viessmann saulės kolektorių sistemas galima prijungti prie visų pastatomų ir sieninių šildymo katilų iš Viessmann tiekimo programos – taip pat ir įrengiant saulės kolektorių sistemą vėliau.

Šiose vandens šildymo sistemose saulės energijos sugėrimas, akumuliavimas ir paskirstymas vykdomi automatiškai. Elektroninis temperatūros reguliatorius periodiškai įjungia/išjungia cirkuliacinį siurblį, užkraudamas šilumos energija akumuliacinį vandens šildytuvą. Siurblys įjungiamas, kai šilumos nešėjo temperatūra viršutinėje saulės kolektoriaus dalyje viršija temperatūrą akumuliacinio vandens šildytuvo apatinėje dalyje, ir išjungiamas, jeigu minėtas temperatūrų skirtumas yra mažesnis už reguliatoriumi nustatytą dydį.



27

Saulės šildymo sistemų privalumai ir trūkumai Privalumai

• vid. pagamina 550 kWh/m2 šilumos per metus • mažos eksploatacinės išlaidos • tarnavimo laikas – ne mažiau kaip 25 meta • lengvai sumontuojama • neužšąlanti žiemos metu • nereikalauja didelės priežiūros • neteršia aplinkos

Saulės kolektorius galima plačiai panaudoti individualų namų, sodų namelių, poilsio namų, sanatorijų, o taip pat visuomeninių pastatų aprūpinimui karštu vandeniu

0

50

100

150

200

250

300


Mėnesiai

Ener

gija

, kW

h

Saulėta dienaVidutinis debesuotumas

Pagrindinis šių sistemų trūkumas, tai saulės energijos netolygumas įvairiais metų mėnesiais, o taip pat ir dienos bėgyje. Pateiktame grafike matyti saulės spinduliuotės energija krintančią į horizontalų paviršių Lietuvoje, esant saulėtai dienai ir esant vidutiniam debesuotumui. Metiniai energijos kiekiai sudaro 1590 ir 1025 kWh atitinkamai. Šiandien daugelyje šiaurės šalių gyventojai naudoja kombinuotą šildymo sistemą, kuomet žiemą dujomis ar biokuru, o nuo balandžio iki rugsėjo vanduo šildomas saulės kolektoriais. Šiuo metu Lietuvoje saulės kolektorių, gaminančių karštą vandenį, įrengta daugiau kaip 1000 m2 (didžiąją dalį sudaro Lietuvoje pagaminti saulės kolektoriai). Per metus iš 1 m2 saulės kolektoriaus ploto vidutiniškai galima gauti apie 0,55 MWh energijos. Vienas saulės kolektoriaus kvadratinis metras per metus leidžia sutaupyti apie 30-50 kg importinio naftinio kuro ir visiškai neteršia aplinkos.



28

4 Sveikata ir sauga, įstatymai ir taisyklės



29

Užduotis/mokymas

Darbų saugos reikalavimai Saugos reikalavimai dirbant su įrankiais Darbų sauga dirbant aukštyje Darbų sauga dirbant elektros darbus Darbų aplinkos sauga darbininkams ir kitiems asmenims Darbas dideliame aukštyje ir rizikos vertinimas Prieš pradedant montuoti karšto vandens saulės kolektorių sistemas, būtina susipažinti su sveikatos ir darbų saugos reikalavimais dirbant dideliame aukštyje. Šioje vadovėlio dalyje yra pateikiamos tik santraukos ir todėl būtina prieš pradedant saulės kolektorių montavimo darbus atidžiai susipažinti su bendrais darbų saugos reikalavimais, saugos reikalavimais dirbant su įrankiais, darbų sauga dirbant aukštyje, darbų sauga dirbant elektros darbus. Šiose gairėse reikalaujama atlikti darbo dideliame aukštyje rizikos vertinimą atsižvelgti į tai prieš pradedant darbus:

- Sumažinti riziką dirbant dideliame aukštyje. - Pasirinkti saugias darbo priemones planuojant ir atliekant darbą dideliame aukštyje. - Pasirinkti priemones tinkamas saugiam darbui dideliame aukštyje. - Pasirinkti saugias priemones apsaugančias žmones nuo galimų pasekmių dirbant

dideliame aukštyje. Pagrindiniai saugos reikalavimai ir gairės dirbant dideliame aukštyje:

- Sumažinti riziką išvengiant darbo dideliame aukštyje. - Sumažinti kritimo atvejus iš didelio aukščio naudojant saugias darbo priemones. - Sumažinti kritimo pasekmes (kur yra reali žmogaus ar objekto kritimo rizika) ir

naudoti priemones mažinančias galimo kritimo aukštį. Didesnis prioritetas saugai turėtų būti skiriamas bendros apsaugos priemonėms, tokios kaip apsauginiai turėklai ant pastolių, tačiau nemažiau svarbios yra ir personalinės apsaugos priemonės (saugos diržai).

Laikantis pagrindinių reikalavimų, jūs taip pat turėtumėte:

1) Pats įvertinti savo darbų riziką. 2) Laikytis darbų saugos reikalavimų dideliame aukštyje. 3) Tinkamai planuoti ir organizuoti savo darbą atsižvelgiant į oro sąlygas ir avarijos

galimybes. 4) Įsitikinti, ar darbas dideliame aukštyje pakankamai saugus. 5) Naudoti tinkamus darbo įrankius. 6) Įvertinti riziką dirbant ant ar aplink esančių trapių paviršių ir krentančių objektų. 7) Patikrinti ir prižiūrėti naudojamus darbo įrankius bei patikrinti darbo vietą (taip pat

įėjimą ir išėjimą avarijos atveju). Ruošiantis montuoti saulės vandens šildymo sistemą būtina atlikti darbo rizikos analizę dirbant dideliame aukštyje ir sudaryti savo darbų planą atsižvelgiant į darbo vietą, objektą, oro sąlygas, kolegų ar samdomų partnerių patirtį ir kompetenciją, kurie dirbs kartu su jumis.



30

Dabar aptarsime rizikos vertinimą, po to grįšime prie modulio, kuriame kalbėsime apie saugias darbo priemones. Rizikos vertinimas SSĮ išleido gaires, kuriose patariama kaip įvertinti darbų riziką. Jose pateikiami penki pagrindiniai žingsniai: 1 žingsnis: Numatyti pavojų Apžiūrint objekto vietą nustatyti galimus pavojus: status šlaitas, trapus paviršius ant kurio gali būti montuojamas kolektorius, nelygus paviršius ar kliūtys, kurios trukdytų prieiti prie stogo. 2 žingsnis: Numatyti kam ir kaip gali kilti pavojus Namo gyventojams ar lankytojams gali kilti pavojus, kai dirba jauni, neturintys patirties darbuotojai ar praktikantai. 3 žingsnis: Įvertinti riziką ir kokios atsargumo priemonės turi būti naudojamos Turėtumėte įvertinti kokia yra tikimybė pavojams atsirasti, nuspręsti kokias atsargumo priemones taikysite ir įvertinti kokio lygio (mažo, vidutinio ar didelio) pavojaus rizika vis dar išlieka. Pritaikius atsargumo priemones ir nustačius likusią tikėtiną pavojaus riziką, reikia nuspręsti kokie turi būti priimti tolesni veiksmai, kad užtikrinti saugų darbą. 4 žingsnis: Įrašyti priimtus sprendimus Jei turite mažiau kaip 5 darbuotojus, nors ir naudinga, bet nebūtina užsirašinėti kokius sprendimus ar žingsnius padarėte. Tačiau jei turite 5 ir daugiau darbuotojų jūs privalote svarbiausius vertinimo žingsnius užsirašinėti ir pateikti savo darbdaviams. Jūs turite parodyti, kad reikiamas įvertinimas ir tinkamas sprendimas buvo atliktas, t.y. sugebėjote tiksliai įvertinti pavojaus riziką, priimtos priemonės yra tinkamos ir tikslingos bei pavojaus rizika yra mažai tikėtina. 5 žingsnis: Jūsų rizikos vertinimo apžvalga (jei būtina) Kiekviena saulės šildymo sistema gali sukelti tam tikrą pavojaus riziką. Todėl negalima pasitikėti vien tik standartiniu pavojaus rizikos vertinimu montuojant SŠS, bet riziką reikia įvertinti kiekvienu nauju atveju atskirai atsižvelgiant į ankstesnę patirtį. Gaires apie darbo įrankių naudojimą pateikiame sekančiame skyriuje, bet pasiruošimo etape jūs turite nuspręsti, kurioje vietoje bus statomi pastoliai ar kita reikalinga įranga ir nustatyti tam esamas kliūtis, tokias kaip oranžerija ar balkonas. Dirbant dideliame aukštyje, taip pat būtina įvertinti galimą pavojaus riziką dėl saulės kolektorių (kurie yra didelių gabaritų ir sunkūs) kėlimo į aukštį ir nešimo, naudojant elektrinius gręžtuvus ir litavimo įrankius. Tai tik keletas pavyzdžių, kurie gali kelti pavojaus riziką saugiam darbui atlikti, todėl būtina patikrinti ir nustatyti visas darbe naudojamas priemones ir įrankius bei įvertinti jų galimą pavojaus riziką.



31

5 Saulės šildymo sistemos sudėtinių dalių parinkimas



32

Užduotis/mokymas

Karšto vandens poreikio skaičiavimas, hidraulinės sistemos skaičiavimas Saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas (siurblių, talpų, kontrolinių prietaisų, izoliacinių medžiagų, manometrų, termometrų, vamzdžių, armatūros ir t.t.) Uždaro tipo saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas Atviro tipo saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas Karšto vandens poreikio skaičiavimas, hidraulinės sistemos skaičiavimas Saulės karšto vandens šildymo sistema (SKVŠS) iš esmės yra tipinė konstrukcija, kuri priklauso nuo karšto vandens poreikio individualiam namui. Pirmame etape yra svarbu apžiūrėti objektą ir surinkti duomenis. Objekto apžiūros metu taip pat būtina surinkti informaciją pavojaus rizikos įvertinimui ir planuoti kaip saugiai atlikti darbus. Projektuojant SKVŠS reikalinga žinoti:

- Saulės sistemos tipą - Kolektoriaus tipą - Kolektoriaus paviršiaus plotą ir poziciją - Klimatą ir geografinę vietovės padėtį - Papildomos vandens talpos tūrį ir vietą - Vamzdžių tipą ir jų diametrus - Paduodamo ir grįžtamo kontūro komponentus

Kolektoriaus paviršiaus plotas Kolektoriaus plotas parenkamas pagal:

- dienos karšto vandens poreikį - šilumos, pagamintos saulės kolektoriuje, procentas nuo metinio karšto vandens

poreikio - geografinė vietos padėtis - stogo padėtis ir polinkis - kolektoriaus tipas



33

Žinant visus aukščiau išvardintus parametrus, galima paskaičiuoti reikalingą kolektoriaus paviršiaus plotą. Taip pat yra programos, kurios leidžia paskaičiuoti visos SKVŠS dydį. Tačiau daugeliui SKVŠS saulės kolektoriaus plotą nebūtina parinkti tiksliai. Kadangi kolektoriai yra surinkti iš plokščio paviršiaus ir vakuuminių vamzdelių modulių su žinomu, pastoviu paviršiaus plotu, todėl esant didesniam karšto vandens poreikiui į sistemą galima sujungti daugiau modulių.

Saulės kolektorių ploto parinkimas Parenkamas plotas buitinio karšto vandens šildymui

(*1) – montuojant kolektorius ant fasado parinkti 20% daugiau saulės kolektoriaus ploto.

Roczne pokrycie zapotrzebowania na energię

60 % 40 do 50 % Zastosowanie Wymagana

powierzchniakolektora

Vitosol100

Vitosol200(*1)

Vitosol300

Vitosol100

Vitosol200(*1)

Vitosol300

Podgrzew c.w.u.

Dom 1- i 2-rodzinny m2/osoba 1,50 0,80 0,80 1,00 0,60 0,60

Dom wielorodzinny m2/osoba 1,10 0,60 0,60 0,80 0,40 0,40

(*1) – montuojant kolektorius ant fasado parinkti 20% daugiau saulės kolektoriaus ploto.

Roczne pokrycie zapotrzebowania na energię

60 % 40 do 50 % Zastosowanie Wymagana

powierzchniakolektora

Vitosol100

Vitosol200(*1)

Vitosol300

Vitosol100

Vitosol200(*1)

Vitosol300

Podgrzew c.w.u.

Dom 1- i 2-rodzinny m2/osoba 1,50 0,80 0,80 1,00 0,60 0,60

Dom wielorodzinny m2/osoba 1,10 0,60 0,60 0,80 0,40 0,40

Panaudojimas

Geriamo vandens

Šildymas

1-2 šeimų namas

Daugiabutis namas

Reikiamas pav. plotas

m2/asmuo

m2/asmuo

Metinio energijos poreikio kompensavimas

Daugelis vartotojų pageidauja, kad sistema pagamintų pakankamai šilumos ir būtų rentabili.

Optimalus saulės kolektoriaus pakreipimo laipsnis B

END

RA

S SA

ULĖ

S EN

ERG

IJO

S K

IEK

ISkW

h/(m

2 ⋅d) ααα

0

1

2

3

4

5

6


0 st.30 st.45 st.60 st.70 st.



34

Saulės kolektorių paviršiaus parinkimas Saulės kolektoriai skirti geriamo vandens šildymui

Geriamo vandens suvartojimas [l/d]

Vitosol 100

Sau

lės

kole

ktor

ių

pavi

ršiu

sa [m

2 ]


Vitosol 100

Sau

lės

kole

ktor

ių

pavi

ršiu

sa [m

2 ]


(*1) - montuojant kolektorius ant fasado parinkti 20% daugiau saulės kolektoriaus ploto.

Vitosol 300

Vitosol 200 (*1)Sa

ulės

kol

ekto

rių

pavi

ršiu

s [m

2 ]


(*1) - montuojant kolektorius ant fasado parinkti 20% daugiau saulės kolektoriaus ploto.

Vitosol 300

Vitosol 200 (*1)Sa

ulės

kol

ekto

rių

pavi

ršiu

s [m

2 ]

Reikia būti atsargiems parenkant saulės kolektorių ir nesumažinti jo paviršiaus plotą. Tokiu atveju klientui gali būti nepatraukli sistemos kaina bei vartotojas gali likti nepatenkintas nepakankama šilumos gamyba. Praktika rodo, kad SKVŠS yra pakankamai rentabili instaliuojant tris ketvirtadalius m2 saulės kolektoriaus ploto (arba tokio pat vakuuminių vamzdelių ekvivalento) kiekvienam gyventojui karšto vandens poreikiams. Kadangi sistemos nuostoliai dėl siurblio, vamzdyno, talpos ir kt. yra didesni lyginant su pagamintu energijos kiekiu sistemose naudojant mažesnį kolektoriaus plotą, todėl tokios sistemos individuliuose namuose su mažesniu kaip 2,5 m2 kolektoriaus paviršiaus plotu paprastai nėra naudojamos. Dažniausiai naudojami kolektoriai su 2,5-4 m2 paviršiaus plotu arba 2-3 m2 vakuuminių vamzdžių. Saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas (siurblių, talpų, kontrolinių prietaisų, izoliacinių medžiagų, manometrų, termometrų, vamzdžių, armatūros ir t.t.) Cirkuliacinis siurblys. Įjungtas valdymo prietaiso pagalba jis varinėja šilumos agentą sistemoje. Mažoms saulės sistemoms pakanka normalaus trijų greičių siurblio naudojamo centrinio šildymo sistemose. Daugumoje SKVŠS naudojami 40 – 50 W kintamos srovės (KS) siurbliai, tokio pačio tipo kaip ir centralizuoto šildymo sistemose, kurie yra patikrinti, patikimi ir sąlyginai nebrangūs. Esant mažiausiems jų apsisukimams, paprastai šie siurbliai naudoja apie 30 W galią, apie 50 procentų šios energijos sunaudojama šilumai perduoti šilumnešiui. Paprastai tipiniame gyvenamajame name tokio tipo saulės vandens šildymo sistemos siurblys sunaudos nuo 40 kWh iki 100 kWh per metus.



35

Tačiau yra SVŠS, kurios projektuotos be maitinimo iš elektros tinklo cirkuliacijai ir kai kuriais atvejais valdymo funkcijai užtikrinti. Tokios saulės sistemos tiesioginės srovės siurblių darbui (kai kuriais atvejais siurblių valdymui) užtikrinti naudoja foto elementuose pagamintą elektros energiją.



36

Solar-DiviconCirkuliacinio siurblio parinkimas saulės kolektorių sistemai

Vitosol 100 : do 16 m2












UPS

25-

60U

PS 2

5-80

UPS

25-

60U

PS 2

5-80

Bakai-akumuliatoriai Jų paskirtis yra sukaupti pakankamą šilumos kiekį saulėtą dieną ir išsaugoti jį 1-3 paras. Bakai parenkama pagal prognozuojamą karšto vandens poreikį, paskaičiuotą saulės kolektoriaus plotą ir yra rekomenduojama vidutiniškai nuo 50 iki 100 l vienam kvadratiniam metrui kolektoriaus ploto. Dažniausiai naudojamos bakų forma – vertikalūs cilindrai, kurių skersmens ir aukščio santykis yra 1:3. Bakų vidus emaliuojamas ar padengiamas vandeniui atspariais dažais , o patys geriausi yra gaminami iš nerūdijančio plieno. Bakuose įrengiami spiraliniai šilumokaičiai iš varinių vamzdelių. Jame taip pat įmontuojami papildomi elektriniai vandens kaitinimo elementai. Bakai izoliuojami 50-100 mm. mineralinės, akmens vatos ar poliuretano sluoksniu. Izoliacijos storis priklauso nuo vidutinės vandens temperatūros sistemoje, o rekomenduojamas vandens vėsimo greitis 0,3 – 0,5 oC/val.



37

Bivalentinio tūrinio vandens šildytuvo tūrio parinkimas

( )ksp

kwpsp tt

ttPVTV

min −

−⋅⋅⋅=

Koeficientas 1,5 - 2

Karšto vandens poreikis 1 asmeniui [litrai/dieną]

Asmenų skaičius

Karšto vandens temperatūra čiaupe [oC]

Vandens temperatūra tūriniame vandens

šildytuve [oC]

Šalto (iš vandentiekio) vandens temperatūra [oC]

Išsiplėtimo talpa Išsiplėtimo talpos paskirtis yra kompensuoti kolektoriaus kontūro skysčio tūrio pokyčius, sąlygotus šiluminio plėtimosi. Kai šilumos agentas išsiplečia, lanksti indo membrana įsiskverbia į dujų pripildytą indo dalį, taip efektyviai padidindama veikiančio kolektoriaus kontūro apimtį ir apribodama slėgio didėjimą hidraulinėje sistemoje. Kai sistema atvėsta, susidaręs dujų spaudimas į membraną grąžina šilumos agentą atgal į kolektoriaus kontūrą.



38

Kad sistema atitiktų visus “būdingai saugios” sistemos kriterijus, išsiplėtimo indas turi sugebėti sutalpinti ne tiktai išsiplėtusį skystį besijungiančiuose vamzdynuose, bet ir visą kolektoriaus apimtį su didele atsarga. Todėl saulės vandens šildymo sistemoje naudojami išsiplėtimo indai turi būti daug didesni už tuos, kurie naudojami įprastinio kuro panašios galios šildymo sistemose. Paprastai buitinėse saulės sistemose naudojami iki 6 kvadratinių metrų ploto kolektoriai ir 20m 15mm diametro vamzdeliai, 24l ir 18l išsiplėtimo indai, veikiantys atitinkamai 3 ir 6 barų slėgyje, tai atitinka “būdingai saugios” sistemos reikalavimus. Membraninis išsiplėtimo indas18, 25, 33 l

AZOTOSLUOKSNIS

3 bar

GAMYKLOJE NUSTATYTAS

SLĖGISUŽPILDYTA SAULĖS SISTEMA

BE ŠILUMOS ĮTAKOSSISTEMA UŽPILDYTA, MAKSIMALUSSLĖGIS PRIE MAKS. ŠILUMNEŠIO t°

GAMYKLOJE NUSTATYTAS

SLĖGISUŽPILDYTA SAULĖS SISTEMA

BE ŠILUMOS ĮTAKOSSISTEMA UŽPILDYTA, MAKSIMALUSSLĖGIS PRIE MAKS. ŠILUMNEŠIO t°

Išsiplėtimo indo parinkimas

VN = Nennvolumen des Membran-Ausdehnungsgefäßes (MAG) in LiterVV = Sicherheitswasservorlage (hier: Wärmeträgermedium) in Liter

VV = VA x (0,01 ... 0,02) in Liter (mind. 2 Liter)VA = Flüssigkeitsinhalt der gesamten AnlageV2 = Volumenzunahme bei Anlagenaufheizung

V2 = VA x b b = Ausdehnungszahl (b = 0,13 für Viessmann Wärmeträger)

pe = Zulässiger Endüberdruck in bar (ü)pe = psi - 0,1 x psi (psi = Sicherheitsventil-Abblasedruck)

pst = Stickstoffvordruck des MAG in bar (ü)pst = 1,5 (bar) + 0,1 (bar/m) x h (m)(h = statische Höhe der Anlage in m)

z = KollektorzahlVk = Kollektorinhalt in Liter

(*) Pumpenförderhöhe bei Stagnation der Anlage

VN = (VV + V2 + z x Vk) x (pe + 1)(pe - (pst + 0,5(*)))

VN = Membraninio išsiplėtimo indo vardinis tūris litrais

VV = Saugus vandens tūris (čia: šilumnešis) Litrais

VV = VA x (0,01 ... 0,02) Litrai (ne mažiau kaip 2 Litrai)

VA = Visas įrenginyje esantis tūris

V2 = Tūrio padidėjimas šildant sistemą

V2 = VA x b

b = Plėtimosi koeficientas (b = 0,13 firmos Viessmann šilumnešiui)

pe = Leietinas slėgis bar.

pe = psi - 0,1 x psi (psi = apsaugos ventilis)

pst = Azoto priešslėgis bar.

pst = 1,5 (bar) + 0,1 (bar/m) x h (m)

(h = statinis sistemos aukštis m)

Z = Kolektorių skaičius

Vk = Kolektorių šilumnešio talpos tūris (*) Siurblio kėlimo aukštis



39

Diferencialinis temperatūros valdiklis Diferencialinis temperatūros valdiklis įrengiamas priverstinės cirkuliacijos sistemose cirkuliacinio siurblio, o kai kuriais atvejais ir elektromagnetinių vožtuvų valdymui. Dviem temperatūros davikliais yra matuojamas temperatūrų skirtumas viršutinėje kolektoriaus dalyje ir bake akumuliatoriuje. Jei jis yra didesnis nei užduota reikšmė yra įjungiamas siurblys. Diferencialinė temperatūra, kuriai esant reguliatorius įjungia siurblį, dažniausiai yra nustatoma gamykloje 4-8 laipsnių intervale. Jei yra nustatoma per žema diferencinė temperatūra gali įvykti nenumatytas siurblio išsijungimas. Valdymo diferencialo elementai taip pat gali būti derinami sistemos įrengimo vietoje. Dažniausiai diferencinės temperatūros nustatymas gali būti reguliuojamas 2-12 laipsnių intervale.



40



41

SolartrolRekomenduotinos temperatūrų skirtumų ribos

Priklausomai nuo instaliacinio kabelio ilgio :

L = 20 m ΔT = 6 K

L = 30 m ΔT = 8 K

L > 30 m ΔT > 10 K

L = 20 m ΔT = 6 K

L = 30 m ΔT = 8 K

L > 30 m ΔT > 10 K

Izoliacija Pagal pastatų direktyvos reikalavimus šildymo ir karšto vandens tekimo vamzdžiai bei talpos turi būti gerai izoliuotos. Saulės energijos sistemų įrangos papildomi priedai



42

Vidutinis vamzdynų parinkimas

Pratekėjimo debitas:

Uždaro tipo saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas Uždaro tipo saulės šildymo sistemų principai yra: Kolektoriaus panelės absorbuoja saulės radiaciją ir šiluma yra perduodama į karšto vandens kaupimo cilindrą netiesioginio šilumos perdavimo būdu, kai šilumos laidininku yra naudojamas vandens/antifrizo mišinys. Siurblys, paprastai valdomas diferencialinio temperatūros reguliatoriaus arba šviesai jautrios PV panelės pagalba, varo šilumos agentą iš kolektoriaus panelės per šilumokaitį į karšto vandens cilindrą ir atgal į kolektoriaus paneles pašildymui.

Vitosol 100 35 ÷ 50 dm3/h x m2 kolektoriuiVitosol 100 35 ÷ 50 dm3/h x m2 kolektoriuiVitosol 200 60 ÷ 80 dm3/h x m2 kolektoriuiVitosol 200 60 ÷ 80 dm3/h x m2 kolektoriui

Vitosol 300 60 ÷ 80 dm3/h x m2 kolektoriuiVitosol 300 60 ÷ 80 dm3/h x m2 kolektoriui



43

Ten kur yra naudojamas diferencialinis temperatūros reguliatorius, temperatūros jutikliai yra išdėstyti kolektoriaus panelės išėjime bei karšto vandens cilindre, o skystis cirkuliuoja tiktai tada, kai jis kolektoriaus panelėse yra karštesnis negu cilindrinėje talpoje. Uždaro tipo sistemos- principinė sistema. Komponentai ir jų funkcijos.

Automatinis nuorintojas

Slėgio apsauga

Temperatūros jutiklis

Elektros tiekimas

Išsiplėtimo indas

Atbulinis vožtuvas

Diferencialinis temperatūros valdiklis Užpildymo

ventilis Drenažo sklendė

SiurblysMonometras

Temperatūros jutiklis

Šaltas vanduo

Pašildyta patalpa

Karštas vanduo

Prieš apžvelgiant saulės vandens šildymo sistemos detalius aspektus, būtų naudinga apžvelgti pagrindinius sistemos komponentus, kurie turės būti įrengti, ir kiekvieno iš jų paskirtį. Nepaisant uždaro tipo saulės sistemos konstrukcijos ar naudojamų kolektorių tipo, uždaro tipo saulės sistema dažniausiai, jeigu ne visada, susideda iš šių komponentų. 1. Saulės kolektoriaus. Kolektorius yra vienintelis pagrindinis sistemos komponentas įrengtas pastato išorėje. Dažniausiai jis yra išdėstomas ant stogo, geriausia-atsuktas į pietų pusę, ir jo funkcija yra sugerti saulės spinduliavimą, perduoti jį skysčiui saulės grandinėje, kuris savo ruožtu įkaitina vandenį kaupimo cilindre. 2. Šilumos agentas. Tai yra vandens ir antifrizo mišinys, kuris perduoda energiją per sistemos vamzdyną į kaupimo cilindrą. Jis saugo sistemą nuo užšalimo ir vidinės korozijos. 3. Diferencialinis temperatūros reguliatorius. Jis matuoja šilumos agento temperatūrą saulės kolektoriuose ir palyginą ją su vandens temperatūra kaupimo cilindre šalia šilumokaičio spiralės. Kai kolektoriai yra karštesni negu kaupiamas vanduo, reguliatorius įjungia cirkuliacinį siurblį, kuris sukelia skysčio cirkuliaciją. Kai kurios sistemos vietoj to naudoja PV panelę arba šviesai jautrius prietaisus, kontroliuojančius siurblio veikimą. 4. Automatinė nuorinimo anga (AVA). Ji skirta automatiniam oro pašalinimui iš sistemos. Ji įrengiama pačiame aukščiausiame sistemos taške.



44

Galima įrengti daugiau nei vieną AVA priklausomai nuo vamzdyno konstrukcijos. Kai kurios sistemos naudoja tik rankinio valdymo nuorinimo angas. Nuorinimo angos išvis nėra naudojamos, kai yra įrengtos sistemos. 5. Cirkuliacinis siurblys. Įjungtas valdymo prietaiso pagalba jis cirkuliuoja šilumos agentą sistemoje. Mažoms saulės sistemoms pakanka normalaus trijų greičių siurblio naudojamo centrinio šildymo sistemose. 6. Atbulinis vožtuvas. Jis apsaugo nuo termo cirkuliacijos sistemos viduje, kai siurblys yra išjungtas, t.y. kai kolektoriai yra šaltesni už vandenį kaupimo cilindre. Jei įvyktų cirkuliacija, sukaupta šiluma cilindre išsisklaidytų kolektoriuose. 7. Srauto matuoklis. Jis matuoja srauto greitį sistemoje. 8. Saugos įranga. 8.a). Pilnai užpildomoms sistemoms.

i) Išsiplėtimo indas. Šilumos agentas , kai jo temperatūra kyla ar krenta , plečiasi arba traukiasi. Uždaroje slėginėje sistemoje tai gali sukelti sistemos slėgio pokyčius. Išsiplėtimo indas sudarytas iš lanksčios diafragmos, kuri plečiasi arba susitraukia, prisitaikydama prie sistemos plėtimosi.

ii) Slėgio sumažinimo vožtuvas. Aukšto slėgio atveju, susijusio su sistemos veikimo sutrikimu, jis atsidaro, kad sumažintų slėgio perteklių.

iii) Slėgio matuoklis. Jis rodo slėgį saulės šildymo sistemoje, paprastai nuo 0.5 iki 1.5 baro.

9. Bakas - akumuliatorius. Jame yra vanduo paruoštas pašildymui saulės sistemoje. Vandentiekio santechnikos ir vamzdyno įrengimas Prieš analizuodami , kokiu būdu yra grupuojami komponentai į skirtingas saulės vandens šildymo sistemos grupes, mes apžvelgsime bendrus vamzdynų įrengimo reikalavimus, kurie yra įprasti visoms sistemų rūšims. Vamzdynai turi būti įrengti remiantis gera santechnikos darbų praktika. Tai reiškia:

1. Turi būti numatytos atitinkamos atramos bei fiksatoriai visiems vamzdynams, užtikrinantys visų pakopų bei nuolydžių įtvirtinimą. Tarpai tarp fiksatorių turėtų būti tokie, kad būtų išvengta vamzdynų įlinkimo.

2. Atskiros atramos sunkiems komponentams, tokiems kaip siurbliai, slėginės sistemos komponentams ir t.t.

3. Kiekvienam didesniam komponentui, kolektoriams, siurbliui, motorizuotam vožtuvui ir t.t. turėtų būti numatytos jungtys arba flanšai, leidžiantys pašalinti ar pakeisti komponentą nepjaunant vamzdyno.

4. Vamzdžių nuolydžiai turėtų būti pritaikyti sistemos drenavimui ir nuorinimui. Žemose vietose, turėtų būti įrengtos drenavimo angos, o aukštose vietose nuorinimo angos.

5. Vamzdžių trasos turėtų būti pasirinktos taip, kad taptų tiesiausiu ir trumpiausiu keliu į kaupimo cilindrą, turinčios kuo mažiau išlinkimų, turėtų būti vengiamos siauros alkūnės .



45

6. Ten, kur įmanoma, visos vamzdžių trasos turėtų turėti tęstinį nežymų nuolydį į viršų ir žemyn iš aukščiausio sistemos taško tam, kad vyktų natūralus oro pašalinimas sistemoje. Jei tai nėra įmanoma, tada turėtų būti įrengtas rankinis arba automatinis nuorinimo įrenginys galimose oro kamščių susidarymo vietose (žr. Nr.4).

Saulės vandens šildymo sistema vasaros metu dažnai pasiekia temperatūrą, kuri gerokai viršija įprastinio katilo šildymo sistemos temperatūrą, todėl reikia imtis tam tikrų priemonių, kad apsaugoti kai kuriuos komponentus, ypatingai slėginio išsiplėtimo indo membraną ir plūdinį vožtuvą bei užpildymo ir nuorinimo sistemas. Turėtume užtikrinti, kad naudojamos sistemoje medžiagos, esančios netoli saulės kolektoriaus, būtų atsparios iki 150 laipsnių temperatūrai. Atviro tipo saulės šildymo sistema Tiesioginė grandinė Tiesioginėse saulės vandens šildymo sistemose vanduo iš buitinių karšto vandens talpų yra cirkuliuojamas tiesiai per kolektorių taip tapdamas pirmine grandine. Įrengtose tiesioginės saulės vandens šildymo sistemos kai kuriais atvejais buvo prijungtos prie atskiro pašildančio cilindro, o kai kada prie esamų karšto vandens saugyklų (su papildomu šilumos šaltiniu), kurios buvo įrengtos dar prieš įrengiant saulės vandens šildymo sistemą. Tiesioginė saulės vandens šildymo sistemos dažnai naudojasi ta pačia nuorinimo anga ir tuo pačiu šalto vandens užpildymu, kuris apsaugo karšto vandens akumuliatorių.

1) Saulės kolektorius

2) Karšto vandens talpa

Karštas vanduo

Šalto vandens tiekimas

Tiesioginės saulės vandens šildymo sistemos konstravimas ir įrengimas iškelia keletą specifinių sunkumų, kuriuos reikia įveikti: • Skysčio saulės kolektoriuje ir kitose pirminės grandinės dalyse užšalimo galimybė, galinti

pažeisti medžiagas,sustabdyti srauto tekėjimą ar užkišti nuorinimo angas • Kalkių, dumblo ir kitokių nuosėdų susikaupimas saulės kolektoriuje ir pirminėje

grandinėje bei cirkuliacijos, šilumos perdavimo praradimo rizika, nuorinimo angų blokavimas ar bakterijų susikaupimas.

• Legionellos bakterijų vystymosi rizika saulės grandinėje ir tuo pačiu geriamajame ir prausimuisi skirtame vandenyje.

• Problemų su temperatūros ir slėgio perviršių keliamais reikalavimais sprendimas priklauso nuo tinkamų medžiagų ir įrengimų panaudojimo.



46

• Pašildyto vandens atgalinio srauto termosifoninio nuleidimo galimybė į šalto vandens cisterną.

• Garų ar verdančio vandens nuleidimo galimybė tiesiai į vandens čiaupų sistemą. • Stratifikacijos saulės saugyklose galinčios sumažinti sistemos efektyvumą sutrikdymo

galimybė. • Karšto vandens saugyklos, numatytos maksimaliam produktyvumui, konstravimas. • Tiesioginės saulės vandens šildymo sistemose būtina įrengti nuorinamas šilumos

saugyklas. Šios konstrukcijos ir įrengimo problemos yra apžvelgtos toliau. Skysčio saulės kolektoriuje ir kitose pirminės grandinės dalyse užšalimo galimybė, galinti sukelti medžiagų suirimą, cirkuliacijos praradimą ar nuorinimo angos blokavimą. Pagrindiniai vandens tiekėjai reikalauja, kad visi įrengimai per kuriuos teka vanduo būtų apsaugoti nuo šalčio daromos žalos. Kadangi tiesioginėse saulės grandinėse nėra galimybės naudoti antifrizą (nes jo neliktų nei čiaupuose, nei įrenginiuose), todėl svarbiausia yra užtikrinti, kad saulės kolektorius, vamzdynai ir visi kiti įrenginiai galėtų atlaikyti šalčio sąlygas arba būtų apsaugoti nuo užšalimo. Kai kurios sistemos naudoja nemetalinius „šalčiui atsparius“ kolektorius ir vamzdžius. Naudojant tokios rūšies medžiagas, vanduo grandinėje užšąla žiemos metu, o vamzdžio medžiaga išsiplečia. Siurblys, vamzdžių jungtys ir kiti sistemos komponentai taip pat turi būti pajėgūs atlaikyti šaltį. Turi būti užtikrinta, kad nuorinimo įrenginiai ar kiti didelio slėgio komponentai nebūtų sugadinti užšalus. Kita alternatyva panaudota JK, kad išvengti šalčio daromos žalos tiesioginėse sistemose, buvo bandymas išlaikyti vandens cirkuliaciją kolektoriuje naudojant siurblį. Tačiau toks būdas susiduria su siurblio sugadinimo rizika esant šalčio sąlygoms. Kalkių, dumblo ir kitokių nuosėdų susikaupimas saulės kolektoriuje ir pirminėje grandinėje bei cirkuliacijos, šilumos perdavimo praradimo, nuorinimo angų blokavimo ar bakterijų susikaupimo rizika. Tiesioginėje saulės grandinėje į pirminį kolektoriaus kontūrą nuolat patenka naujas šviežias vanduo, todėl saulės kolektoriai ir vamzdynai tokiose sistemose yra linkę apsinešti kalkėmis, ypatingai kieto vandens zonose. Į pirminę grandinę taip pat gali patekti ir kitokių kietųjų apnašų, tokių kaip dumblas. Kalkių ar dumblo sankaupos gali užkimšti sistemos vamzdyną ar patį saulės kolektorių. Tai savo ruožtu sąlygotų sumažėjusią cirkuliaciją ir šilumos perdavimą, taip sumažinant kolektoriaus efektyvumą. Blogiausiu atveju tai gali lemti klūčių susidarymą pakeliui į nuorinimo angas ar panašius aukšto spaudimo prietaisus. Kietųjų apnašų susidarymas taip gali paskatinti nepageidaujamų bakterijų susikaupimą. Jei ruošiamasi tiesioginę saulės vandens šildymo sistemą įrengti kieto vandens zonoje, turi būti imtasi priemonių prieš kalkinių nuosėdų susikaupimą, naudojant vandens minkštiklius. Tam tikrų sveikatai žalingų dalelių filtrų įrengimas taip pat turi būti numatytas prieš įrengiant tiesioginę saulės vandens šildymo sistemą. Legionellos bakterijų vystymosi rizika saulės grandinėje ir tuo pačiu geriamajame ir prausimuisi skirtame vandenyje. Tiesioginėje saulės vandens šildymo sistemoje Legionellos bakterijos, išsivysčiusios saulės pirminėje grandinėje, gali patekti į vietinę vandens paskirstymo sistemą ir tokiu būdu būti perneštos į dušus ar name esančius čiaupus.



47

Todėl prieš įrengiant tiesioginę saulės grandinę turi būti įvertinta su legionellos bakterijomis susijusi rizika. Šis rizikos įvertinimas turi apimti vamzdynų, esančių pirminėje grandinėje, medžiagos savybes (kalbant apie jos sugebėjimą apriboti arba paskatinti legionellos bakterijų augimą). Rizikos įvertinimas taip pat turi apimti galimą temperatūrą pirminės grandinės vamzdynuose bei priemones vandens, tiekiamo į čiaupus, sterilizavimui. Vamzdžiai pirminėje grandinėje turėtų būti minimalaus ilgio ir gerai izoliuoti ,kad išlaikytų pakankamai aukštą temperatūrą taip sumažinant bakterijų vystymosi galimybes. Apsauga nuo temperatūros ir slėgio perviršio, panaudojant tinkamas medžiagas ir montažą Tuo metu, kai oras yra saulėtas, o būste yra naudojama mažai karšto vandens, efektyvi saulės vandens šildymo sistema gali įšildyti karštą vandenį iki tokios temperatūros, kuri gali nuplikinti arba išgarinti jį. Kaip jau buvo minėta anksčiau šiame skyriuje, egzistuoja keletas skirtingų būdų, apsaugančių karštą vandenį nuo pernelyg aukštų temperatūrų susidarymo, ir užtikrinančių, kad įrenginio konstrukcija pati apsisaugos nuo šių nepageidaujamų temperatūrų bei slėgio susidarymo. Tokie patys reikalavimai, temperatūros ir slėgio atžvilgiu , yra taikomi visiems tiesioginės grandies medžiagų ir komponentų panaudojimui. Šios priemonės turėtų taip pat būti pakankamai patikimos, kad būtų išvengta kontakto su antrinio kontūro vandeniu be antikorozinių priedų. Be to, šios priemonės turi apsaugoti nuo nesandarumų atsiradimo ar kitokio komponentų suirimo aukštoje temperatūroje. Visi įrenginiai, turintys sąlytį su vandentiekio tiekiamu vandeniu, turi turėti tam tikra trečios pusės sutikimą, o saulės kolektoriai turi neužšalti ir atlaikyti maksimalų slėgį. Nemetalinės medžiagos, turinčios sąlytį su vandentiekio tiekiamu vandeniu, turi atitikti svarbiausias BS 6920 dalis ir būti tinkamos tiems tikslams, kuriems jas ketinama panaudoti. Jei tiesioginė saulės vandens šildymo sistema šildo saugyklą (esančią ar pakeistą), kuri turi atvirą nuorinimo angą saugykloje, turi būti įrengtas:

a) Termostatinės kontrolės prietaisas, kuris valdytų tiesioginės saulės šilumos įėjimo galingumą, arba temperatūros mažinimo ventilį, įrengtą saugyklos viršuje, pakankamai apsaugantį, kad saugyklos temperatūra nesiektų ir neviršytų 100 laipsnių temperatūros.Temperatūros mažinimo vožtuvas turėtų atitikti EN 1490 standartą ir nusistatytų savarankiškai.

b) Neautomatiškai nusistatantis šiluminės energijos išjungiklis kolektoriaus pirminio kontūro valdymui (kaip priedą bet kokiai automatinei ar savarankiškai nusistatančiai temperatūros kontrolei).

Tiesioginės vandens šildymo įrangos nuorinimo vamzdžiai neturėtų būti mažesni nei 19mm (vidinio diametro) ir turėtų būti izoliuojami nuo šalčio. Nuorinimo kanalų ilgis ir trasa neturėtų būti sumažinti. Blogai apdoroto vandens atgalinio srauto patekimo į šalto vandens cisterną galimybė, sukelianti viso vandens užkratą. Tiesioginė saulės vandens šildymo sistema dažnai yra sujungta su apsaugine nuorinimo anga ir šalto vandens papildymu iš šalto vandens cisternos. Reikia ypatingai atkreipti dėmesį į tai, kad išvengti bet kokio kiekio šalto vandens iš cisternos patekimo į šildymo sistemą per neapsižiūrėjimą grąžinant atgal (atgaline srove/termosifonavimu), taip sukeliamas vandens užkrėtimas, ypatingai kur taip pat yra šalto vandens tiekimas iš šalto vandens cisternos į dušą. Garų ar verdančio vandens įpurškimo pavojus į karšto vandens tiekimo vamzdžius ir čiaupus.



48

Neveikdamas saulės kolektorius gali pasidaryti labai karštas ir kolektoriuje vanduo gali virsti garais. Jie gali paplisti per vamzdžius į tiesioginę saulės grandinę ir greitai patekti į karšto vandens paskirstymo sistemą, ypatingai jeigu vandens srauto vamzdis, išeinantis iš saulės kolektoriaus, saugyklos viršuje yra prijungtas prie saugyklos nuorinimo angos. Jei tuo metu būtų prausiamasi po dušu, iškiltų rimtas nusiplikinimo pavojus. Vienas iš būdų išvengti tokios situacijos susidarymo rizikos būtų tiesioginės saulės pirminės grandinės (pašildyto vandens iš kolektoriaus) pajungimas žemiausiame karšto vandens saugyklos taške. Stratifikacijos saulės saugyklose sutrikdymas, galintis sukelti sumažėjusį sistemos efektyvumą. Kur tiesioginėse sistemose yra naudojamas siurblys, ten dažniausiai iškyla vandens saugyklos natūralaus susisluoksniavimo sutrikdymas, kuris atsitinka saulės saugyklose. Jei karštesnis vanduo, esantis saugyklos viršuje, yra nustumiamas žemyn dėl siurblio veikimo kolektoriaus kontūre, kolektoriaus efektyvumas sumažėja. Palyginimui, netiesioginis šilumokaitis, esantis saugyklos apačioje, sukelia mažiau susisluoksniavimo sutrikdymų šildymo metu, taip skatindamas didesnį efektyvumą. Taip sakant, kadangi tiesioginė saulės sistema neturi šilumokaičio, tai taip pat galimas ir atvirkščias veiksmas aušinimas ,kuris didina efektyvumą. Maksimalaus efektyvumo saulės sistemos saugyklos konstravimas. Yra ypatingas atvejis, kai tiesioginė saulės sistema yra sujungiama su karšto vandens saugykla (esančia ar pakeista), šildoma pagalbiniu šildytuvu. Principai, taikomi karšto vandens saugykloms netiesioginėse sistemose (kaip nustatyta 3 modulyje) taip pat taikomi ir tiesioginėms sistemoms ta prasme, kad turi būti pakankamai vandens, kurį būtų galima šildyti saulės vandens šildymo sistema (t.y. vandens, kurio nebūtų galima šildyti boileriu ar panardinamu šildytuvu). Tinkamai parinkus saugyklą, tiesioginės saulės kolektoriaus sistemos efektyvumas gali būti maksimalus. Tačiau ten, kur nėra temperatūra valdomos siurblių sistemos, vanduo, pašildytas boilerio ar panardinamo šildytuvo, gali lengvai būti išsiurbtas į kolektorių ir išgaruoti per kolektorių į atmosferą. Tiesioginių saulės vandens šildymo sistemų nesuderinamumas su aukštu vandens slėgiu (neaušinamos arba šiluminės saugyklos) ir per didelio spaudimo kontrolė. Jeigu tiesioginėse saulės vandens šildymo sistemose būtų naudojamas vanduo iš vandentiekio vamzdynų, tuo atveju vanduo kolektoriaus kontūre taip pat būtų aukšto slėgio. Ramybės būsenos sąlygomis nekontroliuojamo šilumos tiekimo metu tai gali sukelti poveikį įrangai, kurį reikia atidžiai pasverti (ir pritaikyti griežtesnius patikrintos saugos įrangos naudojimo reikalavimus). Dėl šios priežasties tiesioginės saulės vandens šildymo sistemos turėtų būti laikomos nesuderinamomis su neaušinamomis šilumos saugyklomis.



49

6 Saulės šildymo sistemos komponentų parinkimas ir

įrengimas



50

Užduotis/Žinios

Atviro tipo saulės šildymo sistemos komponentų įrengimo vietos parinkimas, konfigūracija Termosifoninio uždaro tipo saulės šildymo sistemos komponentų įrengimo vietos parinkimas, konfigūracija Leidimai Darbo laiko skaičiavimas, medžiagų kiekis, reikalingi įrankiai saulės sistemos instaliavimui Šildymo sistemos komponenčių kokybės patikrinimas Saulės šildymo sistemos optimalaus montavimo darbo laiko ir naudojamų medžiagų apskaičiavimas Atviro tipo saulės šildymo sistemos komponentų įrengimo vietos parinkimas, konfigūracija Atviro tipo saulės vandens šildymo sistemose vanduo iš buitinių karšto vandens talpų yra cirkuliuojamas tiesiai per kolektorių taip tapdamas pirmine grandine. Įrengtose tiesioginės saulės vandens šildymo sistemos kai kuriais atvejais buvo prijungtos prie atskiro pašildančio cilindro, o kai kada prie esamų karšto vandens saugyklų (su papildomu šilumos šaltiniu), kurios buvo įrengtos dar prieš įrengiant saulės vandens šildymo sistemą. Tiesioginė saulės vandens šildymo sistemos dažnai naudojasi ta pačia nuorinimo anga ir tuo pačiu šalto vandens užpildymu, kuris apsaugo karšto vandens akumuliatorių.

1. saulės kolektorius 7. vanduo į kolektorių1 2. oro sklendė 8. atbulinė sklendė 3. karštas vanduo vartotojams 9. cirkuliacinis siurblys 4. šaltas vanduo 10. sklendė “Roma” 5. reguliuojama sklendė 11. talpa-akumuliatorius 6. karštas vanduo iš kolektoriaus 12. elektrinis kaitintuvas



51

Tiesioginės saulės vandens šildymo sistemos konstravimas ir įrengimas iškelia keletą specifinių sunkumų, kuriuos reikia įveikti:

• Skysčio saulės kolektoriuje ir kitose pirminės grandinės dalyse užšalimo galimybė, galinti pažeisti medžiagas,sustabdyti srauto tekėjimą ar užkišti nuorinimo angas

• Kalkių, dumblo ir kitokių nuosėdų susikaupimas saulės kolektoriuje ir pirminėje grandinėje bei cirkuliacijos, šilumos perdavimo praradimo rizika, nuorinimo angų blokavimas ar bakterijų susikaupimas.

• Legionellos bakterijų vystymosi rizika saulės grandinėje ir tuo pačiu geriamajame ir prausimuisi skirtame vandenyje.

• Problemų su temperatūros ir slėgio perviršių keliamais reikalavimais sprendimas priklauso nuo tinkamų medžiagų ir įrengimų panaudojimo.

• Pašildyto vandens atgalinio srauto termosifoninio nuleidimo galimybė į šalto vandens cisterną.

• Garų ar verdančio vandens nuleidimo galimybė tiesiai į vandens čiaupų sistemą. • Stratifikacijos saulės saugyklose galinčios sumažinti sistemos efektyvumą sutrikdymo

galimybė. • Karšto vandens saugyklos, numatytos maksimaliam produktyvumui, konstravimas. • Tiesioginės saulės vandens šildymo sistemose būtina įrengti nuorinamas šilumos

saugyklas. Termosifoninio uždaro tipo saulės šildymo sistemos komponentų įrengimo vietos parinkimas, konfigūracija Šios sistemos nėra plačiai vartojamos dėl įrangos trūkumų. Kai skystis kolektoriuje yra karštesnis nei vanduo pašildančiame cilindre, atsiranda natūrali konvekcinė srovė, perduodanti šilumą iš kolektoriaus į pašildantį indą.



52

Pašildymo talpa

Saulės kolektorius

Pakankamas astumas, užtikrinantis natūralią cirkuliaciją

Graviatcinė cirkuliacija Skystis cirkuliuoja, kai kolektoriuje skystis karštesnisnegu talpoje

Sistemos trūkumai:

• Bakas-akumuliatorius turi būti įrengtas žemiau kolektorių, kad susidarytų natūrali cirkuliacija. Tai riboja kolektorių įrengimo galimybes statant naują, nuosavą namą.

• Vamzdynai turi būti pakankamo ilgio ir pakankamo skersmens, kad užtikrinti atatinkamą srautą.

• Vamzdžių trasų nuolydis turi būti toks, kad nesusidarytų oro kamščiai. Mažiau efektyvus, nei naudojant cirkuliacinį siurblį, ypatingai mažos saulės spinduliuotės sąlygomis.

• Vandens temperatūros valdymas yra labai sudėtingas, todėl cilindruose būtina įrengti temperatūros mažinimo vožtuvus, apsaugančiu nuo vandens užvirimo.

Sistemos privalumai:

• Nebrangi, nes nereikia cirkuliacinio siurblio ar cirkuliacinio kontrolės prietaiso. • Sistemos veikimui nereikia elektros energijos.

Šios sistemos yra paprastesnės, nei tokios pačios sistemos su siurbliais, kadangi joms nereikia siurblio, srauto matuoklio ar atbulinių vožtuvų.

Šių grandinių komponentų įrengimui ir apsaugai taikomi bendri kaip ir kitais atvejais reikalavimai.

Karšto vandens bakas-akumuliatorius turi būti įrengtas taip, kad pirminės grandinės grįžtamojo srauto išėjimas būtų aukščiau kolektoriaus viršaus. Tai užtikrins pakankamą postūmi vandens cirkuliacijai kolektoriaus kontūre prie ganėtinai žemų temperatūros skirtumu tarp vandens kolektoriuje ir bake-akumuliatoriuje.

Išėjęs iš kolektoriaus, vamzdynas turėtų pakilti stačiausiu įmanomu kampu. Tai padės pasiekti efektyviausios natūralios cirkuliacijos.

Vamzdžių skersmuo turėtų būti didesnis nei sistemose su siurbliu.

Mažoms buitinėms sistemoms tai greičiausiai būtų 22mm ar 28mm vamzdžio trasa.



53

Taisyklingai

Netaisyklingai

Bako-akumuliatorius šilumokaičio vamzdis taip pat turi būti pakankamo diametro, kad susidarytų natūrali cirkuliacija. Tai reiškia, kad didelio efektyvumo spiralės naudojamos sistemose su siurbliais, yra netinkamos naudoti šiuo atveju.

Dėl didesnio vamzdyno ir šilumokaičio spiralės diametro ir silpnos sistemos reakcijos, esant mažos arba kintančios radiacijos sąlygoms, šių sistemų efektyvumą palyginus su siurblinėmis sistemomis yra mažesnis.

Egzistuoja du sekantys termosifoninių sistemų tipai .

Manometras

Drenažinis ventilis

Išsiplėtimo talpa

Slėgio apsauga

Maitinimo ventilis Automatinis

nuorintojas

Karštas vanduo

Aukštos temperatūros apsauga




54

Drenažinis ventilis

Pašildymo patalpa


Aukštos temperatūros apsauga

Karštas vanduo

Maitinimo talpa

Komponentai, naudojami termosifoninėse grandinėse yra panašūs į anksčiau aprašytus komponentus siurblinėms sistemoms su netiesioginėmis grandinėmis.

Natūralios cirkuliacijos sistemos dėl būtinybės įrengti kaupimo indą aukščiau saulės kolektoriaus nėra plačiai naudojamos buitinėse saulės karšto vandens sistemose. Tačiau jei jos yra numatomos įrengti, turėtumėte būti informuoti, kad dažniausiai jų eksploatacinės charakteristikos yra sumažintos, todėl reikėtų pasitarti su gamintoju dėl absorberio tinkamumo.

Ypatingas dėmesys turi būti atkreiptas į tai, kad visi vamzdžių trasos nuolydžiai būtų nukreipti į viršų nuo kolektoriaus į kaupimo indą ir, kad nebūtų jokios galimybės susidaryti oro kamščiams. Turėtų būti vengiama siaurų vamzdyno alkūnių.

Užbaigtas didžiausias modulis. Prieš einant toliau prie sistemos valdymo, elektros sistemos, prašome užduoti klausimus.

Projektuojant saulės karšto vandens ruošimo sistemas būtina:

• Paskaičiuoti darbo laiką, medžiagų kiekius, parinkti reikalingus įrankiai saulės sistemos instaliavimui

• Patikrinti projektuojamos sistemos komponenčių kokybę • Paskaičiuoti saulės karšto vandens sistemos optimalius montavimo darbo laikus ir

naudojamas medžiagas.



55

7 Esamos padėties įvertinimas



56

Užduotis/Žinios Stogo dangos paruošimas, kolektoriaus ploto skaičiavimas ir saulės kolektorių orientacija Nustatyti stogo ploto (kur bus montuojamas saulės kolektorius) tinkamumą bei įvertinti visus trikdžius Nustatyti šešėlių ant kolektoriaus susidarymo vietas, panaudojant tipinius skaičiavimo metodus Įvertinti stogo konstrukcijų amžių, santvarų išdėstymus, ir kitų konstrukcinių detalių tinkamumą saulės kolektoriaus montavimui Parinkti tinkamas vietas saulės kolektoriaus komponentų montavimui (vamzdynams, armatūrai, siurbliams ir t.t.) Numatyti saugaus darbo pavojus Įvertinti saulės kolektorių montavimo trikdžius (vietiniai įstatymai, normos ir kt.) Įvertinti gyventojų pasiūlymus dėl saulės kolektorių montavimo vietos parinkimo Įvertinant esamą padėtį reikia atidžiai apžiūrėti objekto vietą:

• Nustatyti saulės kolektorių montavimo vietą. • Nustatyti priėjimo prie stogo ir pastolių pastatymo vietą. • Apžiūrėti pastogę ir nustatyti vietą per kurią prie saulės kolektoriaus būtų

lengviau prijungti vamzdžius. • Nustatyti kurioje vietoje bus statomi karšto vandens sistemos įrenginiai (talpa ir

kt.) ir kaip juos sujungti. • Įvertinti stogo konstrukciją papildomam saulės kolektoriui įrengti. • Patvirtinti, kad visi saugos ir montavimo reikalavimai buvo įvykdyti.

Kolektoriaus orientacija Kolektorius turi būti nukreiptas į pietų pusę ir palinkęs 35o kampu į horizontą (žr. 1 modulį – Įvadas apie saulės vandens šildymo sistemas), kad optimalus saulės energijos kiekis per metus patektų į kolektoriaus paviršių. Kolektoriaus orientacija ir polinkio kampas priklausys nuo namo stogo. Jei stogas yra netinkamai orientuotas, tuomet kolektoriai turėtų būti montuojami ant žemės, ant kito plokščio stogo arba tvirtinami prie sienos. Tačiau būtina žinoti, kad reikia mažinti vamzdžių ilgį nuo kolektoriaus iki talpos. Saulės kolektorių montavimo vietos reikalavimai:

1. Saulės kolektoriai turi būti montuojami šalia karšto vandens talpos, kad sumažinti vamzdžių ilgį.

2. Idealiu atveju, kolektoriai turėtų būti orientuoti į pietų pusę. Tačiau galima pakreipti tarp 30o į pietryčius ir 40o į pietvakarių pusę.

3. Idealiu, t.y. maksimalaus saulės energijos, krentančio į saulės kolektorių kiekio per metus atveju, kolektoriaus polinkio kampas į horizontą turi būti 35o. Jei polinkio kampas bus 20o ir 45o šilumos gamybai tai didelės įtakos neturės.

4. Sumontavus saulės kolektorius aukščiau nustatytose (orientacijos ir kampo) ribose, nuostoliai juose sieks mažiau kaip 5 procentus nuo optimalaus metinio energijos efektyvumo.



57

5. Sumontavus saulės kolektorius už nustatytų ribų, projektuojant reikės papildomai numatyti apie 10 procentų didesnį saulės kolektoriaus paviršių plotą. Kolektoriaus paviršiaus plotą reikės didinti, jei kolektorius orientuotas į pietvakarių pusę.

6. Nustačius tinkamą kolektoriui įrengti vietą, reikia patikrinti ar krentantis šešėlis nuo namo kamino, šalia esančių aukštesnių namų ar medžių neuždengia nuo saulės kolektoriaus paviršių.

7. Saulės kolektoriai ant pasvirusio namo stogo turi būti tvirtinami toliau nuo stogo krašto, kad būtų galima lengvai prieiti iš pastogės ir nebūtų kliūčių jungiant vamzdžius.

8. Tvirtinant saulės kolektorius, reikia įsitikinti, ar stogas išlaikys jų svorį ir ar po kolektoriaus stovu yra mažiausiai dvi gegnės tvirtinimui.

Dirbant dideliame aukštyje pastoliai turi atitikti tokius reikalavimus:

- Pakankamo aukščio ir pločio, kad darbuotojas saugiai galėtų vaikščioti ir dirbti naudojant reikiamus įrankius ir medžiagas.

- Apsaugoti nuo atsitiktinio suklupimo ar išgriuvimo. - Ant pastolių turi būti švaru ir tvarkinga. - Turi būti saugu.



58

8 Stogo darbai



59

Stogo danga būna sudaryta iš įvairių medžiagų (metalo, betono, šiferio, medžio ir t.t.), todėl montuotojas turi mokėti:

Užduotis/Žinios Įvertinti stogo dangą ir dirbti taip, kad nepažeistų dangos Montuoti stogo pertvaras Tinkamai laikyti medžiagas ir įrankius ant stogo Pjauti ir gręžti stogo dangą Užsandarinti pažeistose vietose stogo dangą Siekiant užtikrinti saugų darbą, naudoti tinkamus įrankius Tvirtinimas prie stogo Tvirtinimo reikalavimai yra:

1. Kolektorius būtina tvirtinti prie stogo konstrukcijos elementų ir negalima tvirtinti prie lentjuosčių.

arba 2. Jei nėra galimybės tvirtinti prie esamų stogo konstrukcijos elementų, tuomet reikia

tvirtinti papildomus elementus tarp stogo gegnių ir ant jų montuoti kolektorius. Kaip parodyta 1 pav. papildomi elementai turi būti tokio pačio profilio kaip ir stogo konstrukcijos elementai.

3. Jei kolektorius tvirtinamas sraigtais, tuomet turėtų būti naudojamas mažiausiai 50 mm ilgio sriegis.

4. Visi tvirtinimo elementai turi būti atsparūs korozijai ir pakankamų gabaritų, kad išlaikytų galimas apkrovas. Siurbimo apkrova gali siekti 25 kg/m2.

Skylės stogo dangoje vamzdžių tiesimui ir kitų saulės sistemos įrenginių pajungimui su kolektoriumi turi būti minimalaus dydžio, o po montavimo darbų užsandarintos naudojant silikoną.

Plokščiojo stogo konstrukcijos Vienas svarbiausių faktorių montuojant saulės kolektorius yra stogo eksploatacinis laikotarpis, todėl būtina atlikti jo stovio įvertinimą. Jei stogas tarnaus apie 10 metų, tai būtų netinkama vieta montuoti saulės kolektorius! Stogas gali būti sumontuotas iš betoninių plokščių arba gyvenamuose namuose - dažniausiai iš medinio karkaso. Kolektorių montavimas ant plokščiųjų stogų yra sudėtingas dėl sandarinimo darbų nuo aplinkos veiksnių (oro sąlygų). Todėl dažniausiai kolektoriai įmontuojami į stogo konstrukciją. Kolektoriai montuojami ant sienos Tokio tipo kolektoriai gali būti montuojami, jei namo siena yra orientuota tinkama kryptimi (pietų pusės link). Tvirtinimo rėmas, kaip parodyta 2 pav., tvirtinamas naudojant pakankamai geros kokybės mūro laikikliais. Prieš montuojant kolektorius, būtina patikrinti sienos struktūrą ir jos esamą stovį bei įsitikinti ar ji galės išlaikyti apkrovas.



60

Betoninių plokščių stogo konstrukcijos Kai plokštė yra pakankamo storio ir galima išgręžti skyles nepažeidžiant stogo dangą, saulės kolektoriams sumontuoti gali būti tvirtinamas rėmas, kaip tai parodyta 3 pav. Aplink rėmą reikia užsandarinti. Stogo danga ir konstrukcija Kiekvienu atveju, stogo konstrukcijos skirsis, todėl būtina priimti tinkamus sprendimus naudojant tvirtinimo elementus ir montuojant kolektorius, kad išvengti pavojaus rizikos dėl sandarumo pažeidimo bei apkrovos stogo konstrukcijai.

V idurin is parėm im as

Skersinis tvirtinim as

Gegnė

Pav. 1, 2, 3 Daugelis gamintojų siūlo lengvos konstrukcijos saulės kolektorių laikiklius (rėmus) atsižvelgiant į namo stogo konstrukcijų ypatybes. Jos pagamintos iš pakankamai stipraus metalo ir padengtos aliuminio miltelių dažais, kad apsaugoti nuo aplinkos poveikio. Šios konstrukcijos gali būti tvirtinamos ant stogo viršaus prie medinių gegnių. Šios gegnės parenkamos dažniausiai 100 mm x 75 mm skerspjūvio ir pakankamo ilgio, kad būtų galima



61

sumontuoti saulės kolektorius. Kolektoriai turėtų būti tvirtinami prie stogo korozijai atspariais ir apie 50 mm ilgio sraigtais. Apatinė medinių gegnių dalis, prieš jų montavimą, turėtų būti padengiama dervomis arba skystu bitumu. Vienai gegnei pritvirtinti užtenka trijų ar keturių sraigtų. Stogo dangai naudojant kokybišką mediena, ji taip pat turėtų būti padengiama dervomis ar skystu bitumu. Kitas kolektoriaus rėmo (laikiklio) tvirtinimo būdas ant stogo yra naudojant tam tikrą balastą (pvz. skaldą). Tačiau reikia įsitikinti ar stogo konstrukcijos gali išlaikyti naudojamo balasto kiekio apkrovą, kolektorius, bei jų laikiklius.



62

9 Saulės kolektorių montavimas



63

Montuojant skirtingų saulės kolektorių tipus ir esant skirtingoms stogo dangoms, montuotojas privalo mokėti:

Užduotis/Žinios Atsižvelgiant į kolektoriaus tipą ir stogo dangą, parinkti tinkamiausią kolektoriaus montavimo būdą Identifikuoti tinkamiausias įrengimo vietas, atsižvelgiant į konstrukcijos ypatumus Numatyti vamzdynų vietas Tinkamai sumontuoti papildomus kolektoriaus įrengimus Saugiai pakelti kolektorių ant stogo Saugiai dirbti aukštyje ant stogo Tinkamai sujungti kolektorius tarpusavyje Sujungti kolektorius su vamzdynais Kolektorių montavimas Kolektoriai turėtų būti montuojami griežtai pagal sveikatos ir saugos reikalavimus bei gamintojo instrukcijas. Plokštieji kolektoriai

Šie kolektoriai gali būti montuojami ant plokščio ar pasvirusio stogo arba ant žemės. Gyvenamuose namuose dažniausiai šie kolektoriai montuojami ant pasvirusio stogo. Jei namo stogas nėra visiškai tinkamai orientuotas, tuomet kolektorius gali būti montuojamas ant sienos.



64

Vitosol 200

Montavimo galimybėsVitosol 200

Montavimas ant pasvirusio stogo Apžiūrėjus stogo poziciją bei konstrukciją ir nustačius kolektoriaus montavimo vietą, reikia atlikti pasiruošimo darbus. Jei tam reikalinga ant stogo atlikti gręžimo darbus ar laikinai nuimti dalį stogo dangos, tuomet šie darbai turi būti atlikti prieš kolektoriaus užkėlimą ant stogo. Taip pat prieš tai turi būti pritvirtinti ir kolektoriaus laikikliai. Taip galima sutaupyti laiko, vietoj to, kad saulės kolektoriai nesaugiai gulėtų ant stogo.

Montuojamas kolektorius turi būti švarus ir statmenas stogui. Kad patikrinti ar teisingai sumontuotas kolektorius reikia naudoti lygio gulsčiuką.

Kadangi plokščiojo kolektoriaus atveju šilumnešis į kolektorių tiekiamas iš vieno kolektoriaus kampo apačios ir nuvedamas iš priešingo kampo viršutinėje dalyje (žr. 1 pav.), būtina įsitikinti ar sistema yra nuorinta. Išvengti oro kamščių kolektorių galima palenkti link karšto vandens išėjimo vietos.

Plokštieji saulės kolektoriai yra suprojektuoti taip, kad šilumnešis tekėtų per vieną vamzdžio viją sumontuotą horizontaliai, kad išvengti oro kamščių. Keletas tokio tipo kolektorių yra su tiesių vamzdžių sekcijomis, išdėstytomis ne lygiagrečiai ir jei jos sumontuotos horizontalioje pozicijoje – tai reiškia natūralios cirkuliacijos. Jei vamzdžių sekcijos yra lygiagrečios viena kitai, tuomet būtina įsitikinti ar jos sumontuotos horizontaliai. Tam naudojamas burbulų metodas.

Kolektorių montavimas stogo karkase

Šio tipo kolektorių dydis gali būti įvairus. Tačiau jie dažniausiai montuojami projektuojant naują namą arba naujai renovuojant stogą ir siekia apie 3 – 5 m2 kolektoriaus paviršiaus ploto. Naudojant tokio tipo kolektorius sup

Documents

SAULĖS ŠILDYMO SISTEMOS · 2015. 3. 6. · Saulės energija (trumpos elektromagnetinės bangos), praėjusi pro saulės kolektoriaus skaidrią apsauginę dangą, yra sugeriama varinių