VGF&HKL szaklap

Átfolyó rendszerek

Átfolyó rendszer XXXL méretben

2013. március 7. | VGF&HKL online |  2891 | |

Az alábbi tartalom archív, 7 éve frissült utoljára. A cikkben szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

A 2013-as évre tervezett pályázati források több közintézmény, hivatali épület elavult központi fűtési rendszerének megújulását, illetve az eddigi energiafelhasználás jelentősebb csökkenését eredményezhetik. Erre a feladatra a most bemutatott, napenergiával támogatott rendszer talán innovatív alternatívát mutathat ott, ahol a fűtésrásegítést, valamint a használati melegvíz-készítést hatékonyan, de az eddig alkalmazott megoldásokhoz képest mégis másként kell megoldani.

A napsütés jó, általában mindenki szereti, napjainkban pedig az épületgépészet különösen. Sajnos nincs elég belőle egész évben, de ne panaszkodjunk, mert nyáron néha még az is sok, amit nyújtani tud. Telepített szolár rendszereink erről talán többet tudnának „mesélni”: családi házaknál telepített szolár melegvíz-készítő berendezéseknél is gyakori probléma, hogy a tűző napsütésben – felmelegített használati melegvíz-tároló esetén, egyéb hőfogyasztók hiányában – nem tudjuk a kollektorok által termelt hőmennyiséget hasznosítani. A stagnálás egy teljesen természetes, mégis nem kívánt jelenség a nyomás alatt működő szolár berendezéseknél, így kézenfekvő az olyan típusú megoldás előtérbe helyezése, amelynél ez a fizikai folyamat eleve kizárt. Újdonság, hogy az alábbiakban bemutatott rendszer nem csupán használati melegvíz-készítésre, hanem fűtésrásegítésre is alkalmazható úgy, hogy a túlméretezett kollektor-mező egyáltalán nem okoz problémát. De ne szaladjuk ennyire előre...

Miért pont a drainback elv?

Önmagában az még nem mindig elegendő érv, hogy nincs stagnálás, illetve túlhevülés, viszont a drainback megoldásoknál nincs gőzképződés a szolár rendszerben, így kisebb az alkotóelemek termikus terhelése, a napenergia felvétele pedig – szükség és napsütés esetén – folyamatosan lehetséges. Ennek köszönhetően magasabb a szolár nyereség, miközben csökkenthető a puffertároló szükséges mérete.

További érv, hogy ennél a rendszermegoldásnál jobban elkerülhető az utánfűtő hőtermelő felesleges indulása, amellyel alacsonyabb energiafelhasználás érhető el. A 2. ábrán látható példában bemutatott rendszer kevesebb tervezési műveletet igényel, mert alapvetően csak az előírt telepítési szabályokat kell betartani. Nyomásmentes a szolár kör, így nem kell attól tartani, hogy levegő szorul a szolár körbe. A drainback elvvel jelentősebb kockázat nélkül, rugalmasan kombinálható egymással a kollektor-felület és tároló-űrtartalom, ennek köszönhetően egyszerűbb a pályázati támogatás előírásainak vagy azok követelményeinek teljesítése, illeszkedve az adott épület specifikus jellemzőihez.

Felépítés és működés

A rendszer két energiaforrásból (gáz és napenergia) táplálkozik, ahol az utánfűtő hőtermelő (1) egy nagyobb teljesítményű, például 100 kW-os fali kondenzációs hőtermelő. Ennek a készüléknek a fűtési előremenő ágán egy – alaphelyzetben a fűtési puffer felé nyitott – rugós váltószelep (LP/UV1) található, amelynek működtetését a központi szolár rendszerszabályozó (13e) látja el. Természetesen a melegvíz-készítés fűtővizes puffere a fűtéshez képest előnyt élvez, így a gázkészülék – az előre beprogramozott időablakon belül – addig fűti a használati melegvíz-készítés pufferének felső részét, amíg az SP1 érzékelő hőmérséklete el nem éri a kívánt értéket. Ebben a pufferben az SP1 és TD2 érzékelők közötti űrtartalmat kizárólag a szolár rendszer fűti fel (ettől függetlenül ebbe a zónába más, alternatív energiaforrást hasznosítható hőtermelő is beköthető), így ide nem kell gázzal felfűtött, „felesleges” energiamennyiséget bevinni.

Az SP1 érzékelő áthelyezésével a felső komfortzóna „kiterjedése” bármikor módosítható (pl. a téli időszakban, csekély szolár hozam esetén). A fűtés puffere sorba van kötve a melegvíz-készítés tárolójával, azonban a fűtési osztó előremenő vezetéke még a pufferbe történő bekötés előtt helyezkedik el. A fűtési körök szivattyúi (HKa-P; HKb-P) kizárólag keverő-szeleppel (HKa; HKb) csatlakoztathatók, mert ezzel egyrészt jobban szabályozhatók az egyes körök, nem „borul fel” a puffer belső rétegződése, másrészt az esetleg túlhevült puffer semmilyen esetben sem okozhat az alacsony hőmérsékletű körben túlfűtést. Ebben a fűtési pufferben csak 1 db hőmérsékletérzékelő (SP2) található, amelynek parancsolt értékét az adott időpillanatban legmagasabb hőmérsékletű fűtőkör paramétere határozza meg.

A két, akár eltérő tájolású és drainback elven működő kollektor-mező egy-egy saját drainback szolár töltőállomással (26c) rendelkezik. A töltési és szivattyú-működtetési feladatokat az állomás saját vezérlése látja el, ahol az integrált vezérlőegység kezelőfelülete lehetővé teszi az összes rendszer-specifikus paraméter beállítását, illetve optimalizálását. A szolár töltőállomást a gyártó által meghatározott geodetikus magasságkülönbséggel és az előírt átmérőjű, valamint maximális hosszúságú rézvezetékkel kell a kollektormezőhöz bekötni. A szükséges hőhordozó folyadék-mennyiséget a beépített visszafolyó tartály tartalmazza, így ez a megoldás – többek között – a felhasznált szolár hőhordozó folyadék mennyisége szempontjából is rendkívül takarékos.

A két darab, kaszkádba kötött drainback szo-lár töltőállomás összehangolt működését a központi rendszerszabályozó (13e) felügyeli. Mindkét állomáshoz egy-egy külső rétegtöltő szelep (UV 5.1 és UV 5.2) is csatlakozik (ezek feszültségmentes állapotban a fűtési puffer felé nyitnak). A fűtési, illetve a használati melegvíz-üzem közötti átváltás hőmérsékletét a szolár állomások belső vezérlése számítja ki, illetve határozza meg a kívánt kifolyó melegvíz-hőmérséklet függvényében. A töltési folyamat – a rétegtöltő váltószelepek állásától függetlenül – akkor indul el, ha a fűtési puffer alsó részén elhelyezett T6 hőmérsékletérzékelő, illetve a kollektor-mező érzékelői (T5.1 és T 5.2) között létrejött a bekapcsoláshoz szükséges hőmérsékletkülönbség.

Nagymennyiségű meleg víz készítése átfolyó rendszerrel

A frissvizes állomás (26b) felépítése és működése Magyarországon sem ismeretlen fogalom már, így ez a cikk most eltekint ennek bemutatásától. A nagyteljesítményű belső lemezes hőcserélőnek köszönhetően 1 db frissvizes modul is jelentős melegvíz-hozam biztosítására képes, ezek kaszkád kapcsolásával azonban a társasházi melegvíz-komfort lefedése sem lehetetlen feladat – átfolyó rendszerben! A frissvizes állomás kaszkád telepítéséhez erre alkalmas fali tartó és külső motoros zónaszelep (KV1; KV2) szükséges, amit minden egyes állomás közvetlenül működtet. Természetesen az összes frissvizes állomás saját buszcímmel rendelkezik az eBUS hálózaton belül. Abban az esetben, ha szükség van cirkulációs szivattyúra is, akkor azt az 1-es címzéssel ellátott állomáshoz kell csatlakoztatni (ez a szivattyú közvetlenül kapcsolódik ennek az állomásnak az elektromos egységéhez). Az önálló frissvizes állomások címzésével azt határozzuk meg, melyik modul lesz a „master” és melyek a „slave” egységek (a „master” állomás az 1-es címet kapja).

A „vezér” modulhoz kapcsolódó kaszkád szelep (KV1) majdnem mindig nyitva van. Minden esetben a „master” térfogatáram-mérő határozza azt meg, hogy hány darab állomás bekapcsolása szükséges. Abban az esetben, ha az adott pillanatban igényelt tömegáram kisebb, mint a „vezér” modul fizikailag lehetséges csapolási mennyisége, akkor nem kell a többi frissvizes modult bekapcsolni (ilyenkor az összes többi kaszkád szelep zárva marad). Akkor, ha a csapolt mennyiség meghaladja az állomásra jellemző mennyiség 90%-át, kinyit a következő állomás kaszkád szelepe, és feloszlik a kívánt csapolási mennyiség. Ennek következtében a tömegáram ismét 90% alá csökken a primer modulon. Ha a tömegáram tovább emelkedik, és újból eléri a kb. 90%-ot, akkor újabb kaszkád szelep kap vezérlő jelet, és nyit ki. Érdekesség, hogy a „slave” egységek vezérlése nem mindig ugyanabban a sorrendben történik. Abban az esetben, ha a tömegáram 30% alá esik, lezár az egyik kaszkád szelep, és így tovább. Ha valamelyik állomással probléma van, akkor lezár a „master” modul KV1 kaszkád szelepe is. Eközben az összes további kaszkád szelep kinyit, minden állomás komfortbiztosító üzemmódba vált, és közben ennek megfelelő hibaüzenetet küld.

Alkalmazási lehetőségek

Ez a megoldás alapvetően a többlakásos társasházak, a kisebb, illetve közepes méretű szállodák, közintézmények (pl. iskolák vagy sportcsarnokok) és a kisebb üzletek, illetve irodaépületek innovatív rendszere lehet. A kollektor-mező engedélyezett túlméretezése miatt magasabb a szolár lefedettség, amely télen is lehetőséget biztosít a fűtésrásegítésre (ez a fűtési időszak alatt nagyobb energia-megtakarítást jelent). Nem kell attól tartani, hogy a hibásan méretezett szolár tágulási tartály miatt leáll a rendszer, valamint a szolár berendezés csekélyebb termikus hőterhelést okoz a szolár rendszer alkotóelemein. A drainback tartály közel van a kollektor-mezőhöz, kevesebb a csatlakozás, kisebb a visszafolyó tartály, és a csekélyebb szolár hőhordozó folyadék miatt mérsékeltebb a hibalehetőségek száma. Fagybiztonság szempontjából a szolár hőhordozó közeg jobb, mint a víz, azaz nem kell fagyásból származó károktól tartani, ha a felső szolár kör nem tud teljesen leürülni. Ezen kívül nincs korróziós veszély sem, mert hőhordozó közeg inhibitorokat is tartalmaz.


Kérjük, szánjon pár pillanatot a cikk értékelésére. Visszajelzése segít a lap és a honlap javításában.

Hasznos volt az ön számára a cikk?

 Igen

 Nem