Szolár rendszerek

2013/5. lapszám | Fördős Norbert |  7325 |

Figylem! Ez a cikk 13 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).

Előző lapszámunkban részletesen bemutattuk a drainback elven működő szolár állomás felépítését, illetve alkalmazási lehetőségeit. Kitértünk azokra az előnyökre, amelyek alapján ez a termék a nyomás alatt működő szolár berendezésekhez képest valós alternatívát kínál, ezenkívül felsoroltuk a főbb tervezési kritériumokat is.

Cikksorozatunk második, befejező részében röviden felsoroljuk a drainback elven működő szolár töltőállomás elhelyezésével kapcsolatos legfontosabb műszaki kritériumokat, bemutatjuk az állomás saját szoftverének belső mechanizmusát, ezen kívül közre- adunk egy, a hétköznapi gyakorlat során alkalmazott rendszerkapcsolási sémát is.

A tervezést, illetve a kivitelezést a drainback rendszereknél roppant megkönnyíti, hogy nem kell előtét- és tágulási tartályt méretezni, szükségtelen hőhordozó folyadékmennyiséget számolni, valamint gondoskodni a stagnálás elkerüléséről. A drainback rendszert jóval kevesebb alkotóelem képezi, ennek köszönhetően installálása egyszerűbb, és kevesebb hibaforrást is tartalmaz.

A telepítéssel kapcsolatos legfontosabb követelmények

Drainback rendszerről van szó, így feltétlenül figyelembe kell venni a gyártó által előírt maximális geodetikus magasságot, valamint a vízszintesen fektetett vezetékek megkövetelt minimális lejtését. Ennél a berendezésnél – ellentétben a nyomás alatt működő szolár rendszerekkel – csak sima felületű réz csővezetékek (tehát nemesacél gégecsövek nem) használhatók. Fontos kritérium még, hogy a kollektormező csak szimmetrikus kialakítású lehet, illetve semmi esetre sem léphető át az előírt belső keresztmetszetű szolár csővezeték maximális hossza. Általában ez a gyártó által megadott adatszolgáltatástól függ, így ennek számítási lépéseit nem kell külön elvégezni, mert összefoglaló táblázat adja meg a telepített kollektorok darabszámának függvényében alkalmazható csővezeték-átmérőket, valamint azok maximális hosszúságát. Ha ezt mégis mi magunk szeretnénk elvégezni, ismerni kell a kollektormezőben a szolár hőhordozó folyadék mennyiségét, és annak összekötő csővezetékeiben ezen kívül szükséges a high-flow és az átöblítő üzem nyomásvesztesége is. A csőhálózat kalkulációja során ugyanúgy számításba kell venni a csőhálózat és az átöblítő üzem nyomásveszteségeit, mert csak ennek függvényében lehet a teljes belső csővezetékrendszer űrtartalmának és a töltőüzem nyomásviszonyainak figyelembe vételével a maximálisan alkalmazható csővezeték-hosszúságot számolni (végeredményként mindig a legalacsonyabb értéket kell figyelembe venni).

A drainback állomás szoftvere csak akkor kapcsolja be a szolár kör szivattyúját, ha a T5 és T6 hőmérsékletérzékelők közötti hőmérsékletkülönbség elérte az előre beállított értéket.

Amennyiben ez a feltétel teljesül, elindul a hőelvonás az állomás lemezes hőcserélője felé, amit először egy magas tároló-hőmérsékletet igénylő üzemi fázis követ (ezt a végfelhasználó által előre megadott üzemmód és az ahhoz kapcsolódó előírt tárolóhőmérséklet szabályozza). Az automatikus (önműködő) üzemmódban a fűtési és melegvíz-készítési üzemállapotok, illetve a T üzem között a váltás automatikus. Ezzel a funkcióval lehetővé válik, hogy a tárolót két zónában – egy előre megadott időterv szerint (beállítás a központi rendszerszabályozón) – napenergiával fűtsük fel.

Ha be vannak állítva a kívánt hőmérsékleti értékek, a fűtési és melegvíz-készítési üzem átkapcsolási pontja nem változtatható meg.

A végfelhasználó által ezek az előzetes beállítások természetesen újra paraméterezhetők, azonban a szükséges melegvíz-hőmérsékletnek 1 K-nel magasabbnak kell lennie, mint a fűtési üzem kívánt értéke.

Az automatikus (önműködő) üzemmódban a szolár szabályozónak az alábbi prioritásai vannak:

• Prioritás 1: a melegvíz-zóna töltése.
• Prioritás 2: a fűtési zóna töltése.
• Prioritás 3: T üzem 10 K hiszterézissel a tároló előremenő és visszatérő hőmérsékletérzékelője között (ha meghaladtuk a kívánt értékeket, vagy más okok miatt nem érhetők el).

A teljes rendszer felépítése, illetve működése

A több hőtermelőből, valamint különböző hőforrásokból „táplálkozó” fűtési rendszerek központi eleme a rétegtöltésű puffertároló (4). A puffer különlegessége, hogy lényegében egy fűtési puffert, illetve egy „használati melegvíztárolót” egyesít önmagában, belső hőcserélők nélkül. A különböző célokra felhasználható, eltérő hőmérsékletű fűtővíz optimális belső rétegződését ütköző lemezek és beáramlás-csillapítók támogatják, ezen kívül a puffer belül egy elválasztó lemezt is tartalmaz, amely ugyan biztosítja az átrétegződést, viszont megakadályozza a teljes belső egyensúly felborulását. Az összes hőtermelő (1) és hőfogyasztó a pufferre csatlakozik, ahol a feltöltés több síkon, az adott hőforrás fűtési hőmérsékletének függvényében, belső összekötő csővezetékek segítségével történik.

A használati melegvíz-készítés átfolyó rendszerben, a puffertároló palástjára közvetlenül felszerelhető frissvizes állomás (26b) segítségével biztosított. A csapolás megkezdését beépített áramlásérzékelő méri, ahol a fokra pontos kifolyó használati melegvíz-hőmérsékletet a primer kör fordulatszám-szabályozott szivattyúja, valamint a beépített motoros keverőszelep garantálja.

A tároló (4) összesen 3 db hőmérsékletérzékelőt igényel ahhoz, hogy felügyelhető legyen a puffer teljes töltése. A felső szenzor (SP1) feladata kettős: egyrészt ez korlátozza a maximális felfűtést, másrészt ez az érzékelő felel azért, hogy a központi rendszerszabályozó (13e) programozott melegvíz-készítési időablakain belül garantálható legyen a kívánt használati melegvíz-hőmérséklet. Ez a szenzor a puffer névleges űrtartalmának kb. 10%-át felügyeli.

A melegvíz-készítés alsó érzékelője a TD2 szenzor: ennek tetszőleges pozicionálásával lehet befolyásolni azt, mekkora puffer-részt (tehát meghatározott hőmérsékletű fűtési vizet) tartsunk készenlétben a használati melegvíz-készítés számára. Ezzel tehát nem csak a felfűtési időt, a szo-lár rendszer kihasználtságát, hanem a legnagyobb melegvíz-komfortot is döntő módon befolyásoljuk. A TD2 és SP1 érzékelők közötti űrtartalomrészt a rendszer természetesen először az alternatív energiaforrásokkal próbálja felfűteni, így gázzal csak akkor kell ezt a fűtővíz-mennyiséget utánfűteni, ha a programozott időablakig nem érjük el a rendszerszabályozó által megkívánt hőmérsékleti szintet. A harmadik érzékelő (SP2) már a fűtésért felel: szerepe teljesen analóg a hidraulikus váltók esetén alkalmazott „gyűjtő-hőmérséklet” érzékelővel, azaz parancsolt értéke az adott pillanatban előírt, legmagasabb hőmérsékletigényű fűtőkörrel azonos. A példában bemutatott rendszerkapcsolási sémán jól látható, hogy a gázkészülék (1) a puffert csak hidraulikus váltóként „használja”, mert minimális a gázzal melegített fűtési puffertároló rész (a fűtési hőtermelő előremenő csonkja, valamint az osztó bekötése a puffer azonos síkján, egymással bizonyos távolságra/szögben elhelyezett pontokon történik).

Az önálló, kizárólag keverőszelepes (HK2; HKa) fűtési körök saját – fordulatszám-szabályozott – szivattyúit már a központi rendszerszabályozó működteti a távvezérlők (13a) által kért hőmérsékletek és időprogramok alapján. Többkörös fűtési rendszerek esetén természetesen már szükség lehet bővítő modulra (13b) is, amely további – keverőszelepes – fűtési körök integrációját biztosítja. A saját termikus biztosítással rendelkező vegyes tüzelésű kazán (1) a külső termosztatikus visszakeverő szelep (39) beállításának megfelelően tölti a puffert, így itt a rendszerszabályozónak semmilyen ráhatása sincs erre a hőtermelőre.

A példában szereplő – a központi rendszerszabályozóval eBUS-kompatibilis – gázüzemű, fali hőtermelő nem rendelkezik belső váltószeleppel, így nem csak az előremenő ágba kell rugó-visszatérítésű motoros váltószelepet (LP/UV1) beépíteni. Ennek szerepe, hogy a pufferben található különböző szenzorok parancsolt hőmérsékletigényének függvényében „tereljük” a hőtermelő által előállított, meghatározott hőmérsékletű fűtővizet.

Ebbe a rendszerbe természetesen további hőtermelők integrálhatók – akár utólag is, ahol a töltés akkor a legoptimálisabb, ha minél több hőtermelő képes egymással közös csatornán kommunikálni.

---