Jaki płyn solarny stosuje się w kolektorach słonecznych ?

piątek, 20 kwietnia 2012

W tym poście zajmiemy się kwestią doboru płynu solarnego do instalacji kolektorów słonecznych.

W cennikach firm sprzedających kolektory słoneczne możemy spotkać się z tajemniczą substancją o nazwie płyn solarny. Czym jest i do czego służy płyn solarny ?

Płyn solarny to medium przenoszące ciepło z kolektora słonecznego do wymiennika. Powinien on mieć odpowiednią temperaturę zamarzania, gdyż kolektor i rurki doprowadzające płyn solarny do wymiennika są położone na zewnątrz budynku. Kolektory są montowane na stałe, a więc są usytuowane na dachu nawet w czasie silnych mrozów. W czasie zimy prawie nikt nie odłącza kolektorów od instalacji podgrzewania ciepłej wody, a więc płyn solarny musi mieć odpowiednią temperaturę zamarzania.

Najczęściej jako medium transmitujące ciepło w instalacjach solarnych stosuje się glikol propylenowy. Odpowiednie jego stężenie gwarantuje wytrzymałość instalacji na niskie temperatury.

Korzystając z poniższych tabel należy wybrać żądaną temperaturę krzepnięcia czynnika. Najczęściej przyjmuje się -30 st. C.
Tabela 1. Stężenie procentowe glikolu w zależności od gęstości roztworu.
Tabela 2. Temperatura zamarzania roztworu i odpowiadająca temu proporcja składników.

Mając odpowiednią temperaturę zamarzania glikolu propylenowego, wiemy ile powinniśmy zmieszać ze sobą koncentratu glikolu i wody. Jeśli chcemy znać stężenie procentowe roztworu, to możemy dodać w odpowiednich proporcjach masę glikolu i wody tak, aby otrzymać w wyniku 1000 l (1 m3 roztworu), a następnie z tabeli 1 przeliczyć to na stężenie procentowe. 
Lepiej jednak skorzystać z wzoru na obliczanie stężenia procentowego roztworu, gdzie wpisujemy jedynie masy substancji rozpuszczanej i rozpuszczalnika.

gdzie:
  • Cp to stężenie procentowe [%]
  • ms to masa substancji rozpuszczanej [g]
  • mr to masa roztworu [g]
  • mrozp to masa rozpuszczalnika [g]
 Dla odporności glikolu na zamarzanie wynoszącej -30 st. C jest to:
Cp=4,9 / (4,9+5,3) * 100% = 48 %.

Aby więc otrzymać roztwór glikolu propylenowego odpornego na temperaturę -30 st. C, należy go zmieszać w proporcjach 4,9 kg glikolu na każde 5,3 kg ( 5,3 litra ) wody. Gęstość roztworu wynosić będzie wtedy ok. 1018 kg/m3, a stężenie będzie wynosić 48 %.
Glikol propylenowy jest jednak stosunkowo drogi. Kolektory konstruowane i montowane samodzielnie przez majsterkowiczów mogą być zalane glikolem etylenowym. W handlu jest dostępne borygo, które jest 50 % roztworem glikolu etylenowego z zawartością środków antykorozyjnych. Borygo posiada temperaturę zamarzania -35 st. C i jest stosowane m.in. w chłodnicach samochodowych. W tym wypadku należy pamiętać o jednej bardzo ważnej zasadzie, a mianowicie że glikol etylenowy jest silnie trujący. Należy więc zapewnić szczelność instalacji kolektorów słonecznych, aby zapobiec wyciekom glikolu.

Porównanie cen boryga i glikolu propylenowego
5 litrowa bańka borygo kosztuje ok. 30 zł. 20 litrów 42% roztworu glikolu propylenowego kosztuje ok. 160 zł.Glikol taki posiada temperaturę zamarzania wynoszącą -35 st. C.
Podstawowa różnica jest taka, że glikol propylenowy jest bezpieczny w stosowaniu i w 100% biodegradowalny.
Cenowo wypada tak, że glikol propylenowy jest droższy o ok. 30 %.

Kontrola glikolu w instalacji solarnej
Bez względu na rodzaj glikolu stosowanego w instalacji solarnej, musi on mieć pewne właściwości fizykochemiczne. Glikol w instalacji solarnej należy sprawdzać co 2 lata. Po pierwsze należy sprawdzać temperaturę zamarzania glikolu. Jeśli wynosić ona będzie -26 st. C lub więcej, to glikol należy wymienić. Do takiego badania wykorzystuje się refraktor. Po drugie jeśli odczyn pH roztworu jest mniejszy od 7, to glikol należy również wymienić. Sprawdzenie takie wykonuje się wskaźnikiem pH.


0 komentarzy:

Prześlij komentarz