Антифризы в солнечных установках

В солнечные летние дни панели плоских солнечных коллекторов с селективно-поглощающей пленкой нагреваются свыше 180°C, а температура вакуумированных трубчатых коллекторов поднимается до 250°C. При таких температурах возможно вскипание теплоносителя, начинается вибрация солнечных коллекторов, и иногда жидкость выливается наружу. Если при выключении тока и ремонте солнечного коллектора в трубах остается воздух, то при включении тока в коллекторе и трубах произойдут разрушения.

Когда падает нагрузка потребления, возникают излишки тепла в аккумуляторных баках. При этом появляется ряд новых проблем:

• выдержат ли материалы аккумуляторного бака новую нагрузку;
• не откажут ли в работе насосы;
• не появится ли опасность загорания в системе горячего водоснабжения.

Для предотвращения возможных нарушений в системе следует установить механизм отключения коллекторных насосов на случай повышения температуры сверх установленной нормы. Необходимо также принять во внимание возможность перегрева коллектора при отсутствии отвода тепла.

Применение антифризных растворов имеет как преимущества, так и недостатки.

Преимущества применения антифризов

1. В коллекторном контуре двухконтурной системы можно использовать насосы с малыми оборотами.
2. Обычно антифризы применяют вместе с антикоррозионными добавками; в этом случае в качестве материалов для изготовления солнечных коллекторов и трубопроводов можно использовать дешевые марки стали.
3. В системах солнечного отопления и горячего водоснабжения существуют 2 отдельных контура, разделяемых в теплообменнике, поэтому, выбрав подходящую по давлению часть контура, можно легко подключиться к водопроводной сети.
4. Не существует опасности замерзания, нет особых ограничений в градиенте температур по длине труб (для слива антифризов в нижней части системы следует установить дренажный кран).

Недостатки применения антифризов

1. Необходимо установить теплообменник. По сравнению с непосредственным обогревом температура теплоносителя должна быть выше, при этом КПД солнечного коллектора падает и выработка тепла в течение года уменьшается на 10...20%.
2. Для системы горячего водоснабжения используются антифризы на основе пропиленгликоля. Как правило, растворы одних изготовителей нельзя смешивать с растворами других изготовителей. По мере уменьшения их содержания в трубопроводах антифризы нельзя пополнять водой.
3. При использовании антифризных растворов необходимо учитывать возможность их испарения, разжижения, вскипания или просто ухудшения качества. В этой связи требуется надежная система контроля.
4. У антифризов по сравнению с водой теплоемкость и теплопроводность ниже, а вязкость выше, поэтому необходимо при их использовании устанавливать теплообменник значительно большего размера. В утренние часы, когда температура воздуха невысокая и вязкость антифриза относительно велика, требуются большие усилия по перекачке растворов, т.е. увеличивается нагрузка насоса. Днем температура воздуха растет, и насос работает в облегченном режиме.
5. Стоимость антифризов высока.
6. Если емкость расширительного бака недостаточна, то при отключении тока в коллекторе возможно вскипание раствора и выливание жидкости из расширительного бака.

Существуют антифризы, в состав которых входит водный раствор этиленгликоля, употребляемый для автомобилей, а также антифризы на основе водного раствора пропиленгликоля.

В водный раствор этиленгликоля добавляют антикоррозийные токсичные добавки на основе солей азотистой кислоты. Такие антифризы можно использовать лишь в системах солнечного отопления.

Водный раствор пропиленгликоля почти не содержит вредных веществ и его можно использовать даже в системе горячего водоснабжения.

Если для получения антикоррозийных добавок используются нетоксичные вещества, то антифризы можно применять в системах с обычными теплообменниками.

Пользоваться антифризными растворами следует очень осторожно, поскольку в зависимости от концентрации меняется температура их замерзания. Например, температура замерзания водного раствора пропиленгликоля при 30%-ной концентрации составляет -11°C, а при 40%-ной — -20°C. При проектировании системы солнечного отопления следует помнить, что температура воздуха будет влиять на выбор необходимой концентрации антифризных растворов.

Источник: http://www.svasti.ru/antifrizy_v_solnechnyh_ustanovkah