Теплоноситель для соларной системы

июнь, 2013г.

Вид панели соларной системы на крыше дома сегодня уже не удивляет никого. Однако все же обращает на себя внимание... Конечно, солнце — источник бесплатной энергии и тепла, но использование гелиосистем в нашей стране пока еще остается уделом «продвинутых». Соответственно, широкая общественность не особо-то владеет информацией по данному вопросу.

Этой статьей мы хотим осветить одну из составляющим частей современной гелиосистемы — теплоноситель, циркулирующий в соларном контуре.

Функция, которая возложена на теплоноситель в соларной системе, — получение тепловой энергии от солнца и перенос ее к источнику потребления (системе ГВС, бассейну и т. п.). Кроме этого к жидкости предъявляется еще ряд требований — не замерзание при отрицательных уличных температурах, термическая стабильность при перегревах, отсутствие агрессивности к материалам гелиосистемы (металлам, герметикам). Все это должно обеспечиваться составом соларного теплоносителя. Давайте теперь разберемся, из чего он состоит.

Основа типичного теплоносителя для гелиосистемы — пропиленгликоль. В чистом виде пропиленгликоль представляет собой вязкую бесцветную жидкость без запаха, сладковатую на вкус и жирноватую на ощупь. Пищевая добавка, которая используется в производстве сигарет, комбикормов, лекарств, косметики и парфюмерии. Поэтому теплоносители на основе пропиленгликоля считаются экологически безопасными и биоразлагаемыми. Еще одно важное свойство — пропиленгликоль в смеси с водой не замерзает при отрицательных температурах. Соларная система, располагаясь на крыше либо открытой площадке, не должна терять работоспособность в зимний период. В нашей климатической зоне зимой мороз может быть весьма существенным, поэтому теплоноситель не должен замерзать до −300С. Это и обеспечивает пропиленгликоль.

Как следует из вышеизложенного, второй составляющей соларного теплоносителя является вода. Чтобы не загрязнять теплоноситель (и оборудование) посторонними веществами и не увеличивать агрессивность теплоносителя, производители используют подготовленную воду, дистиллированную либо деминерализованную, из которой удалены все либо большинство растворенных веществ.

И пропиленгликоль, и деминерализованная вода являются веществами коррозионно активными. Учитывая, что с повышением температуры теплоносителя, его агрессивность увеличивается в несколько раз, в состав соларного теплоносителя вводят ингибиторы коррозии. Нужно сказать, что теплоноситель в системе контактирует не только с металлами, но и с рядом других материалов ( резина, хлоропрен, полиэтилен, силикон и т. д. ), на которые оказывает воздействие. Ингибиторы коррозии не только защищают металлы, но и минимизируют воздействие теплоносителя на остальные материалы.

Поговорим о температуре кипения теплоносителя.

Пропиленгликоль начинает кипеть при температурах 184-1890С. Однако любой теплоноситель в изрядном количестве содержит воду, в результате чего все пропиленгликолевые теплоносители начинают кипеть при незначительном превышении 1000С. Иногда потребители утверждают, что в описании импортного теплоносителя указана точка кипения, например, >1500C. Читайте документацию внимательно!
Эта температура кипения указана для КОНЦЕНТРАТА теплоносителя, который практически не содержит воду. Но концентрат в контуре использовать нельзя, так как он при нескольких градусах ниже нуля преобретет такую вязкость, что перестает прокачиваться. Поэтому концентрат перед заливкой в контур в обязательном порядке разводят водой до необходимой концентрации. Казалось бы, каким образом тогда использовать в соларной системе теплоноситель, у которого температура кипения существенно ниже, чем требуемые рабочие температуры?
Учитывайте, что в гелиосистеме всегда присутствует избыточное давление. Температура кипения теплоносителя с увеличением давления повышается.
Если давление в контуре 2 бара, теплоноситель будет закипать при температуре около 1260С, при 3 барах — начнет кипеть около 1420С, при 4 барах — около 1500С. Нормальной считается эксплуатация, не допускающая закипания теплоносителя, то есть соларная система должна быть спроектирована и построена таким образом, чтобы теплоноситель не кипел.
Это можно предотвратить различными методами:

  • прокачивать теплоноситель со скоростью, достаточной для быстрого отвода тепла;
  • при перегреве закрывать панель с помощью жалюзи;
  • выводить теплоноситель в расширительный бак.

И все же иногда теплоноситель закипает. Чем это плохо?

При температурах более 1700C начинается термическое разложение пропиленгликоля с образованием оксидов углерода. Теплоноситель начинает мутнеть, приобретает темный цвет, теряет свои эксплуатационные свойства. На стенках оборудования образуется стойкий темный нагар. В результате теплоноситель требует замены, а оборудование — очистки либо частичной замены элементов. Следовательно, не допускать закипания теплоносителя либо свести время кипения к минимуму жизненно необходимо для гелиосистемы.

Теперь, когда мы познакомились с составом и свойствами соларного теплоносителя, расскажем о двух представителях этого семейства.

Из импортных теплоносителей в соларном оборудовании наиболее часто используется теплоноситель Tyfocor LS немецкого производителя TYFOROP CHEMIE GmbX. Часто оборудование идет в собранном виде с уже залитым импортным теплоносителем. Однако, когда требуется замена либо доливка теплоносителя, потребитель сталкивается с тем, что докупить этот теплоноситель отдельно не всегда возможно — его может просто не быть на складе либо он идет только в комплекте с оборудованием.
Да и стоит импортный теплоноситель совсем недешево.

В качестве альтернативного варианта рассмотрим теплоноситель Тепро-Солар 30П отечественного производителя — компании «СТРОН». Общество с ограниченной ответственностью «СТРОН» производит теплоносители с 2005 года, 3 года назад в связи с увеличившимся спросом на гелиосистемы появилась марка для гелиосистем Тепро-Солар.

Теплоноситель производится из качественного импортного сырья и по своим характеристикам не уступает Tyfocor LS. Учитывая постоянный спрос, запас теплоносителя Тепро-Солар 30П всегда присутствует на складах производителя и его партнеров.

Наличие производства в Украине позволяет предложить отечественному потребителю цену, которая существенно меньше цены на импортные аналоги.

В таблице приведены физико-химические характеристики теплоносителей, о которых шла речь выше.
Данные взяты из технической документации производителей.

Наименование   показателя

Тепро-Солар 30П

Tyfocor LS

Плотность при 200С, г/см3

1,047-1,048

1,032 - 1,035

Кинематическая вязкость при 200С, мм2

4,5

4,5 - 5,5

Температура начала кристаллизации, 0С

< -30

-28

Температура кипения при атмосферном давлении, 0С

> 100

102 - 105

Содержание воды, %

50 - 52

55 - 58

Показатель рН

8,5 - 9,5

9,0 - 10,5

Коррозионное воздействие на металлы, г/м2 сут:

медь

0,08

0,14

латунь

0,07

0,29

сталь

0,03

0,01

чугун

0,03

0,01

алюминий

0,03

0,02

припой

0,08

0,43

Примечание: В связи с тем, что испытания по коррозионному воздействию на металлы проводятся по различным (хотя и родственным) методикам, их результаты были предварительно приведены к единицам измерения, используемым в Украине.

Показатель «Резервная щелочность» пропущен сознательно, так как различия в методиках измерения и трактовках данного показателя не дадут читателю объективной информации для размышления.

Как видим из таблицы, теплоносители являются аналогами.

Так же, как и Tyfocor LS, Тепро-Солар эксплуатируется не первый сезон на многих объектах по всей Украине.

В заключении хочется добавить, что офис ООО «СТРОН» доступен для звонков в любой рабочий день. Персонал компании ответит на все вопросы и поможет решить многие сопутствующие задачи, связанные с фасовкой, доставкой, документацией и прочее.