Теплоносій для соларної системи

червень, 2013г.

Вид панелі солярної системи на даху будинку сьогодні вже не дивує нікого. Однак все ж звертає на себе увагу... Звичайно, сонце — джерело безкоштовної енергії і тепла, але використання геліосистем в нашій країні поки що залишається справою «просунутих». Відповідно, широка громадськість не особливо-то володіє інформацією з даного питання.

Цією статтею ми хочемо висвітлити одну зі складових частин сучасної геліосистеми — теплоносій, що циркулює в соларном контурі.

Функція, яка покладена на теплоносій в соларній системі — отримання теплової енергії від сонця і перенесення її до джерела споживання (системі ГВС, басейну і т. п.). Крім цього до рідини пред’являється ще ряд вимог — незамерзання при негативних вуличних температурах, термічна стабільність при перегрівах, відсутність агресивності до матеріалів геліосистеми (металів, герметиків). Все це повинно забезпечуватися складом соларного теплоносія. Давайте тепер розберемося, з чого він складається.
Основа типового теплоносія для геліосистеми — пропіленгліколь. У чистому вигляді пропіленгліколь являє собою в’язку безбарвну рідина без запаху, солодкувату на смак і жирнувату на дотик. Харчова добавка, яка використовується у виробництві сигарет, комбікормів, ліків, косметики і парфумерії. Тому теплоносії на основі пропіленгліколю вважаються екологічно безпечними і здатні біологічно розкладатися. Ще одна важлива властивість — пропіленгліколь в суміші з водою не замерзає при негативних температурах. Соларная система, розташовуючись на даху або відкритому майданчику, не повинна втрачати працездатність в зимовий період. У нашій кліматичній зоні взимку мороз може бути значним, тому теплоносій не повинен замерзати до −300С. Це і забезпечує пропіленгліколь.

Як випливає з вищевикладеного, другою складовою соларного теплоносія є вода. Щоб не забруднювати теплоносій (і обладнання) сторонніми речовинами і не збільшувати агресивність теплоносія, виробники використовують підготовлену воду, дистильовану або демінералізовану, з якої вилучені всі або більшість розчинених речовин.
І пропіленгліколь, і демінералізована вода є речовинами корозійно активними. З огляду на те, що з підвищенням температури теплоносія його агресивність збільшується в кілька разів, до складу соларного теплоносія вводять інгібітори корозії. Потрібно сказати, що теплоносій в системі контактує не тільки з металами, але і з рядом інших матеріалів (гума, хлоропрен, поліетилен, силікон і т. д.), на які впливає. Інгібітори корозії не тільки захищають метали, а й мінімізують вплив теплоносія на інші матеріали.

Поговоримо про температуру кипіння теплоносія

Пропіленгліколь починає кипіти при температурах 184-1890С. Однак будь-який теплоносій в неабиякій кількості містить воду, в результаті чого всі пропіленгліколеві теплоносії починають кипіти при незначному перевищенні 1000С. Іноді споживачі стверджують, що в описі імпортного теплоносія вказана точка кипіння, наприклад, > 1500C. Читайте документацію уважно! Ця температура кипіння вказана для КОНЦЕНТРАТУ теплоносія, який практично не містить воду. Але концентрат в контурі використовувати не можна, так як він при декількох градусах нижче нуля набуває таку в’язкість, що перестає прокачуватися. Тому концентрат перед заливкою в контур в обов’язковому порядку розводять водою до необхідної концентрації.
Здавалося б, яким чином тоді використовувати в соларній системі теплоносій, у якого температура кипіння істотно нижче, ніж необхідні робочі температури? Враховуйте, що в геліосистемі завжди присутній надлишковий тиск. Температура кипіння теплоносія зі збільшенням тиску підвищується. Якщо тиск в контурі 2 бари, теплоносій буде закипати при температурі близько 1260С, при 3 барах — почне кипіти близько 1420С, при 4 барах — близько 1500С. Нормальною вважається експлуатація, що не допускає закипання теплоносія, тобто соларна система повинна бути спроектована і побудована таким чином, щоб теплоносій не кипів.
Цьому можна запобігти різними методами:

  • прокачувати теплоносій зі швидкістю, достатньою для швидкого відведення тепла;
  • при перегріванні закривати панель за допомогою жалюзі;
  • виводити теплоносій в розширювальний бак.

І все ж іноді теплоносій закипає. Чим це погано?

При температурах понад 1700C починається термічний розклад пропіленгліколю з утворенням оксидів вуглецю. Теплоносій втрачає прозорість, набуває темний колір, втрачає свої експлуатаційні властивості. На стінках обладнання утворюється стійкий темний нагар. В результаті теплоносій вимагає заміни, а обладнання — очищення або часткової заміни елементів. Отже, не допускати закипання теплоносія або звести час кипіння до мінімуму життєво необхідно для геліосистеми.

Тепер, коли ми познайомилися зі складом і властивостями соларного теплоносія, розповімо про двох представників цього сімейства.

З імпортних теплоносіїв в солярному обладнанні найбільш часто використовується теплоносій Tyfocor LS німецького виробника TYFOROP CHEMIE GmbX. Часто обладнання йде в зібраному вигляді з вже залитим імпортним теплоносієм. Однак, коли потрібна заміна або доливання теплоносія, споживач стикається з тим, що докупити цей теплоносій окремо не завжди можливо — його може просто не бути на складі або він йде тільки в комплекті з устаткуванням.
Та й коштує імпортний теплоносій зовсім недешево.

Як альтернативний варіант розглянемо теплоносій Тепро-Солар 30П вітчизняного виробника — компанії «СТРОН». Товариство з обмеженою відповідальністю «СТРОН» виробляє теплоносії з 2005 року, 3 роки тому в зв’язку зі збільшенням попиту на геліосистеми з’явилася марка для геліосистем Тепро-Солар. Теплоносій виробляється з якісної імпортної сировини і за своїми характеристиками не поступається Tyfocor LS. З огляду на постійний попит, запас теплоносія Тепро-Солар 30П завжди присутній на складах виробника і його партнерів.
Наявність виробництва в Україні дозволяє запропонувати вітчизняному споживачеві ціну, яка істотно менше ціни на імпортні аналоги.

У таблиці наведено фізико-хімічні характеристики теплоносіїв, про які йшла мова вище. Дані взяті з технічної документації виробників.

Найменування показникак

Тепро-Солар 30П

Tyfocor LS

Густина при 200С, г/см3

1,047-1,048

1,032 - 1,035

Кінематична в’язкість при 200С, мм2

4,5

4,5 - 5,5

Температура початку кристалізації, 0С

< -30

-28

Температура кипіння при атмосферному тиску, 0С

> 100

102 - 105

Вміст води, %

50 - 52

55 - 58

Показник рН

8,5 - 9,5

9,0 - 10,5

Корозійна дія на метали, г/ м2 доб:    

 

 

Мідь

0,08

0,14

Латунь

0,07

0,29

Сталь

0,03

0,01

Чавун

0,03

0,01

Алюміній

0,03

0,02

припій

0,08

0,43

Примітка: У зв’язку з тим, що випробування по корозійній дії на метали проводяться за різними (хоча і спорідненими) методикам, їх результати були попередньо приведені до одиниць виміру, що використовуються в Україні.

Показник «Резервна лужність» пропущений свідомо, тому що розходження в методиках вимірювання і трактуваннях даного показника не дадуть читачеві об’єктивної інформації для роздумів.
Як бачимо з таблиці, теплоносії є аналогами.
Так само, як і Tyfocor LS, Тепро-Солар експлуатується не перший сезон на багатьох об’єктах по всій Україні.
В кінці хочеться додати, що офіс ТОВ «СТРОН» доступний для дзвінків в будь-який робочий день. Персонал компанії відповість на всі питання і допоможе вирішити багато супутніх завдань, пов’язаних з фасуванням, доставкою, документацією та інших.