Zasyfonowanie instalacji solarnej

1. Wstęp

Instalacja solarne zaliczane są do instalacji hydraulicznych, co powoduje, że narażone są tym samym na podobne problemy wynikające z ich nieprawidłowego wykonania, rozruchu i eksploatacji. Niezależnie od skali instalacji, czy jest to mikro instalacja z jedną pętlą lub bardziej rozbudowana instalacja z szeregowo-równoległym układem kolektorów słonecznych, istnieje możliwość wystąpienia niepożądanego zjawiska jakim jest potocznie nazywane w hydraulice tzw. „zasyfonowanie”. Jest to nic innego jak zapowietrzenie instalacji w stopniu uniemożliwiającym obieg czynnika roboczego/grzewczego.

2. Przyczyny zasyfonowania instalacji

Zjawisko to spowodowane jest w dużej mierze poprzez:

• a) wadliwe ułożeniem przewodów tworzących instalację,
• b) nieuwzględnienie spadków na trasie przewodów,
• c) występowaniem „górki syfonu” w danej instalacji powiązane z niekompletnym odpowietrzeniem takiej instalacji.

Zdarza się też, że zasyfonowanie powodowane jest brakiem odpowietrznika w szczytowym punkcie instalacji lub jego uszkodzenie, zawieszenie się bądź pozostawienie go w pozycji otwartej, powiązane z niekompletnym odpowietrzeniem takiej instalacji. Zasyfonowanie może także być spowodowane nieszczelnością w instalacji która najpierw objawia się wyciekiem płynu z instalacji i spadkiem ciśnienia, często aż do osiągnięcia poziomu ciśnienia atmosferycznego. W trakcie słonecznego dnia w skutek rosnącej temperatury i rozszerzalności cieplnej czynnika grzewczego zwiększa on swoją objętość powodując wzrost ciśnienia i dalszy wyciek płynu z instalacji. Sytuacja odwraca się po zachodzie słońca, ponieważ płyn zmniejsza swoją objętość w wyniku spadku temperatury, co wywołuje podciśnienie w instalacji i w efekcie powietrze najpierw jest zasysane przez nieszczelność po czym unosi się ku górze. Zjawisko to powtarzające się każdego dnia prowadzi do zasyfonowania instalacji.

3. Rozpoznanie zasyfonowanej instalacji

Zasyfonowanie przejawia się przede wszystkim brakiem przepływu czynnika grzewczego w instalacji pomimo ciągłej pracy pompy obiegowej. Spowodowane jest to niemożnością pompy do fizycznego przepchnięcia danej ilości powietrza które w instalacji tworzy zasyfonowanie. Wyłączanie i ponowne włączanie pompy obiegowej powoduje jedynie chwilowe ruchy płynu w instalacji kończące się najczęściej ponownym zatrzymaniem obiegu czynnika grzewczego. Zdarza się, że ciśnienie generowane przez pompę „porywa” część powietrza tworzącą zasyfonowanie. Powietrze porwane przez krążenie spowodowane pracą pompy zostaje rozbite na drobniejsze pęcherzyki i krąży po całej pętli instalacji, co jest słyszalne i widzialne w przypadku rotametru cieczowego z wizjerem umożliwiającym wgląd do instalacji.

4. Skutki zasyfonowania instalacji.

Omawiane zjawisko często jest przyczyną cyklicznego porannego nie włączania się pompy obiegowej pomimo słonecznej pogody. Usterka ta powiązana jest z zaburzonym/zaniżonym wskazaniem czujnika temperatury kolektora. Źródłem problemu jest zasyfonowany kolektor słoneczny a dokładniej jego część w której znajduje się czujnik temperatury. Obecność powietrza w miejscu pomiaru temperatury powoduje błędny odczyt temperatury czynnika grzewczego znajdującego się w kolektorze. Spowodowane jest to pęcherzem powietrza izolującym czynnik grzewczy od czujnika. Nie od dziś wiadomo że powietrze to dobry izolator, lecz w tej sytuacji powoduje on zaburzenia lub spore opóźnienie w prawidłowym odczycie temperatury kolektora co dla automatyki jest jedną ze składowych powodujących załączenie pompy obiegowej. W efekcie zasyfonowania instalacji zmniejsza się ilość ciepła użytecznego odebrana z kolektorów słonecznych, co obniża ich efektywność. Prowadzi to do zmniejszenia stopnia pokrycia zapotrzebowania na ciepło przez instalację solarną, co wpływa na wzrost zużycia energii ze źródeł konwencjonalnych (olej, gaz, węgiel, elektryczność). Powiązane z tym koszty znacznie wydłużają czas zwrotu inwestycji w instalację solarną. Niewystarczająca ilość ciepła odprowadzana z kolektora słonecznego w warunkach dużego nasłonecznienia prowadzi do osiągania temperatury stagnacji, co przyczynia się do szybszej eksploatacji samego kolektora oraz poszczególnych elementów instalacji.

5. Podsumowanie.

Nieumiejętnie wykonana instalacja solarna może być przyczyną kilku wyżej opisanych usterek, co może prowadzić do bardziej poważnych awarii. Aby ich uniknąć należy pamiętać o fachowym wykonawstwie i rzetelnym odpowietrzaniu instalacji, zwłaszcza tych, które nie posiadają armatury odpowietrzającej.

W celu uniknięcia kłopotliwego zjawiska jakim jest zasyfonowanie instalacji solarnej oraz zapewnienia jej długotrwałej i prawidłowej pracy zaleca się poprawne odpowietrzanie za pomocą odpowiednich zestawów pompowych do tego przeznaczonych. Zarówno do pierwszego uruchomienia jak i naprawy już istniejących instalacji podczas prowadzenia czynności serwisowych, niezbędna jest obecna na rynku stacja pompowa wyposażona w zbiornik płynu oraz pompę dużej wydajności. Urządzenie to umożliwia odpowietrzanie, napełnianie do ciśnienia roboczego jak i płukanie każdego typu instalacji (podłogowych, centralnego ogrzewania, solarnych, wymienników ciepła, itd. ). Należy zwrócić uwagę, że specjalistyczna stacja pompowa nie tylko usprawni i przyśpieszy wykonywane prace podczas uruchomiania i odpowietrzania instalacji hydraulicznej ale i pozwoli zapobiec jej zafyfonowaniu.