Probleme de fierbere în instalațiile solare termice.
Creșterea prețurilor la energie încurajează tot mai mulți utilizatori să investească în surse alternative de alimentare cu energie. Sfera principală de aplicare a instalațiilor termice solare este furnizarea de apă caldă, totuși, recent, a existat o tendință crescătoare de utilizare a unităților termice solare pentru a susține încălzirea. În aceste setări, o zonă mare de colectoare este utilizată pentru a obține o cantitate suficientă de energie termică în sezonul de încălzire, ceea ce duce la o perioadă de stagnare a instalării în timpul verii mult mai lungă.
Când stagnarea (fierbere) este generată, sunt generate sarcini termice ridicate, dar în majoritatea cazurilor acest lucru nu reprezintă o amenințare la adresa instalației termice solare. O sarcină mare testează lichidul de răcire. La temperaturi de peste 160 °, începe procesul de descompunere a amestecului fără îngheț, pe bază de propilenglicol. Aceasta determină o "îmbătrânire" rapidă a lichidului de răcire, formarea aerului în circuitul solar și distrugerea lichidului de răcire. Ca rezultat, se formează produse de dezintegrare lichidă asemănătoare rășinii care aderă la pereții interiori ai sistemului de distribuție, rezultând o îngustare a diametrului, o scădere a debitului de volum și o reducere a capacității instalației. În cel mai rău caz, acest lucru poate duce la defectarea colectorului.
În ultimii 10 ani, productivitatea colectorilor a crescut în mod semnificativ, ceea ce conduce, de asemenea, la un risc crescut atunci când instalația stagnează. Ca o consecință, temperatura de stagnare în colectoarele de vid poate ajunge la peste 300 ° C.
Caracteristicile proceselor de regim de stagnare
Și faza - extinderea lichidului de răcire
După oprirea pompei circuitului solar, temperatura în colector crește, în locul fierbinte există abur. În acest moment, există o ușoară creștere a presiunii în circuitul solar-termic cauzată de expansiunea lichidului.
Faza AI - deplasarea lichidului de răcire din rezervor
Vaporii care rezultă elimină lichidul de transfer de căldură din rezervor. Volumul de abur din rezervor crește rapid, ceea ce duce la o creștere rapidă a presiunii. Punctul de fierbere este mărit. A doua fază este completă atunci când aburul a atins conexiunile hidraulice ale colectorului.
Pentru trecerea în continuare a procesului de stagnare, faza a doua este decisivă. Cu cât mai multă cantitate de căldură va fi expulzată din colector, cu atât va rămâne mai puțin lichid pentru a forma abur
Faza III - fierberea lichidului de răcire în rezervor
Suportul de căldură, care nu a fost forțat să iasă din rezervor, numai prin fierbere și transformare într-o ieșire de abur a colectorului. Volumul de abur și presiunea în circuitul termic solar continuă să crească și să atingă valoarea maximă.
Faza IV - creșterea concentrației de propilen glicol
După atingerea valorii maxime a presiunii în circuitul solar, cantitatea de lichid de răcire din rezervor continuă să scadă. Deoarece agentul de răcire din circuitul solar este un amestec de apă și propilenglicol, atunci când se formează vaporii din colector, concentrația de glicol din amestec crește. Punctul de fierbere al glicolului pur este mai mare, ceea ce duce la o creștere suplimentară a temperaturii în colector și cauzează o încărcare termică mai mare asupra lichidului de răcire. La sfârșitul celei de-a patra faze, cantitatea de abur din conductă scade și numai colectorul rămâne umplut cu abur.
Faza V - umplerea rezervorului cu lichid de răcire
Când puterea radiației solare scade, temperatura din colector scade, ceea ce duce la condensarea vaporilor. În circuitul helio-termic, presiunea scade, membrana din rezervorul de expansiune strânge lichidul de răcire și astfel sistemul este auto-umplut.
Degradarea proprietăților lichidului de răcire
Majoritatea sistemelor termice solare utilizate ca un amestec de lichid de răcire antigel, care constă din 60% apă și 40% propilen glicol, care protejează sistemul de conducte de efectele scăzute ambiant apă temperatury.Obychnaya ca agent de răcire este utilizat doar în unitățile de încălzire solară de Paradigma sau sezoniere instalatii termosifon.
În plus față de funcțiile de lichid de răcire antigel trebuie să îndeplinească următoarele criterii: au un proprietăți non-toxice, cu vâscozitate mică, preț optim, conductivitate termică ridicată, pentru a proteja componentele sistemului împotriva coroziunii și au o durată lungă de viață. amestec de apă-glicol este o combinație de diverși aditivi, cum ar fi inhibitorii (aditiv incetineste sau se opreste reactii chimice), stabilizatori și compuși alcalini care reduc pH-ul, reducând astfel efectul coroziv al lichidului asupra componentelor vegetale și creșterea vieții de funcționare.
Un dezavantaj al propilen glicol este o degradare lentă a lichidului sub influența oxidare și a sarcinii termice. Oxidarea apar acizi organici care scad valorile pH-ului, ceea ce duce la coroziune a componentelor în instalații termice solare. compuși alcalini care sunt adăugați la acizii organici lichizi neutralizați, dar în cele din urmă proporția scade. Ele determină alcalinitatea rezervei de lichid în valoare procentuală. Rezerva alcalinitate - este un fel de indicator care să arate restul de proprietăți anticorozive ale lichidului de răcire. Conform producătorului Tyforop Chemie fluide companie glicol, care produce cel mai comun mediu de transfer de căldură pentru sistemele solare termice „Tyfocor“, înlocuirea sa este necesară în cazul în care o alcalinitate rezervă de 10%, în starea inițială, cifra este de 100%.
Deteriorări datorate degradării proprietăților lichidului de răcire
Temperatura înaltă în colector, care poate fi cauzată de stagnarea instalației, duce la descompunerea termică a agentului de răcire. La temperaturi peste 160 ° C, există mesaje active care conduc la degradarea compușilor alcalini. Temperatura servește ca un catalizator pentru acest proces. Cu stagnare, lichidul de răcire este forțat să iasă din colector prin abur, dar în cazul colectorilor de vid de tipul fluxului (colectori cu un tub în formă de u sau coaxial), lichidul nu este deplasat în volum total. Suportul de căldură care rămâne în rezervor este expus la o temperatură ridicată, iar procentul de propilen glicol din amestec crește, ceea ce duce la o creștere a punctului de fierbere. Propilen glicolul începe să fiarbă, în colector se formează produse de descompunere polimerice asemănătoare rășinii, care nu se dizolvă în lichid și pot bloca complet sistemul colector.
Descompunerea lichidului de răcire cauzată de procesul de stagnare poate duce la deteriorarea totală a instalației termice solare.
Există mai multe strategii care pot reduce sarcina instalației de la momentul de stagnare, unele dintre ele sunt luate în considerare la planificarea. Obiectivul principal pentru a reduce posibilitatea de formare a aburului în rezervor și pentru a preveni supraîncălzirea teplonositelya.Dostizhenie acest rezultat este posibil în mai multe moduri. O modalitate de a proteja sistemul de supraincalzirea este de a realiza un sistem de circuit hidraulic conform principiului Drayna Beck (Drain-Back), adică atunci când temperatura critică, circuitul solar se oprește pompa și agentul de răcire se unește în containerul suplimentar. Unii producători sugerează utilizarea unui agent de răcire special radiator pentru răcire sau rezervor tampon. Alții oferă un rezervor de stocare rece prin colector în timpul nopții.
Atunci când apa este folosită ca agent de răcire pentru instalațiile solare, această problemă își pierde relevanța. Apa nu modifică proprietățile chimice de la o stare agregată la alta. De asemenea, apa are proprietăți fizico-chimice mai bune, ceea ce permite o unitate de timp să acumuleze o cantitate mai mare de energie termică într-un anumit volum și necesită mai puțin timp și zonă de schimb de căldură pentru transferul de energie. Principalul avantaj al apei este prețul, care nu afectează creșterea costurilor curente în timpul funcționării instalației termice solare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: