W systemach, w których nośnikiem ciepła jest ciecz, drobne detale decydują o żywotności całej instalacji. Rodzaj czynnika, jego stężenie i czystość obiegu wpływają na sprawność wymiany ciepła oraz na tempo korozji elementów. Coraz częściej użytkownicy instalacji solarnych i innych układów grzewczych zwracają uwagę nie tylko na kolektory i sterowniki, ale też na to, czym i jak napełniają oraz uzupełniają obieg. To właśnie tutaj wchodzi w grę sprzęt do przetłaczania i dozowania płynów.
Czynnik grzewczy to nie zwykła woda
W obiegach solarnych medium roboczym najczęściej jest roztwór glikolu propylenowego z wodą oraz pakietem inhibitorów. Taka mieszanka ma za zadanie nie zamarzać zimą i nie wrzeć podczas letniej stagnacji, gdy temperatura w kolektorze potrafi przekroczyć sto kilkadziesiąt stopni. Z czasem inhibitory się zużywają, płyn zmienia odczyn i traci właściwości ochronne, co przyspiesza korozję.
Wymiana lub uzupełnienie czynnika wymaga wtłoczenia go do zamkniętego obiegu pod odpowiednim ciśnieniem, często z jednoczesnym odpowietrzeniem układu. Ręczne napełnianie bywa uciążliwe i nieprecyzyjne, a niedokładne wymieszanie składników prowadzi do miejscowego osłabienia ochrony przeciwzamrożeniowej. Dlatego do tego zadania używa się urządzeń przetłaczających, które potrafią pracować z lepkim, chemicznie czynnym płynem.
Urządzenie odporne na czynnik chemiczny
Do przetłaczania glikolu i podobnych cieczy dobrze nadaje się konstrukcja, w której medium nie ma kontaktu z wirnikiem ani uszczelnieniem obrotowym. Rozwiązaniem spełniającym te wymagania jest pompa membranowa, przetłaczająca płyn dzięki naprzemiennemu ruchowi dwóch przepon. Ciecz wędruje przez zamknięte komory i zawory zwrotne, a elementy z nią stykające się można dobrać z tworzyw odpornych na działanie glikolu i inhibitorów.
Ta cecha ma znaczenie praktyczne. Wersje z korpusem z polipropylenu lub PVDF oraz przeponami z materiałów fluorowanych nie reagują z czynnikiem, więc płyn nie ulega zanieczyszczeniu produktami korozji samego urządzenia. Czystość napełnianego obiegu przekłada się na mniejsze ryzyko osadów w kolektorze i wymienniku, a tym samym na stabilniejszą sprawność wymiany ciepła.
Dokładność ważniejsza niż wydajność
W dozowaniu chemii nie chodzi o przetłaczanie dużych ilości, lecz o precyzję. Modele w wersji dozującej, jak choćby cyfrowe pompy Grundfos z serii DDA, pozwalają ustawić dawkę z wysoką dokładnością i utrzymać ją niezależnie od zmian ciśnienia w układzie. Dzięki temu można powtarzalnie podawać inhibitor, korektor odczynu czy biocyd, nie zdając się na oko i przypadek.
Praca z lepkim medium i samozasysanie
Roztwór glikolu jest gęstszy od wody, zwłaszcza w niskiej temperaturze. Konstrukcja przeponowa radzi sobie z podwyższoną lepkością lepiej niż drobne pompy wirowe, a zdolność do samozasysania pozwala pobierać płyn wprost z kanistra ustawionego niżej niż urządzenie. Nie trzeba więc zalewać układu ani przenosić ciężkich pojemników na wyższy poziom.
Uzdatnianie i pielęgnacja obiegu wodnego
Poza samym czynnikiem solarnym urządzenia dozujące znajdują zastosowanie tam, gdzie trzeba wprowadzać chemię do wody. W układach uzupełnianych wodą wodociągową kontroluje się twardość i odczyn, by ograniczyć odkładanie kamienia na gorących powierzchniach. Precyzyjne podawanie środków zmiękczających czy stabilizujących pozwala utrzymać parametry wody w pożądanym zakresie bez przedawkowania preparatów.
Podobny mechanizm sprawdza się w obiegach, w których okresowo prowadzi się dezynfekcję lub płukanie chemiczne. Możliwość odmierzenia dokładnej dawki i wprowadzenia jej do układu bez rozszczelniania instalacji ułatwia serwis i ogranicza kontakt obsługi z preparatami.
Bezpieczeństwo i szczelność układu
Praca z gorącym glikolem i preparatami chemicznymi wymaga dbałości o szczelność. W konstrukcji przeponowej medium porusza się w zamkniętym torze, więc ryzyko wycieku podczas napełniania jest ograniczone. Brak uszczelnienia obrotowego eliminuje typowe miejsce przecieków, które w innych pompach pojawia się wraz ze zużyciem dławnicy.
Istotna jest też odporność na krótkotrwałą pracę bez cieczy. Podczas napełniania obiegu zdarza się, że kanister się opróżnia zanim obsługa zdąży zareagować. Urządzenie zasilane powietrzem lub odpowiednio zabezpieczona konstrukcja dozująca zniesie taką sytuację bez uszkodzenia, co przy jednoosobowej obsłudze instalacji bywa realnym udogodnieniem.
Kiedy wymieniać czynnik i jak się do tego przygotować?
Glikol w obiegu solarnym nie służy w nieskończoność. Producenci zwykle zalecają kontrolę jego stanu co kilka lat, a wymianę wtedy, gdy odczyn spadnie poniżej bezpiecznego poziomu lub gdy pomiar wykaże utratę właściwości przeciwzamrożeniowych. Przegrzania podczas letniej stagnacji przyspieszają starzenie płynu, dlatego instalacje mocno obciążone latem wymagają częstszej uwagi.
Sama wymiana obejmuje spuszczenie starego czynnika, przepłukanie obiegu i napełnienie go świeżym roztworem o właściwym stężeniu. Na każdym z tych etapów przydaje się sprzęt zdolny do przetłaczania płynu w obie strony oraz do wytworzenia ciśnienia potrzebnego do wypełnienia całego układu, łącznie z odcinkami prowadzonymi wysoko na dachu. Dobrze dobrane urządzenie skraca tę pracę i ogranicza kontakt obsługi z gorącą, chemicznie czynną cieczą.
Odpowietrzanie i stabilność przepływu
Powietrze uwięzione w obiegu to częsta przyczyna gorszej pracy instalacji z cieczą roboczą. Pęcherze zakłócają przepływ, obniżają sprawność wymiany ciepła i potrafią powodować hałas. Podczas napełniania warto więc łączyć wtłaczanie płynu z odpowietrzaniem, prowadząc proces do momentu, aż z układu przestaną wydobywać się pęcherzyki.
Stabilny, powtarzalny strumień płynu ułatwia to zadanie. Konstrukcja przeponowa daje wprawdzie tłoczenie pulsacyjne, ale równomierne, co przy odpowiednim prowadzeniu procesu pozwala skutecznie wypchnąć powietrze ku odpowietrznikom. Efektem jest obieg wypełniony samą cieczą, pracujący ciszej i przekazujący ciepło zgodnie z założeniami projektowymi.
Jak dobrać sprzęt do własnej instalacji?
Wybór warto zacząć od rodzaju płynu i jego lepkości, bo to od nich zależy dobór materiału przepon i korpusu. Następnie określa się wymagane ciśnienie napełniania oraz to, czy zadaniem jest jednorazowe przetłoczenie większej ilości czynnika, czy raczej powtarzalne, precyzyjne dozowanie niewielkich dawek. Te dwa scenariusze prowadzą do różnych konfiguracji urządzenia.
Dla właściciela instalacji solarnej praktyczny wniosek jest prosty. Dbałość o czynnik grzewczy — jego wymianę we właściwym momencie, poprawne stężenie i czystość obiegu — przekłada się na lata bezawaryjnej pracy kolektorów. Odpowiednio dobrany sprzęt do przetłaczania i dozowania płynów jest cichym, ale ważnym elementem tej układanki, o którym warto pomyśleć, zanim korozja albo osady dadzą o sobie znać spadkiem uzysków.
