Tecnica solare - Paradigma Italia

Riparazione dei guasti nei sistemi con glicole
Informazioni tecniche
Tecnica solare
Impianti solari difettosi mostrano nella maggior parte
dei casi uno o più effetti tra i seguenti:
• Messaggio di guasto tramite la regolazione solare
• Calo di pressione o difetti di tenuta
• Fluido solare con carico termico troppo elevato
• Troppo poco rendimento solare nel bollitore
Di conseguenza il montaggio, la messa in servizio e la
manutenzione influiscono molto sul funzionamento
sicuro e sulla durata dell’impianto solare.
1. Messaggio di guasto tramite la regolazione solare
Il significato dei diversi codici guasto è spiegato nel
manuale della regolazione solare. Dal momento che
tutti i codici di guasto, escluso il codice di guasto 20
(nessun flusso o flusso ridotto), indicano direttamente
un cortocircuito o un’interruzione dei sensori interessati,
solamente il codice di guasto 20 viene descritto qui di
seguito più dettagliatamente.
• Regolazione solare MES Versione V 1.0 – V 2.0 senza
visualizzazione del codice di guasto
• Regolazione solare MES Versione V 3.10 – V 3.51
Codice di guasto 20, se per più di 10 minuti il salto
termico tra
TSA-TSE > 60K, con sensore del collettore PT 1000
(CPC) e DIP 4 = on (LFS)
TSA-TSE > 50K, con sensore collettore NTC
(collettore piano) e DIP 4 = on (LFS)
TSA-TSE > 50K, con sensore collettore PT 1000
(CPC) e DIP 4 = off (STR)
TSA-TSE > 40K, con sensore collettore NTC
(collettore piano) e DIP 4 = off (STR)
La pompa solare resta disattivata a partire dall’apparire del messaggio guasto fino allo spegnimento dello
stesso.
• Regolazione solare MES Versione V 3.72 – V 3.80
Codice di guasto20, se la temperatura del collettore
è per più di 28 min.
TSA > 130° (valido per PT 1000 e NTC)
Con messaggio guasto 20 la pompa solare resta
disattivata fino a TSA < 65 °C. Ciò significa che la
regolazione solare sblocca la pompa al più tardi il
giorno successivo.
Di conseguenza il codice di guasto 20 è visualizzato
sulla regolazione solare qualora, con pompa solare in
funzione, il salto termico nel circuito collettore (fino a
V 3.51) o la temperatura del collettore (a partire da
V 3.72) s’innalza troppo e dunque si crea un flusso
troppo ridotto.
Le cause di ciò sono molto varie e vanno dalla pressione troppo bassa (formazione troppo precoce di
vapore), un rubinetto a sfera chiuso o un guasto della
pompa, fino alla presenza d’aria nell’impianto o all’intasamento del circuito solare.
2. Calo di pressione o difetti di tenuta
La causa di un calo di pressione può essere, oltre ad
un evidente difetto di tenuta, anche un’insufficiente
volume di acqua o una perdita nascosta di vapore.
Se la MS ha sfiatato, è probabile che il volume dal
vaso di espansione (MAG) sia esaurita.
3. Fluido solare sottoposto a carico termico troppo elevato
Il fluido solare sottoposto a carico termico troppo elevato si riconosce grazie alle seguenti caratteristiche:
• Odore penetrante
• Colorazione bruna o nera
• Residui appiccicosi nel circuito, formazione
di catrame, residui “galleggianti”
• Conduttanza > 400 µS/cm
(si veda misurazione conduttanza THIT1706 )
© by Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG. Con riserva di modifiche tecniche.
Attenzione!
Residui neri di glicole all’esterno di raccordi
a vite con perdite non dipendono dallo
stato del fluido solare nel circuito solare.
THIT1951 V 1.0.1 01/09
1
Analisi dei guasti negli impianti solari con glicole
Suggerimento: Pompa di lavaggio pulita
Nel caso di impianti solari già esistenti, in cui lo stato
del fluido solare non sia noto (per esempio durante il
lavori di manutenzione), consigliamo in linea di principio di non far fluire subito il liquido nella stazione di
lavaggio, bensì di versarne prima un campione (per
esempio il volume dal vaso di espansione) in un
contenitore.
Dopo averne considerato l’odore e l’aspetto è presto
chiaro se il fluido solare sia sottoposto ad un carico
termico molto elevato o meno.
Questo procedimento evita l’eventuale e difficile pulizia
della pompa di lavaggio da residui appiccicosi con
diluente o altri solventi.
Attenzione: i solventi possono danneggiare le guarnizioni e le parti in materiale plastico della pompa di
lavaggio!
Una volta che i residui appiccicosi sono seccati,
risultano molto difficili da rimuovere.
Pulizia del circuito solare da residui appiccicosi
I residui appiccicosi nel circuito solare si possono
rimuovere molto efficacemente nella maggior parte dei
casi con acqua calda. Minimo a 60° C, meglio a 80°!
Attenzione: pericolo di scottature. Più l’acqua è calda
e più facilmente verrannorimossi i residui appiccicosi.
Durante questo procedimento è importante in particolar modo che anche lo scambiatore di calore venga
irrorato dall’acqua calda, poiché altrimenti i residui
appiccicosi aderiscono di nuovo alla superficie. Poiché
il vaso di espansione non viene irrorato dall’acqua
calda, esso deve essere in ogni caso sostituito.
Ulteriori dettagli sono indicati nel THIT1876.
Possibili cause per fluido
solare soggetto a carico
termico (troppo velocemente)
Conseguenza
Risoluzione
Vaso di espansione montato su
impianto errato
A causa del vuoto formatosi nel
circuito solare è più facile che
entri aria nel circuito.
Porre il vaso d’espansione da 35
– 150 L sul pavimento o su una
console
Vaso di espansione collegato alla
mandata o al di sotto della
pompa
A causa del freno di gravità nel
ritorno il fluido può uscire solo
attraverso la mandata. Nel caso
di collegamento alla mandata,
“surriscaldamento” del vaso d’espansione. La pressione del
sistema sale fortemente -> alta
temperatura di ebollizione nel
collettore.
Collegare il vaso d’espansione
nel ritorno al di sopra della
pompa.
3
Pressione d’esercizio o pressione
mandata troppo alta
Punto di ebollizione troppo alto.
Regolare la pressione d’esercizio e la pressione mandata
secondo l’altezza statica tra
vaso d’espansione e collettore.
THIT1703 pagina 8
4
Vaso d’espansione troppo
piccolo
La mandata solare sfiata, la
pressione sale troppo in fretta: il
punto di ebollizione diventa
troppo alto.
Determinare con precisione la
grandezza del vaso d’espansione THIT1703 pagina 8
1
2
2
Cause del carico termico del fluido solare
Il glicole subisce un carico termico maggiore
all’aumentare della temperatura e del tempo
di permanenza.
Perciò la pressione del sistema e la disposizione delle
tubature dell’impianto solare rivestono una grande
importanza e devono essere regolati in modo tale che
il liquido solare evapori già a 140 – 150 °C. Poiché il
vapore ha un volume 500 volte maggiore rispetto
all’acqua allo stato liquido, è sufficiente che solo una
piccolissima parte (circa 0,3 %) del contenuto del
collettore evapori,perché il collettore si riempia in tal
modo di vapore. Il contenuto del collettore, in quanto
liquido con temperatura di ebollizione di 140 - 150 °C,
viene semplicemente spinto fuori dal collettore e spostato verso il vaso di espansione. In tal modo nel collettore resta solo una quantità molto piccola di fluido
solare e quindi si riscalda fino a temperature di 300 °C.
Nel caso di disposizione sfavorevole delle tubature
(per esempio sul colmo del tetto), se l’impianto è
fermo nel collettore rifluisce condensa.
Inoltre la presenza d’aria nel circuito solare, in
combinazione con le alte temperature, favorisce
la decomposizione termica del fluido solare con la
possibile formazione di oli di catrame.
Infine scorie di rame nel circuito solare accelerano
enormemente le reazioni chimiche e agiscono inoltre
da materiale di riempimento per i residui appiccicosi.
Affinché il guasto non si ripeta, è perciò importante
determinare la cause del carico termico del fluido
solare. La seguente tabella serve a tale scopo.
THIT1951 V 1.0.1 01/09
© by Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG. Con riserva di modifiche tecniche.
Analisi dei guasti negli impianti solari con glicole
Possibili cause per fluido
solare soggetto a carico
termico (troppo velocemente)
Conseguenza
Risoluzione
5
Troppo poco volume nel vaso
d’espansione
Il circuito solare in caso di bassa
temperatura attira aria: l’aria
penetra nel fluido solare.
Regolare la pressione d’esercizio e la pressione mandata
secondo l’altezza statica tra
vaso di espansione e collettore.
THIT1703 pagina 8
6
Tubazioni solari al di sopra del
collettore senza sifone
La condensa rifluisce continuamente dalla tubazione solare nel
collettore surriscaldato.
Posizionare la tubazione solare
al di sopra del collettore con
sifone
7
Scorie nel tubo CPC, poiché il
collettore non era coperto prima
della messa in servizio.
Ciò accelera enormemente
la decomposizione termica
di LS.
Coprire sempre il collettore
svuotato con telo di protezione
dal sole
Impianto rimasto a lungo senza
energia elettrica o pompa a lungo
difettosa
Il fluido solare si concentra ogni
giorno di più durante ogni fase
di evaporazione. Il punto di
ebollizione sale.
Non lasciare l’impianto a lungo
senza corrente. Riparare velocemente guasti alla pompa
Collettori collegati in serie con
posizioni diverse rispetto al sole.
Cattiva taratura di collettori collegati in parallelo.
Una parte del campo del collettore può evaporare troppo precocemente: la pompa spinge il
fluido nel settore surriscaldato.
Montare un secondo sensore
del collettore con commutatore
di sensore. Taratura idraulica per
collettori collegati in parallelo
Lavaggio privo d’aria insufficiente
Aria penetra nel fluido solare.
Invecchiamento precoce.
Lavare il circuito solare
a fondo privo d’aria con 5 l/min
minimo con tubo di rame da
15 mm. Nel caso di scambiatore
di calore da 1" o più spesso collocare alla mandata un rubinetto
di lavaggio supplementare.
THIT1702
Mandata e ritorno con collegamento al collettore scambiato
Il sensore viene subito raffreddato all’attivarsi della pompa: nel
lato opposto del collettore
si forma già vapore, ne risultano
moltissime ore di
non funzionamento del sistema
e poco rendimento solare.
Scambiare la posizione della
mandata e del ritorno al
collettore
Il sensore del collettore TSA non
è inserito correttamente nel bulbo
a immersione
L’impianto non si spegne.
L’impianto si surriscalda con
pompa attiva.
Inserire correttamente il sensore
del collettore TSA nel bulbo a
immersione
Manutenzione carente
Il fluido solare non viene
sostituito tempestivamente.
Durante la manutenzione annuale controllare nel fluido solare:
8
9
10
11
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- antigelo (densità)
- anticorrosione (valore pH)
- carico termico
(conduttanza)
© by Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG. Con riserva di modifiche tecniche.
THIT1951 V 1.0.1 01/09
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Analisi dei guasti negli impianti solari con glicole
Altezza statica H
tra il punto più
alto dell’impianto e
e il vaso
d’espansione
0 ... 5 m
5 ... 10 m
10 ... 15 m
15 ... 20 m
Volume nel
vaso d’espansione
in % della
capacità nominale
del contenitore
14 %
12,5 %
11 %
10 %
pressione
mandata
pressione
d’esercizio
A
2,0
2,5
3,0
3,5
bar
bar
bar
bar
2,5
3,0
3,5
4,0
bar
bar
bar
bar
4. Troppo poco rendimento solare nel bollitore
I dubbi più frequenti del gestore dell’impianto riguardo
al rendimento solare sono dovuti all’impressione che la
caldaia attivi troppo spesso il postriscaldamento o che
la temperatura nel bollitore non sia abbastanza alta. Il
fatto che il rendimento solare indicato nella regolazione
sia troppo basso viene invece messo in dubbio piuttosto raramente.
In linea di principio esistono diverse possibilità per
calcolare approssimativamente il rendimento solare
considerando un determinato periodo (rendimento
annuale, rendimento giornaliero, rendimento attuale
sul momento).
Il metodo più semplice consiste nel verificare la potenza solare o il rendimento giornaliero nei modi seguenti.
Verifica della potenza dell’impianto
Tramite la potenza indicata dalla regolazione:
(nel momento attuale, con il 100 % di numero di giri
della pompa)
Tramite il rendimento giornaliero indicato
dalla regolazione:
(con esercizio normale)
Irraggiamento solare in W/m2
(Esempi di potenza solare secondo varie condizioni
atmosferiche)
Emax., diretto = 1000 W/m2
Emax., diffuso = 500 W/m2
Epioggia
= 100 W/m2
Rendimento giornaliero massimo
(in estate con irraggiamento molto buono)
RGmax. = 3 kWh/m2d
Grado di rendimento del collettore
ηcoll. = 50 – 60 % con buon irraggiamento
Esempio con 3 x CPC 21 azzurro
(Superficie d’apertura = 3 x 3,5 m2, Eirragg. = 800 W/m2)
Eimpianto = Eirragg. x Aapertura. coll. x
ηcoll.
Eimpianto = 800 W/m2 x 3 x 3,5 m2 x 0,5
Eimpianto = 4,2 KW
Esempio con CPC 40 Allstar
(Superficie di apertura = 4,0 m2, Eirragg. = 800 W/m2)
RGmax.
= 3 kWh/m2d x 4,0 m2
RGmax.
= 12 KWh/d
In caso di buone condizioni possono essere letti di
sera sulla regolazione circa 12 kWh di rendimento
giornaliero.
In alternativa è possibile calcolare approssimativamente la quantità di energia annuale o il rendimento totale
annuale.
Disponibilità di energia solare in Germania in un anno
(energia all’anno)
circa 1000 – 1100 kWh/m2a
Rendimento solare alla regolazione per anno con flusso regolato correttamente
• Impianto AC circa 400 – 500 kWh/m2a
• Impianto AC e riscaldamento solare parziale circa 300 – 400 kWh/m2a
Campi di collettori sovradimensionati in estate spesso non sono in funzionamento.
Perciò il rendimento per m2 è sempre minore.
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THIT1951 V 1.0.1 01/09
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Analisi dei guasti negli impianti solari con glicole
Aumento della temperatura nel bollitore
La temperatura non deve essere considerata come
equivalente dell’energia nel bollitore, poiché a seconda
della stratificazione della temperatura le differenze di
temperatura possono variare molto.
Spesso si considera erroneamente solo la temperatura
nella parte superiore del bollitore come equivalente al
rendimento solare.
In realtà è molto difficile calcolare la potenza termica in
kWh nel bollitore sotto forma di aumento di temperatura,
poiché molti altri fattori che vi influisconoassumono un
ruolo più o meno significativo. Per esempio:
• Capacità bollitore incluse installazioni supplementari
come scambiatori di calore
• Postriscaldamento, per esempio tramite caldaia
• Tipologia di prelievo da parte del gestore
(portata, temperatura, velocità del flusso)
• Conduttura di circolazione
(temporizzazione, portata, perdita di temperatura)
• Isolamento termico del bollitore
(collegamenti microcircolazione, eventualmente
anche con sifone)
Quindi è possibile fare un calcolo approssimativo
esclusivamente in presenza di determinate condizioni
marginali.
Durante le ore di rendimento solare di una giornata
• non deve essere presa acqua calda
• non deve essere in funzione la circolazione
• è meglio chiudere i collegamenti alla caldaia,
disattivare la caldaia
• deve essere definita la capacità del bollitore nel
raggio d’azione dello scambiatore di calore solare
(ciò è particolarmente difficile in quanto, a seconda
della temperatura, può salire calore solare dalla
parte inferiore alla parte superiore).
• deve essere misurato l’aumento di temperatura nel
bollitore dall’alto verso il basso a seconda del raggio
d’azione dello scambiatore di calore solare.
Controllare il collettore
Nel caso in cui sorgano dubbi sul rendimento del
collettore, esso può essere verificato rispondendo
alle seguenti tre domande.
• Lo specchio è difettoso?
• Il vuoto nei tubi è difettoso?
(Un tubo difettoso si riconosce dal fatto che la
vaporizzazione argentata nella parte bassa dei tubi
si è trasformata in un’incrostazione biancastra a
causa dell’infiltrazione di aria)
• Il flusso è presente in tutti i tubi (meandri)?
Anche nel caso in cui il flusso dei singoli meandri
vari un po’ e si creino temperature leggermente
differenti, viene scaricata la potenza piena.
Solo nel momento in cui uno o più meandri non vengono attraversati dal flusso (si riconoscono dal fatto
che tutti e 2 o 3 tubi di un meandro hanno la stessa
temperatura e hanno una temperatura di 30 K più
alta rispetto agli altri meandri) si verifica un calo di
potenza. Si vedano a questo proposito anche i
moduli prestampati da FBIT0140 a FBIT0142
Verifica del flusso dei singoli meandri nel collettore
secondo le istruzioni
FBIT0140 misurazione della temperatura
in CPC 14/30 Star (azz.)
FBIT0141 misurazione della temperatura
in CPC 21/45 Star (azz.)
FBIT0142 misurazione della temperatura
in CPC 32/40 Allstar
Infine, con la seguente formula empirica è possibile
calcolare approssimativamente il rendimento.
Q = m x C x ΔT
Q=
Potenza termica [kWh]
m=
Capacità bollitore nel raggio d’azione
dello scambiatore di calore solare [litri]
C=
ΔT =
0,016 kWh/K*l
Aumento di temperatura nel raggio d’azione
dello scambiatore di calore solare [K]
© by Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH & Co. KG. Con riserva di modifiche tecniche.
THIT1951 V 1.0.1 01/09
5
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Via C. Maffei, 3
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