Izolacja instalacji słonecznych

Izolacja instalacji słonecznych

Instalacje słoneczne mogą być urządzeniami grzewczymi, które będą skutecznie wykorzystywać zjawisko konwersji fototermicznej – jednak tylko pod warunkiem, że podczas ich produkcji oraz montażu skorzysta się z odpowiednich materiałów izolacyjnych. Jedynie wówczas mówić można o sprawności energetycznej urządzeń, jakimi są np. popularne kolektory słoneczne.

kolektory słonecznePierwszy kolektor słoneczny został opatentowany w USA pod koniec XIX wieku. Jednak jego izolacja była bardzo prymitywna i polegała jedynie na osłonięciu metalowych elementów urządzenia za pomocą drewnianej obudowy ze szklaną przegrodą. Warto wiedzieć, że kolektor słoneczny trwał w takiej wersji aż do lat siedemdziesiątych minionego stulecia, kiedy to na świecie wybuchł pierwszy kryzys energetyczny.

Najpierw wełna

To właśnie wełnę mineralną  wykorzystano, jako pierwszy materiał izolacyjny do stworzenia płaskiego kolektora słonecznego. Wówczas też wcześniej stosowaną obudową drewnianą zamieniono na aluminiową, a w jej wnętrzu umieszczono grubą warstwę wełny. Od góry kolektor
w dalszym ciągu posiadał przegrodę szklaną, pod którą znajdował się absorber, przechwytujący promieniowanie słoneczne. Absorber ten był wykonany z miedzi, jak również miedziane były rurki, służące do transportowania czynnika roboczego, który odbierał ciepło i przekazywał je do wymiennika pojemnościowego. Aluminiowa skrzynka była zaizolowana warstwą wspomnianej uprzednio wełny mineralnej w taki sposób, aby nie dochodziło do strat ciepła do otoczenia.

Później pianka oraz kolektor próżniowy

Wraz z upływem czasu wełnę, która izolowała obudowę kolektorów zaczęto zastępować pianką poliuretanową, poliestrową, albo styropianem lub izolacją warstwową. Znacznie więcej uwagi poświęcono także przegrodzie szklanej, jako rodzajowi izolacji transparentnej. Wyciągnięte zostały wnioski, iż znaczna grubość szkła przyczynia się do ograniczenia ilości energii, która powinna docierać do absorbera. Tym samym stwierdzono, że im grubsza jest warstwa szyb – tym większa ilość energii odbija się od nich i pozostaje utracona. Kolektor płaski przy szkle o grubości 3 – 4 mm osiąga sprawność 72 – 78%. Znacznie lepsze efekty izolacyjne można było uzyskać w przypadku kolektorów próżniowych. Ich powłoka szklana ma grubość zaledwie 0,8 mm, a izolację stanowi wysoka próżnia. Jednak kolektory te aktualnie nie uchodzą za urządzenia wydajne, choć nie oznacza to, że nie znajdują zastosowania w ogóle. Chociaż zdania na temat kolektorów próżniowych są bardzo podzielone, to trzeba przyznać, że niewątpliwą ich zaletą jest szczelność, a tym samym niewrażliwość na czynniki zewnętrzne, np. na wilgotność powietrza.

instalacje słoneczneIzolacja w instalacjach nowej generacji

Straty ciepła w instalacjach słonecznych są wynikiem strat, do których dochodzi w poszczególnych elementach układu solarnego. Zatem oczywistym staje się fakt, że najbardziej narażone na straty ciepła są te elementy, które znajdują się na zewnątrz budynków. Najbardziej szkodliwy dla izolacyjności systemów słonecznych okazuje się wiatr, który
w stosunkowo krótkim czasie jest w stanie odebrać znaczną ilość zgromadzonego przez urządzenia ciepła. Z tego też powodu niemniej ważną rolę od izolacji w samych kolektorach – odgrywa izolacja elementów łączących kolektor z separatorem lub odpowietrznik na wypływie z kolektora. Miejsce wypływu czynnika roboczego z kolektora jest miejscem gdzie panuje bardzo wysoka temperatura. Jest to jednocześnie najbardziej gorące miejsce w całym układzie solarnym. Latem na wylocie
z kolektora może być nawet ponad +100 stopni Celsjusza. W zimie temperatura waha się pomiędzy +30, a +45 stopni Celsjusza. Jest zatem oczywiste, że zastosowana w tym, miejscu izolacja powinna być bardzo odporna na zmiany temperatury i wysokie jej różnice. Właściwości tego rodzaju ma elastomer HT – wynalazek grupy polskich inżynierów z Wrocławia, znany już od lat siedemdziesiątych minionego stulecia. Izolacja każdej instalacji solarnej w odcinkach usytuowanych poza obszarem budynku powinna posiadać grubość przynajmniej 12 mm. Zdecydowanie lepiej jest, jeśli grubość tą zwiększy się do 19 mm. W pozostałej części, tj. ulokowanej w pomieszczeniach – grubość izolacji może wynosić jedynie 9 mm. Trzeba pamiętać, że dobrze izolowana powinna być zarówno część instalacji na odcinku wylotu, jak i dolotu. Brak izolacji na rurze wylotowej powoduje zakłócenia pracy czujki pomiarowej w tym odcinku instalacji. To z kolei na skutek działania wiatru, opadów atmosferycznych oraz zimowych oblodzeń może spowodować zafałszowanie wyników
z działania sterownika. Tym samym można powiedzieć, że praca instalacji nie będzie wydajna.

instalacja solarnaIzolacja instalacji słonecznych w praktyce

Rzeczywistość pokazuje, że najczęściej stosowaną osłoną izolacyjną rur jest izolacja zwarta. Istnieje jednak pewna trudność
z założeniem takiej izolacji na zainstalowany system rur, ponieważ należy ją rozciąć. Taka izolacja nie ma jednak elementów, które pozwalałyby na jej zamknięcie. W powyższym celu materiał izolacyjny klei się przy użyciu zbrojonej taśmy poliuretanowej. Jednakże trzeba pamiętać, że ten sposób izolowania jest skuteczny jedynie wówczas, kiedy dobrze dobierze się grubość izolacji do przekroju rur, jak również prawidłowo wykona prace związane z zamknięciem obwodu izolującego. Problem mogą stanowić np. metalowe śrubunki. W takich miejscach można zastosować izolację o większej grubości i zabezpieczyć całość taśmą izolacyjną. Można też wykorzystać kleje szybkowiążące lub specjalne spinki łączące rozcięcia izolacji. Warto przy tym wiedzieć, że do użycia klejów potrzeba jest sporej wprawy fachowej i umiejętności ich nanoszenia, natomiast spinki nie sprawdzą się w miejscach narażonych na działanie czynników atmosferycznych. Wraz z upływem czasu w miejscu spinek powstaną bowiem rozwarstwienia
i izolacja stanie się nieszczelna, co z całą pewnością przyczyni się do osłabienia wydajności sytemu solarnego. Niekiedy spotyka się także praktyki użycia w instalacjach solarnych zwykłych izolacji poliuretanowych. Jest to poważnym błędem, ponieważ izolacje takie wytrzymują działanie temperatury do +95 stopni Celsjusza. Jak zastało to już wspomniane powyżej – w niektórych odcinkach instalacji solarnych temperatura jest dużo wyższa, co powoduje zwyczajne stopienie się materiału izolacyjnego. Tego rodzaju błędy zdarzają się na szczęście jedynie w mniejszych miejscowościach, gdzie brak jest nie tylko odpowiedniej świadomości użytkowników na temat instalowanych na własnych domach solarów, ale także nie ma w pobliżu profesjonalnych firm, zajmujących się montażem tego rodzaju urządzeń.

Wiedza w pigułce

Dobre izolowanie instalacji słonecznych przyczynia się do oszczędności energii, a tym samym naszych pieniędzy. Podjęcie decyzji o zastosowaniu izolacji w instalacjach, które już istnieją przyczyni się zatem z całą pewnością do usprawnienia pracy funkcjonujących urządzeń
i zminimalizuje straty termiczne. Oszczędność finansowa przy tego rodzaju przedsięwzięciach nie ma raczej racji bytu. Niestety, dobra jakość materiału – przeważnie wiąże się też z jego wyższą ceną. Jednak koszty warto zwiększać na początku planowanego przedsięwzięcia, aby w późniejszym okresie czasu móc liczyć powstałe zyski.

Oceń artykuł
5,00 / 1 głosów
Co sądzisz na ten temat
Zaloguj się i dodaj swój komentarz

Autor: Agnieszka Jaros

Zdjęcia: Velux

Polecamy Ci również

Zobacz także