Pentru transportul termic dintre colector şi rezervor sunt necesare tuburi ale căror material şi dimensiuni sa corespundă tipului de utilizare.

Alegerea materialului tubului depinde, în mare parte, de dmensiunea instalatiei şi de materialul elementului absorbant. Astfel, nu este indicata o combinatie dintre tuburile de cupru şi cele de aluminiu. In principiu, se iau in considerare urmatoarele materiale:

  • Tuburi de cupru (dure şi moi),
  • Tuburi de oţel (negre) şi tuburi de oţel moale,
  • Tuburi din polietilenă conectate între ele (din tehnica instalaţiilor pentru apa caldă).

Tuburile din material sintetic nu se utilizează la instalaţille solare pentru că nu rezistă la solicitările extreme în caz de stagnare (temperaturi de peste 140°C la 2,5 bari). De evitat sunt şi tuburile zincate (tuburi filetate) deoarece zincul nu este compatibil cu glicolul şi este predispus la apariţia impurităţilor.

Tuburile din oţel se folosesc de obicei la instalaţiile mari. Se găsesc pe piaţă cu o lungime de 6 m.

Tuburile din cupru: cuprul este materialul cel mai des folosit pentru tuburi. Tuburile din cupru au o lungime de 5 m (dure), iar moi au un diametru de 22 mm, cu o lungime de 25-50 m.

Unităţile prefabricate, aşa-numitele sisteme de racord rapid sau sisteme de montaj rapid, constituite din conductă de alimentare şi evacuare precum şi dintr-o izolaţie şi cablu electric pentru senzorii colectorului, simplifică montajul. Mai mult decăt atât, necesită mai puţin loc datorită modului compact de construcţie, grosimea termoizolaţiei poate fi mai mică în comparaţie cu tuburile simple, iar utilizarea unui material termoizolator greşit este exclusă. Există pe piată aşa-numitele conducte „2 în 1″ şi „2 în 2″, fie cu tuburi de cupru, fie cu tuburi de oţel superior.

Prin folosirea unei tub moale din cupru, elementele de montaj rapid sunt flexibile şi se pot monta chiar şi la curburi de 70 mm şi în jurul „colţurilor”. Acest lucru este însă valabil doar pentru un diametru al tuburilor mai mic de 15 mm. Dacă diametrul tuburilor este mai mare se vor folosi tuburi ondulate din oţel superior. Acestea sunt în general flexibile, dar sunt mai scumpe şi mai greu de aerisit.

Calcularea diametrului tuburilor

Pentru a evita pierderile de presiune ca urmare a forţei de frecare din tuburi (şi  odată cu aceasta, şi solicitarea pompelor) şi pentru a menţine cat mai mici aceste pierderi de presiune din circuitul solar este indicat ca diametrul tubului să fie mai mare. Pentru limitarea pierderilor termice pe de altă parte şi pentru folosirea unei cantităţi cat mai mici de energie pentru încălzire (inerţie mică) se recomandă utilizarea unor tuburi bine izolate cu un diametru cât mai mic (şi o cantitate cât mai mică a agentului termic); aceste tuburi sunt mai ieftine.

Stabilirea cantitătii fluxului

Fluxul de agent termic necesar pentru o „răcire” bună a colectorului s-a calculat in capitolul 2.2: pentru ca diferenţa de temperatură dintre alimentare şi evacuare la o cantitate maximă de radiaţii să nu fie mai mare de 10-12 K, se folosesc pe oră 50 l de apă pe m² din suprafata colectorului. Pentru instalatiiie solare de încălzire a apei calde se foloseşte în general un flux cuprins între 30 şi 50l/m²h, fiind un amestec de apă şi antigel; de reţinut este faptul că un flux mai mic duce la formarea unor diferente de temperatură corespunzător mai mari.

Colectorii bazinelor de inot trebuie să funcţioneze cu o creştere a temperaturii semnificativ mai mică, de maxim 5 K, astfel incat cantităţile recomandate ale fluxului să fie cuprinse intre 70 şi 100l/m²h.

Amestecurile de apă cu antigel au, în comparaţie cu apa pură, o capacitate termică specifică cu 15-40% mai mica (variază în funcţie de substanţă şi amestec); pentru ca apa să atingă aceleaşi diferenţe de temperatură ca agentul termic cantitatea fluxului trebuie mărită in funcţie de procentaj.

Diametrul tuburilor

Diametrul tuburilor trebuie să fie ales astfel încât pierderile de presiune ale tuturor tuburilor (inclusiv fitinguri, ventile, clapă de închidere etc.) să nu depăşească 100 mbar (1m coloană de apă) pe de-o parte, iar pe de altă parte viteza de curgere din tub să nu depăşească 1m/s din cauza zgomotului. Limita inferioară care nu trebuie depăşită este 0,5 m/s, pentru că, altfel, pierderile termice ar putea creşte. La instalaţiile mai mari cu o reţea de tuburi care se pot dilata sau la utilizarea unor concentraţii mari de antigel poate fi avantajos să alegeţi tuburi cu un diametru mai mare, pentru ca pierderile de presiune să nu fie aşa mari.

Montarea tuburilor

Montarea tuburilor trebuie să se planifice in aşa fel încât:

  • distanţa dintre colector, rezervor şi consumator să fie cat mai mica,
  • conductele tubulare să se poată monta în spaţiiie interioare unde să se izoleze cu un efort minim
  • să existe destul spaţiu pentru izolaţie,
  • toate pungile de aer să poată fi aerisite prin locurile accesibile şi
  • tot sistemul să poată fi complet golit.

La montare este important să se ia în considerare faptul că toate materialele din care sunt fabricate tuburile se dilată odată cu creşterea temperaturii, cuprul de exemplu dilatându-se cu 1,7 mm la metrul de lungime a tubului la o schimbare de temperatură de 100 K. Din această cauză, se prevăd la tuburile lungi şi drepte la fiecare 6-8 m, fire de compensare. Tuburile trebuie să fie glisante la brătările de ţeavă (cu căptuşeală din cauciuc) şi la elementele de trecere (prin înveliş sau pereţi). La unghiuri şi la bifurcaţii brăţara tubului trebuie să se monteze la o distantă de minim de 0,5 m.

Izolarea/Termoizolarea

Tuburile şi armăturile neizolate sau prost izolate cedează cantităţi enorme de căldură împrejurimilor. Astfel, toate tuburile trebuie prevăzute cu o termoizolaţie bună, fără goluri. Decretul de economisire a energie: EnEV, care din 2002 înlocuieşte decretul instalaţiilor de încălzire şi decretul de protecţie termică, prevede următoarele grosimi minime pentru straturile izolatoare:

  • pentru tuburile cu un diametru intern de 22 mm: 20 mm
  • pentru tuburile cu un diametru intern cuprins între 22 – 35 mm: 30 mm
  • pentru tuburile cu un diametru intern cuprins între 35 – 100 mm: grosimea izolaţiei trebuie să fie egală cu diametrul intern.

Se pleacă de la următoarea premisă: conductivitatea termică a materialului este de 0.035 W/(mK). In cazul în care conductivitatea termică a materialului folosit nu corespunde acestei valori, atunci trebuie să se recalculeze grosimea stratului izolator. Dacă valorile sunt mici, atunci trebuie să se folosească mai puţin material izolator şi viceversa. La instalaţiile solare trebuie în orice caz să se depăşească aceste valori, adică:

  • o grosime de minim 30 mm şi pentru un diametru nominal mai mare de DN 20 (corespunde unui diametru intern de aproximativ 22 mm), minim 40 mm.

Din cauza solicităriior mari de temperatură se folosesc de obicei materiale rezistente la temperatură, cum ar minerală şi materiale sintetice rezistente cum ar fi elastomerul, EPDM sau cauciucul.

Pentru tuburile folosite la exterior, cum este cazul tuburilor de legătură dintre colectori, termoizolaţia trebuie să fie integral izolată împotriva intemperiilor şi trebuie să fie rezistentă la radiaţilie UV. Potrivite pentru acest domeniu izolaţiile din fibră minerală care protejează împotriva intemperiilor şi în special irnpotriva umidităţii datorită unei căptuşeli exterioare din aluminiu sau tablă zincată. Pe piaţă se mai găsesc pentru exterior şi izolaţii din spurnă sintetică rezistente la intemperii şi radiatiile UV, in special pentru tuburile cu montare rapidă. Acestea au căştigat mult teren pentru că sunt mai uşor de prelucrat.

Racordurile tuburilor

Nu trebuie să uitam de etanşeitatea circuitului solar pe durată lungă. Racordurile şi legaturile trebuie să se realizeze irnpecabil şi să fie fabricate din materiale rezistente la solicitări enorme, in special la scăderi de temperatură sub 0°C din timpul iernii (la exterior) şi la temperaturi de peste 200°C ale stagnării din timpul verii.

In principiu, se disting două tipuri de racorduri: detaşabile şi nedetaşabile. Nedetaşabile sunt racordurile sudate şi cele de presiune cu o durată de viaţă lungă şi potrivite pentru circuitul colectorului. În ceea ce priveşte tuburile din cupru, unii producători recomandă sudura dură (sudare la temperaturi de cca. 600°C), deoarece racordurile cu sudură moale pot ceda la temperaturi de peste 200°C.

Mult mai des se folosesc însă legături detaşabile pentru că sunt mai flexibile. Pentru legarea tuburilor între ele şi trecerea către alte elemente de construcţie a instalaţiei există o gamă variată de fitinguri din cupru, bronz sau alarnă. In principiu, se face diferenţa intre inşurubările cu inele de strângere şi cele cu inel de compresie. Cele din urmă se folosesc tot mai des în ultimul timp, deoarece sunt mai la îndemână şi etanşe (fără a fi izolate) la agenţii termici predispuşi la fluaj. O atenţie deosebită trebuie acordată însă tuburilor moi din cupru. În acest caz trebuie să se folosească huse de sprijin pe interiorul tubului, fiindcă altfel acesta se va sparge.

Pentru tuburile ondulate folosite tot mai des, în special cele pentru montarea rapidă, există, de asemenea, racorduri izolate testate, de cele mai mufte ori fabricate dintr-o înşurubare izolată sau ca simplu sistem de îmbinare.

Atunci când filetul este acelaşi lucru cu suprafaţa de etanşare se foloseşte ca materiai izolator fie cânepă impreună cu o pastă izolatoare, fie bandă de teflon.

Pentru racordarea la exterior a colectorilor între ei, precum şi la execuţia lucrării pe acoperiş, producătorii oferă elemente flexibile de legătură, cum ar fi furtunuri din silicon sau EPDM cu armătură din ţesătură, dar cel mai des se găsesc pe piaţă furtunuri ondulate din oţel superior. Unii producători au dezvoltat sisteme şi mai simple unde tuburile de alimentare şi evacuare din colector sunt astfel fabricate incat se trag în sus şi apoi se îmbină. Este foarte important ca legăturile dintre colectori să fie uşor şi rapid de montat, pentru că de cele mai multe ori trebuie montate pe acoperiş în condiţil grele de lucru.

Lasă un răspuns