Солнечные водонагреватели: повреждения и ремонт. Часть1

Современные, высококачественные солнечные водонагревающие установки (СВНУ) надежны и долговечны, если спроектированы и установлены ​​правильно. Многие системы, установленные более 30 лет назад, по-прежнему работают. Тем не менее, большинство систем состарились и нуждаются в ремонте и замене изношенных частей. В некоторых случаях, ремонт или изменения необходимы в силу устранения конструктивных ошибок и / или ошибок монтажа.

Общая проверка системы

Системы СВНУ — это довольно простая техника. Конечно, она сложнее, чем обычный электрический водонагреватель, но значительно проще автомобиля. Опытные автомастера на слух и по внешним проявлениям практически всегда могут диагностировать проблему в автомобиле. Тем более, в солнечных водонагревателях сервисный инженер только по внешним проявлениям способен определить статус и неполадки оборудования. Например необычные, сильные шумы и запахи гари, могут говорить о износе подшипников насоса. Запах гари также может указывать на проблемы с электрооборудованием, например, о сгоревших обмотках двигателя, ненадежных контактах, или о последствиях от чрезмерного напряжения или тока. Визуальный осмотр может выявить неисправность контроллера, утечки в трубопроводах или недостаточный уровень жидкости.

Проведение визуальный осмотр компонентов вашего солнечного горячего водоснабжения системы является первым шагом в устранении неполадок.

Проведение визуального осмотра компонентов системы солнечного горячего водоснабжения является первым шагом в устранении неполадок.

Если все кажется нормальным после быстрого осмотра, измерения температуры на входе и выходе теплоносителя из коллектора может дать ценную информацию. Если температура с выхода коллектора не очень высокая (не более 60С), то можно оперативно прикосновением к двум трубам оценить производительность по разнице температур. Если трубы слишком горячие на ощупь, то быстро измерить их температуру можно с помощью инфракрасного термометра. Заметная разница в температуре между двумя трубами показывает, что коллекторы исправно поставляют тепловую энергию. Холодные подающая и обратная труба являются симптомом отсутствия потока и необходимо, в первую очередь, проверить насос (ы) или контроллер. Если обе трубы горячие и одинаковой температуры, вероятно, что-то произошло с теплообменном в баке-теплоаккумуляторе. Это указывает на то, что теплоноситель циркулирует в первичном контуре, циркуляционный насос и контроллер исправны, но тепло не забирается системой нагрева воды. Это может быть сбой (поломка) насоса на внутреннем контуре циркуляции горячей воды (ГВС ) или засорение теплообменника со стороны ГВС. Причина сбоев зависит от системы СВНУ, климата, и параметров воды.

Статистика выхода из строя солнечных систем со сроком эксплуатации более 30 лет

Статистика собрана на основании сервисного ремонта на системах со сроком эксплуатации более 30 лет

Инженер компании Sandia National Laboratories Дэйв Меникуччи произвел обследование сотен систем, в которых были случаи сбоев и сервисные вызовы в последние три десятилетия. Обследование показало, что большинство проблем происходило в результате сбоев в работе компонентов систем. Отказы из-за монтажа или обслуживания были в меньшинстве. Тот факт, что на клапаны приходится самый высокий процент устранения неполадок, возможно, может быть связано с жесткой водой и открытой схемой термосифона и прямой принудительной системой циркуляции. Относительно высокое число проблем от клапанов также включает значительное количество проблем от клапанов антизамерзания, которые используются только в очень мягком климате, вместо истинной защиты от замерзания на системах drainback и систем с теплоносителем на основе антифриза.

По опыту компании Дэйва Меникуччи выявлено, что блоки управления и датчики были основным проблемным местом, а насосы были вторыми. Клапаны не вызывали больших проблем, но это, вероятно, из-за того, что клапаны защиты уже не устанавливаются в большинстве установок с конца 1980-х. На остальные проблемы, кроме перечисленных, приходится от 6% до 16 %, и это совпадает с опытом работы из других источников.

Плоские коллекторы

Современные плоские коллекторы довольно простые и долговечные приборы, особенно если они сертифицированы или от известных мировых брендов. Их срок службы часто превышает три десятилетия и, вероятно, может длиться 60 и более лет, если вовремя проводить сервисные работы. Тем не менее, здесь приводятся лишь некоторые проблемы с коллекторами, с которыми можно столкнуться на практике.

Высокотемпературная черная краска может служить DIY подхода к реставрации поглотителя покрытий, хотя это не будет столь же эффективным, как и оригинальный селективный покрытия.

Высокотемпературная черная краска может помочь в реставрации селективного поглотителя, хотя оно не будет столь же эффективным, как оригинальное.

Разбитое стекло.

Поломка стекла это проблема, которая чаще всего возникает в плоских коллекторах. Стекло в коллекторе можно заменить, удалив внешнюю облицовку коллектора, но найти поставщика специального закаленного стекла с низким содержанием железа (LIT) может быть затруднительно. Если вы не можете купить его на месте, доставка одного листа стекла может быть очень дорогой, иногда больше, чем стоимость самого стекла. Из-за этого, большинство людей выбирают обычное закаленное стекло. В любых регионах, как правило, существует один производитель закаленного стекла, который поставляет его ближайшим дилерам для промышленных окон и дверей душевых кабинок, саун.

Повреждение стекла быстро приводит к коррозии и деградации других элементов коллектора.

Повреждение стекла быстро приводит к коррозии и деградации других элементов коллектора.

Тщательно измерьте стекло перед заказом, так как закаленное стекло не может быть обрезано после изготовления. Разбитое стекло должно быть заменено быстро, иначе дополнительный урон коллектору может нанести ветер и дождь. Фрагменты разбитого закаленного стекла при уборке складируют в обычное 5-ти литровое пластмассовое ведро, а далее мелкие стекла убирают с помощью пылесоса, что наиболее удобно и безопасно. Прокладку вокруг стекла часто можно использовать повторно, если в конструкции применен уплотнитель из EPDM резины. Если прокладка повреждена, или в конструкция была герметизирована силиконовым герметиком, то можно также использовать силикон.

Поврежденная рама позволяет влаге проникнуть внутрь, увеличивая разрушения компонентов коллектора.

Поврежденная рама позволяет влаге проникнуть внутрь, увеличивая разрушения компонентов коллектора.

Образование конденсата. Во всех коллекторах будет, время от времени, появляться небольшое количество конденсата на внутренней стороне стекла, но если он присутствует все время, то вероятно, в нижней части скопилась вода. Для устранения обычно сверлятся 3мм дренажные отверстия в коллекторе. Отверстия должны быть просверлены с нижней стороны каркаса коллектора, и следует позаботиться, чтобы сверлом не повредить стекло и любые трубы.

Сильная конденсации на обратной стороне стекла обычно указывает на утечку теплоносителя внутрь или проникновение внешней влаги через корпус.

Сильная конденсации на обратной стороне стекла обычно указывает на утечку теплоносителя внутрь или проникновение внешней влаги через корпус.

Ухудшение селективного покрытия.

Если медь или алюминий виднеется через поглощающее свет чёрное покрытие, то следует окрасить образовавшиеся дефекты. Оригинальное покрытие может быть создано на заводе методом оксидирования поверхности, но его невозможно повторить в бытовых условиях. Полу-селективные краски, такие как Solkoat доступны в Интернете, но их трудно применять без опыта. Окраска абсорбера баллончиками с черной краской не будет иметь те же свойства, что и селективное или полу-селективное покрытие, но гораздо лучше, чем голый или частично голый металл. Используйте нагреватели, тепловые пушки, и профессиональные пульверизаторы для ремонта поглощающих покрытий. Перед окраской желательно провести обработка поверхности поглотителя наждачной бумагой, что позволит краске хорошо удерживаться на металле.

Высокая температура стекла коллектора может быть связана с некачественной пайкой соединений или низкой скоростью потока теплоносителя через коллектор, которая может быть вызвана многими причинами. Некоторые коллекторы использовали низко-температурный припой для соединения медных труб и пластин-поглотителей. После нескольких лет устойчивых повторяющихся циклов нагрева и охлаждения, эти соединения могут отделиться, что существенно снижает эффективность. Коллектор с отсоединившимся поглотителем будет очень горячим, а разница температур между подающей и обратной линий будет минимальна. Большая часть тепла в коллекторе с отсоединенным поглотителем будет переизлучаться через стекло, что обнаруживается с помощью инфракрасного термометра. Если вы не сможете найти производителя, который будет поставлять на заказ поглощающие пластины, то весь коллектор должны быть заменён. В отличие от отсоединившегося поглотителя, низкая скорость потока теплоносителя выявляется как высокая разность температур между подающей и обратной трубой. В идеале, коллекторный контур между подачей и «обраткой» должен иметь разницу между 5 ° С и 15 ° С. Разница температур больше, чем 15 ° С незначительно влияет на эффективность, но разница выше 35 ° С показывает, что система работает со значительно более низким КПД, поскольку потери тепла через стекло увеличиваются. Более низкие скорости потока могут быть вызваны ошибками монтажа, недостаточной мощностью насоса, частичным отказом насоса или ограничением проходимости в трубопроводе, теплообменнике или в трубах коллектора. Частичные отказы насосов могут быть связаны со скрытыми повреждениями рабочего колеса. В районах с жесткой водой, снижение расхода может быть вызваны масштабными накоплениями от растворенных минералов в открытом контуре, в системах с прямой принудительной циркуляцией и в термосифонных системах. Предварительный осмотр установки может выявить недостатки монтажа, такие как:  слишком маленькие диаметры или слишком большое количество коллекторов для применяющегося размера труб. Для поиска проблем насоса (в частности, повреждения крыльчатки) может потребоваться снятие и разборка насоса. Утечки в коллекторах, в основном за счет замораживания воды в трубках — обычно результат не сработавшей защиты клапанов антизамерзания. Разрывы медных трубок коллектора должны быть устранены путем пайки твердыми серебо-содержащими припоями. Процесс пайки серебром легче, чем обычная пайка мягкими припоями, используемая для соединения труб. Эти припои выдерживают температуры выше 200С и не требуют при пайке дополнительный флюс. Пайка мягким припоем внутри коллекторов не подходит из-за более низкой температуры плавления припоя и низкой прочности. Автомобильные добавки в радиаторы, такие как Alum-A-Seal (порошки, которые устраняют утечки), также могут быть использованы. Они могут устранить утечки, вызванные мало-агрессивными жидкостями, такими как перегретый антифриз, но они могут служить только как временный ремонт. По аналогии с автомобильным радиатором, это средство может дать старому коллектору несколько дополнительных лет жизни. Однако, эта стратегия должна быть использована только в системах с двойным контуром теплообменника из-за неопределенности химического состава в добавках. Это, безусловно, не считается «лучшей практикой».

Оценка коллекторов с вакуумными трубками

Коллекторы на эвакуированных трубках чаще всего используются в системе с незамерзающим теплоносителем. Хотя трубки появились на рынке уже более 30 лет назад, но из-за более высокой стоимости, чем плоские коллекторы, они были популярны в основном в холодном и облачном климате, в таком как в северной Европе и Канаде. Улучшенная изоляции вакуумом делает их наиболее применимы в суровых климатических условиях с малой солнечной активностью.

Трубка в середине потеряла свою вакуум, и будете чувствовать себя очень горячим на ощупь. Его дизайн одностенные означает, что весь трубка или весь коллектор необходимо будет заменить.

Трубка в середине потеряла свой вакуум, поэтому внешняя часть трубки может быть теплой на ощупь. В одностенных вакуумированных трубках, при повреждении внутреннего наполнения трубку необходимо будет заменить полностью.

Разбитая трубка. Вакуумированные трубки производят из боросиликатного стекла или известково-натриевого стекла. Стекло не закаленное, поэтому осколки могут быть более опасными, чем мелкие кусочки из закаленного стекла плоских коллекторов. Т.к. как прочность стекла пропорциональна ее толщине, то вакуумные трубки являются более хрупкими, чем стекло плоских коллекторов, но из-за сферической формы вакуумированных трубок, часто, вакуумированные трубки выдерживают град лучше, чем плоское стекло. Разбитую колбу в двухтрубных типах коллекторов часто можно заменить отдельно от компонентов поглотителя и тепловых трубок (наполнение вакуумной трубки). Вакуум в двухтрубных колбах находится между двумя стеклами так же, как в термосе. Тепловая трубка (heat pipe) в моделях двухтрубных колб при ремонте может быть удалена и повторно установлена в новую стеклянную колбу.

В двухслойных вакуумных колбах можно поменять внутреннее наполнение или наоборот только наполнение (в зависимости что вышло из строя).

В двухслойных вакуумных колбах можно поменять внутреннее наполнение или наоборот только колбу (в зависимости что вышло из строя).

Потеря вакуума. Вакуумные трубки имеют продолжительность жизни около 15 лет, но это зависит от типа трубки и производителя. Потеря вакуума, через повреждения стекла или через связи, является наиболее распространенным дефектом труб. После исчезновения вакуума, изоляция практически пропадает и трубка перестает собирать тепло. Однослойные колбы могут потерять свой вакуум через уплотнения и соединения, но когда именно происходит потеря вакуума не очень хорошо определяется, так как это обычно оно происходит в течение нескольких лет. В двухслойных колбах практически не зафиксировано случаев потери вакуума, если не видно разбития стекла. Потеря вакуума в двухслойных колбах фиксируется моментально по потере зеркального блеска в начале колбы.

Коллекторы для бассейна

Если коллекторы эксплуатировались в нормальных условиях, то большинство коллекторов для бассейнов, изготовленных из полипропилена защищенного от УФ лучей, имеют продолжительность жизни от 20 лет и более. Тем не менее, полипропилен представляет собой высокотемпературный пластик (полимер), с которым обычные герметики и клеи не имеют хорошего сцепления. Это создает проблемы по заделке отверстий утечки, которые могут появиться в коллекторе из-за внешних воздействий. Процесс ремонта требует вырезки протекающей трубы с обоих концов вблизи основных коллекторных труб и вставки правильного размера резиновых пробок. Такой ремонт устраняет утечку, но часто является  временной мерой, так как эти типы утечек показывают, что качество пластика ухудшается и коллектор, вероятно, приближается к концу срока использования.

Поры в бассейн коллекционеров обычно указывают, что весь коллектор подходит к концу своего срока.

Микроутечки в коллекторе для бассейна обычно указывают, что срок эксплуатации подходит к концу.

Потенциальные проблемы насосов

Циркуляционные насосы для солнечных систем не имеют всасывания и их следует всегда держать заполненными (устанавливать в нижней точке контура), чтобы функционировать без сбоев. Обычная продолжительность жизни таких насосов от 10 до 20 лет и при температуре теплоносителя до 120°С.

Вертикально вала насоса (см. выше) увеличится износ на подшипники. Насосы всегда должен быть установлен с осью двигателя горизонтали.

Установка вертикально вала насоса увеличивает износ подшипников. Насос всегда должен быть установлен осью двигателя по горизонтали.

Солнечные насосы переменного тока (AC) смазываются только циркулирующей жидкостью. Многие насосы постоянного тока (DC), питаемые от фотоэлектрических модулей, и некоторые AC насосы могут использовать магнитный подшипник. Магнит создает буфер между двигателем и вращающейся крыльчаткой. Они также, как правило, нуждаются в постояной смазке. Всегда заменяйте насосы на сделанные из тех же материалов и аналогичные по спецификации потока. Запасные насосы не обязательно должны быть от того же производителя. Насосы из бронзы могут стоить во много раз больше, чем чугунные, но бронза (или нержавеющая сталь) всегда должны применятся в системах с питьевой водой. Чугунные насосы, которые используются в закрытых контурах с антифризом будут быстро корродировать в открытых.

Насос с бронзовым рабочим колесом всегда устанавливается в систему с питьевой водой

Насос с бронзовым рабочим колесом всегда устанавливается в систему с питьевой водой

Система drainback требует насос с достаточной способностью перекачивать теплоноситель от уровня в баке-аккумуляторе в верхнюю точку коллекторов. Оба этих насоса должны быть установлены с валом в горизонтальном положении, как это и должно быть.

Насос с чугунным рабочим корпусом работает в закрытых системах

Насос с чугунным рабочим корпусом работает в закрытых системах

Насосные станции являются заводской сборки из стандартных компонентов, необходимых для системы и экономят время установки. Осторожность со станциями нужно проявлять там, где в насосе установлен обратный клапан в корпусе насоса. Насосы, используемые в системе drainback не могут включать в себя обратный клапан, поэтому убедитесь, что вы используете правильный для вашей системы.

Некоторые современные насосные станции имеют встроенные обратные клапаны. Если насос работает в системе drainback, то вскройте корпус и снимите этот обратный клапан.

Некоторые современные насосные станции имеют встроенные обратные клапаны. Если насос работает в системе drainback, то вскройте корпус и снимите этот обратный клапан.

Причины отказов. Наиболее распространенной причиной выхода из строя насосов является неправильная установка. Вал насоса должен быть ориентирован горизонтально. Насос с крыльчаткой в верхней или нижней части корпуса имеет вал в вертикальном положении, что может повысить боковое давление на подшипники. Непрерывный визг является признаком работы подшипников на грани выхода из строя. Если рабочее колесо насоса заблокировано (не прокручивается вручную), подшипники залипли и необходимо поменять насос. В насосах с установленным валом вертикально также собирается воздух, который может остановить циркуляцию системы. Повреждение обмоток двигателя. Очень редко, но обмотки двигателя также могут выходить из строя. Если рабочее колесо вращается и конденсатор в порядке, вероятно проблема в обмотках. Сгоревшие обмотки, как правило, сопровождаются сильным запахом гари. В блоке электропитания насосов часто используют пусковой конденсатор. Конденсатор должен быть извлечен для проверки, перед этим соединения должны быть отмечены, чтобы вернуть его на место правильно. Конденсатор можно проверить специальным мультиметром. Новый конденсатор стоит менее 500 руб, а новый насос может стоить несколько тысяч рублей, поэтому неисправность конденсатора необходимо исключить в первую очередь.

Оборудование необходимое для ремонта солнечных систем

 

Добавить комментарий


Почитать ещё по теме:


Топ производителей вакуумированных солнечных коллекторов.
Диагностика солнечных коллекторов тепловизором
Резервуар для систем drainback с встроенным теплообменником
Системы обвязки солнечных коллекторов Drainback
Солнечные водонагреватели: повреждения и ремонт. Часть3

Template design by Joule Watt © 2013 Домашняя энергетика