Captatori solari

Tipurile de ţevi recomandate la instalaţiile solare

În ultima vreme, instalaţiile solare au devenit o modă, o temă de discuţie pentru toate straturile sociale, un subiect important pentru guvernele Uniunii Europene, mai ales prin prisma economisirii energiei şi al reducerii poluării mediului.

Institutul European al Cuprului ca instituţie nonprofit, care activează pe lângă Parlamentul Europei, şi-a propus realizarea unei campanii de informare a specialiştilor despre instalaţiile solare, despre tehnicile de execuţie ale acestor instalaţii, despre concepţiile generale de urmărit în cazul realizării acestor instalaţii. În general, firmele producătoare de colectoare solare şi de accesorii işi desfăşoară ample programe de marketing pentru publicarea informaţiilor referitoare la avantajele produselor lor, dar nu sunt suficient clarificate tehnicile de bază ale realizării instalaţiilor solare. Acest articol doreşte să vină în sprijinul proiectanţilor de instalaţii, al executanţilor de lucrări, al beneficiarilor, al verificatorilor de proiecte şi nu în ultimul rând al funcţionarilor publici din cadrul instituţiilor care se ocupă de proiectele din cadrul programului „Casa Verde”.

Energia solară este sursa cea mai sigură şi cea mai stabilă de energie de care dispunem, este un domeniu al instalaţiilor cu ritm intens de dezvoltare şi în viitor acest segment va creşte cel mai mult. Avantajele ecologice şi economice ale utilizării energiei solare sunt recunoscute în prezent de toată lumea şi conform unui studiu recent, în cazul în care toţi cetăţenii UE am utiliza un colector solar de  1m2 pentru a produce apă caldă, emisia de CO2 ar putea fi redusă cu 80 milioane de tone anual.

Datorită proprietăţilor remarcabile ale cuprului – are durata lungă de viaţă, ţeava şi îmbinările suportă foarte bine temperaturile extreme, dintre metalele industriale cuprul are cea mai mare conductivitate termică,  este rezistent la coroziune şi la razele UV, nu îmbătrâneşte, toate îmbinările sunt certificate, testate şi sigure, este reciclabil 100% - este materialul esenţial al instalaţiilor solare. Cuprul este utilizat la fabricarea colectoarelor (ţevi şi panouri), la realizarea circuitelor de ţevi din cupru racordate la colectoarele solare, la realizarea schimbătoarelor de căldură, la instalaţiile sistemelor de apă caldă menajeră şi cele de încălzire (suprafeţe radiante, radiatoare). În acest articol vom prezenta principalele elemente  componente ale instalaţiilor de ţevi ale colectoarelor solare, metodele profesioniste de realizare a îmbinărilor, normativele europene specifice acestor instalaţii, materialele necesare la executarea lipirii ţevilor de cupru care formează instalaţiile colectoarelor solare, compatibilitatea ţevilor de cupru cu alte materiale din acelaşi instalaţie. 
 

Ţevile din cupru

La instalaţiile solare, vor fi utilizate în exclusivitate ţevi conforme standardului SR EN 1057 (pentru detalii referitoare la SR EN 1057 vezi Tehnica Instalaţiilor, numerele anului 2007 şi 2008). Acest standard se referă la proprietăţile ţevilor din cupru cu secţiune circulară fără sudură, la compoziţia lor, la termenii de transport şi testare, la gama de diametre între 6 şi 267 mm. În plus aceste ţevi trebuie să satisfacă şi cerinţele de calitate ale Gütegemeinschaft Kupferrohr e. V. (marca de calitate RAL-detalii în Tehnica Instalaţiilor numărul de iunie 2008), care pe lângă standardele SR EN 1057 prezintă cerinţe şi specificaţii suplimentare cu privire la testele de calitate (pentru detalii accesaţi: www.sistemecupru.com).  


Fitingurile

Pentru îmbinarea ţevilor din cupru pot fi utilizate în exclusivitate următoarele fitinguri:

  • fitinguri care pot fi îmbinate prin lipire capilară, cu marcă de calitate, conforme standardului SR EN 1254-1 şi -4,
  • fitinguri prin presare conforme standardului prEN 1254-7,
  • fitinguri cu inel de sfărâmare, conforme standardului SR EN 1254-2,

Temperaturile înalte care pot să apară în instalaţiile solare, impun cerinţe de calitate mult mai exigente pentru produsele utilizate decât în cazul tehnologiilor obişnuite de încălzire. Ţevile din cupru, fitingurile pentru lipire capilară, fitingurile speciale de presare destinate exclusiv sistemelor de instalaţii solare, având inele speciale de etanşare, fitingurile cu inel sfărâmabil pot fi utilizate fără restricţii dacă sunt conforme acestor standarde speciale şi instalaţiile sunt proiectate în mod profesionist.  

Ca regulă generală, pentru fiecare piesă şi produs utilizat în instalaţiile solare, trebuie luate în considerare fişele tehnice emise de producător, cu respectarea condiţiilor specifice de utilizare.

La îmbinările filetate este interzisă utilizarea bandei de etanşare PTFE (teflon), din cauza  proprietăţilor diferite de viscozitate ale amestecului apă-glicol pot să apară scurgeri din cauza neetanşeităţilor.  Este permisă executarea profesionistă a etanşărilor cu cânepă.

 

Fitinguri pentru lipire capilară, materiale de lipit şi paste de lipit

Fitingurile pentru lipire capilară conforme standardului SR EN 1254-1 cu marca de calitate RAL pot fi achiziţionate la diamatrele de 6-108 mm, iar fitingurile de racord conforme standardului SR EN 1254-4 până la diametrele de 4 ţoli al racordului filetat.

La proiectarea instalaţiilor solare conform standardului SR EN 12977-1 trebuie ţinut cont de faptul, că materialul utilizat pentru sistemele solare trebuie să suporte „cea mai mare temperatură de funcţionare şi cea mai mare presiune de funcţionare (în stare de stagnare)”. Această condiţie trebuie luată în considerare mai ales la părţile expuse temperaturilor exagerate.

Lipirea moale în instalaţii este permisă în general sub temperatura de funcţionare de 110°C. Deoarece materialele şi pastele de lipit destinate pentru lipirea moale, care conform specificaţiilor producătorului, pot suporta în unele cazuri şi temperaturi de peste 110°C, nu sunt recomandate în Germania, nici în România nu se recomandă din cauza temperaturilor excesive care pot să apară în instalaţiile solare. Din acest motiv sunt prescrise alte tehnici de lipire: lipirea tare, sudura, pressfitingul, fitingul cu inel sfărâmabil. Materialele de lipit destinate lipirii tari sunt descrise de standardul SR EN 1044, pastele de lipit de standardul SR EN 1045, şi aceste produse sunt certificate cu marca de calitate RAL (vezi tabel). Aceste produse pot fi utilizate fără restricţii la instalaţiile solare şi rezistă condiţiilor speciale de temperatură şi presiune.

Compoziţia materialelor pt. lipire tare

conform SR EN 1044 

Temperaturile de topire (°C)

Pastă de lipit conform

SR EN 1045 

Temperaturile la care rezistă pasta de lipit (°C)
CP 203 (L-CuP6) 710 - 890 FH 10 (F – SH1)* 550 - 800
CP 105 (L-Ag2P) 645 - 825 FH 10 (F – SH1)* 550 - 800
AG 106 (L-Ag345n) 630 - 730 FH 10 (F – SH1)* 550 - 800
AG 104 (L-Ag455n) 640 - 680 FH 10 (F – SH1)*
 
550 - 800
AG 203 (L-Ag44) 675 - 735 FH 10 (F – SH1)* 550 - 800

Tabel: Materialale de lipire tare şi paste de lipit admise la sistemele solare 

  • În cazul utilizării CP203 sau CP105 la îmbinările cupru-cupru nu este nevoie de pastă de lipit.
  • La îmbinarea cuprului cu alama sau bronzul este indicată utilizarea pastei.

 

În Austria, în cazul sistemelor de instalaţii solare cu presiunea maximă de funcţionare de 6 bar şi temperatura maximă de 200°C  este permisă executarea îmbinărilor prin lipire moale cu    

S-Sn97Cu3 (conform SR EN 29453) cu pastă de lipit care conţine substanţa S-Sn97Cu3. Acest procedeu este admis de Standardul Austriac M7826-1 şi -2 (Ö-Norm). Alte paste de lipit nu sunt admise. În cazul unor sisteme setate la temperaturi şi presiuni mai mari decât cele susamintite, şi în Austria sunt admise doar metodele de lipire tare. Materialul de lipit destinat pentru lipirea moale tip S-Sn97Cu3 are temperatura de topire între 230-250°C, deci trebuie să se ţină cont de  temperatura maximă în instalaţie de 200°C şi posibilitatea apariţiei unor temperaturi mai mari trebuie exclusă cu stricteţe (chiar şi pentru intervale scurte de timp!), deoarece instalaţia ar fi în pericol din cauza atingerii temperaturii de topire al materialului de lipit.

 

5226.jpg

Fig. 2. Lipirea tare este prescrisă!

 

Pressfitingul

La instalaţiile solare cu pressfiting, se vor utiliza garnituri speciale care sunt adecvate condiţiilor de funcţionare ale acestor instalaţii. IMPORTANT: la pressfiting vor fi respectate condiţiile tehnice (presiune şi temperatură maximă) prescrise de producătorul fitingului.

Producătorii oferă pressfitinguri speciale pentru instalaţiile solare, materialul inelului de etanşare este FKM, culoarea este diferită (alb, roşu), până la presiunea de 6 bar pot fi utiizate fitinguri până la diametrul de 108 mm. Temperatura maximă  poate să atingă şi valoarea de 200°C, dar acest detaliu trebuie verificat în fişa tehnică a produsului. Metoda de lucru este cea obişnuită, detalii la www.cupru.com în ghidul de execuţie al instalaţiilor din cupru.

 

Fitinguri cu inel sfărâmabil

Sunt racorduri conforme cu  standardul SR EN 1254-2 pot fi utilizate până la diametrul de 108 mm.  Racordurile filetate sunt compatibile cu toate modurile de racordare.

 

Dilatarea

Dilatarea unei ţevi de cupru de 1 m nu depinde de diametrul ţevii, dilatarea este mult mai mică decât la materialele nemetalice, cu toate acestea la dT 100K  alungirea este de 1,7 mm (coeficientul de dilatare termică liniară pt. cupru este α = 0,017 mm/mK). În cazul în care nu se ţine cont de acest lucru, ţevile nu vor avea posibilitatea să se dilate (în acest caz este obligatorie utilizarea compensatoarelor de dilataţie), în cazul nerespectării acestei prescripţii, din cauza tensiunii create se pot forma fisuri în ţeavă sau la îmbinări, ceea ce cauzează scurgeri.

 

tube5.jpg

Fig. 3. Ţevi SR EN 1057

 

Fixări

Instalaţiile solare nu se pot fi fixa de instalaţiile de gaze sau de apă. Nu pot servi ca suport pentru alte conducte, nu pot fi încărcate cu sarcini.

 

Combinarea cuprului cu alte meteriale într-un sistem închis

În sistemele închise, instalaţiile de apă caldă executate profesional, conform VDI 2035, la instalarea ţevilor din cupru sau a altor ţevi metalice sau altor instalaţii, nu poate să apară pericolul de coroziune. Agentul de coroziune, oxigenul, la prima încălzire a apei se evaporă şi dispare prin sistemul de dezaerisire sau este legat chimic. Oxigenul poate întra în instalaţie la neetanşeităţi sau la ţevile din plastic neprotejate contra difuziei oxigenului. La instalaţiile solare este interzisă utilizarea  ţevilor şi fitingurilor galvanizate.

Ţevile din cupru reprezintă soluţia cea mai sigură pentru multe decenii de funcţionare economică şi ecologică ale instalaţiilor solare.

 

 

Share >

Publicaţii
indrumator_pentru_instalatori.jpg
Ghidul de execuţie a instalaţiilor din ţevi de cupru vine în ajutorul instalatorilor la executarea sistemelor de instalaţii sanitare, instalaţii de încălzire centrală, instalaţii de alimentare cu gaze naturale, instalaţii de alimentare cu combustibil lichid, instalaţii de aer comprimat, etc.
01/12/2014