Componentes para sistemas solares

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1 solarorkli Componentes para sistemas solares Componentes para aquecimento e água quente sanitária Componentes para sitemas solares Colectores e equipamentos de distribuição Vávulas termostáticas Válvulas manuais Válvulas de zona motorizadas Válvulas misturadoras Regulação ambiente Grupos e válvulas de segurança Complementos domóticos de segurança Válvulas de gás Acessórios de união ao tubo

2 Desde 1982, a Orkli fabrica componentes para aquecimento e água quente sanitária, aquecimento de água e electrodomésticos. Os seus produtos são vendidos nos cinco continentes e dispõe de delegações próprias em mais de 20 países. É graças ao seu poderoso e contínuo processo de investimento, com uma média anual da ordem dos 12 milhões de euros, que ano após ano incorpora, além de novos produtos ao seu vasto catálogo, novas actividades, como Chão Radiante Integral Lurbero há dois anos e esta nova actividade SolarOrkli com componentes para sistemas solares. Porque para se manter na vanguarda é essencial uma grande aposta em matéria de I+D+i e a Orkli enfrenta este desafio dentro da sua estratégia com objectivos básicos, como a inovação tanto em produtos, como em gestão empresarial. A Orkli é uma empresa pertencente à Mondragón Corporación Cooperativa, dentro da divisão Mondragón Componentes, um grupo empresarial que conta com mais de postos de trabalho e mais de 220 empresas e entidades estruturadas em grupos sectoriais. Conta, além disso, com o apoio tecnológico dos grandes centros de investigação e desenvolvimento como Ikerlan, Ceit, Robotiker, etc., num processo de actualização permanente do conhecimento, além de criar uma cultura inovadora para garantir novos caminhos para o futuro.

3 Componentes para sistemas solares As instalações solares térmicas são utilizadas, normalmente, para aquecer água para uso sanitário ou para aquecimento.

4 Componentes para sistemas solares INSTALAÇÕES SOLARES TÉRMICA Os sistemas solares térmicos são compostos, principalmente, por: a. Colectores solares. b. Acumulador. c. Componentes hidráulicos. d. Regulação. e. Sistema de apoio. Sistema de apoio Caldeira Regulador Colectores Acumulador Válvula misturadora a. Colectores solares: O colector solar é o elemento que converte a energia contida na radiação solar em calor aproveitável, aquecendo o fluido que circula pelo mesmo. Existem vários tipos de colectores, dos quais os colectores solares planos são os mais comuns. Vidrio Superfície absorvente Isolamento

5 b. Acumuladores A radiação solar geralmente não coincide com o consumo de água quente sanitária ou aquecimento e, por isso, é necessário reter a energia fornecida pelo sol para um consumo posterior. Este armazenamento de energia é realizado aumentando a temperatura da água contida no acumulador. Os acumuladores solares têm, normalmente, integrado um tubo que transfere a energia captada pelos colectores para a água de consumo. Em grandes instalações, o tubo pode ser um elemento independente pela impossibilidade de ter uma grande superfície de intercâmbio dentro do acumulador. Material isolante Tubo interno c. Componentes hidráulicos Tratando-se de um circuito hidráulico, uma instalação solar deve integrar uma série de componentes, quer para o seu correcto funcionamento, quer pela sua segurança. A Orkli, como fabricante de componentes, oferece uma gama ampla de válvulas e acessórios para completar uma instalação solar. d. Regulação O sistema de regulação é o que comanda a bomba e as válvulas motorizadas para conseguir uma correcta transmissão da energia das placas para o fluido a aquecer. Decide quando a bomba deve trabalhar ou a posição das válvulas em função das temperaturas em vários pontos do circuito: geralmente colectores e acumulador. e. Sistema de apoio Serve para garantir o serviço ao utilizador em dias em que a radiação solar não é suficiente para satisfazer a necessidade.

6 Componentes para sistemas solares SELEÇÃO DE COMPONENTES HIDRÁULICOS Para realizar uma instalação solar térmica devem considerar-se dois circuitos bem diferenciados: Circuito primário: o que leva o calor captado nos colectores para o acumulador. Circuito secundário: responsável por levar a água aquecida pelo circuito primário até ao consumo. O circuito primário é o que apresenta maiores diferenças relativamente a uma instalação convencional de aquecimento ou água quente sanitária. Temperatura: los colectores solares têm um desenho optimizado para conseguirem transmitir a maior quantidade de energia ao circuito primário e, por isso, podem alcançar temperaturas muito elevadas. Como critério geral para a selecção de componentes, pode considerar-se: a. Ramal de ida: linha que leva o fluido aquecido nos painéis para o acumulador. Os elementos que forem instalados nesta linha deverão resistir a, pelo menos, 150ºC contínuos: válvulas de esfera, separadores de ar, anti-retornos, válvulas de zona b. Ramal de retorno: uma vez cedido no acumulador o calor captado, a temperatura do fluido diminui e, por isso, as temperaturas que devem suportar são menos severas: 100ºC contínuos (bomba, regulador de caudal, válvulas de esfera, anti-retornos ) Fluido: O gerador (colector) deve estar no exterior para poder captar a radiação solar. Isto implica que se devem também tomar precauções para evitar que o fluido do circuito congele quando a temperatura no exterior seja inferior a 0ºC. Em regiões onde existe este risco é utilizado como fluido uma mistura de água e anticongelante (etilenglicol). Para isso, os componentes instalados neste circuito deve estar preparados para trabalhar com este tipo de fluidos. Pressão: os valores normais de pressão para esta instalação são semelhantes aos dos circuitos de aquecimento (1,5-2 bar). De todas as formas, em casos extremos, a pressão pode aumentar devido à temperatura e é conveniente que os componentes resistam a pressões de até 8 bar.

7 COMPONENTES SOLARORKLI PARA INSTALAÇÕES SOLARES TÉRMICAS Purgador Colectores Regulador Vaso de expansão Grupo hidráulico solar Sistema de apoio Caldeira Válvula de zona Acumulador Purgador com separador de ar Válvula misturadora

8 Componentes para sistemas solares GRUPO HIDRÁULICO SOLAR O grupo hidráulico para instalações solares térmicas é um conjunto de componentes que integra os elementos hidráulicos necessários no circuito primário destas instalações. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS A principal característica que diferencia estes componentes dos utilizados no sistema de aquecimento e A.Q.S. é a elevada temperatura a que podem ser submetidos. É por isso que os materiais utilizados são especialmente seleccionados para trabalhar a estas temperaturas: Temperatura máxima de trabalho no ramal de ida: 160ºC. Temperatura máxima de trabalho no ramal de retorno: 120ºC. Temperatura máxima de trabalho da válvula de segurança: 160ºC. Pressão máxima admissível: 10 bar. Calibração da válvula de segurança: 6 bar. Intervalo de temperatura dos termómetros: 0-120ºC. Intervalo de indicação de caudal: 2-14 l/min. Escala do manómetro: 0-10 bar. Densidade do Polipropileno Expandido: 50 gr/l.

9 Componentes e funções 1: Bomba solar 2: Válvulas de esfera com anti-retorno e termómetros integrados (no ramal de ida e retorno para evitar fluxos inversos). 3: Conjunto de segurança composto por: a-válvula de segurança solar calibrada a 6 bar. b-manómetro (0-10 bar). c-ligação para vaso de expansão. 4: Caudalímetro e regulador de caudal. O objectivo deste elemento é o equilíbrio do circuito primário, em função do número de colectores dado que os colectores têm um caudal óptimo de trabalho (aprox. 1 litro/min. e m 2 de colector) 5: Câmara de purga de ar. São instalados purgadores automáticos nos colectores, mas estes têm de estar fechados para evitar que quando a temperatura for superior a 100ºC o vapor saia pelo purgador e a instalação seja esvaziada. 3.Conjunto de segurança 6.Torneiras de enchimento/esvaziamento 2.Válvulas de esfera com anti-retorno 1.Bomba solar 5.Câmara de purga de ar 6.Torneiras de enchimento/esvaziamento 4.Caudalímetro e regulador de caudal 7.Caixa isoladora Para evacuar o ar numa zona acessível, é instalada uma câmara de purga. O fluido com ar passa pelo tubo interior e na expansão, as bolhas separam-se e acumulam-se na parte superior da câmara. A câmara dispõe de um purgador manual para que o ar acumulado seja evacuado periodicamente. 6: Torneiras de enchimento/esvaziamento. 7: Caixa isoladora de Polipropileno Expandido (EPP).

10 Componentes para sistemas solares CARACTERÍSTICAS HIDRÁULICAS [m] 6,4 Head 6 5,6 5,2 4,8 4,4 4 3,6 3,2 2,8 2,4 2 1,6 1,2 0,8 0,4 eco max 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 [l/s] DIMENSÕES Altura do conjunto: 455 mm. Largura do conjunto: 235 mm. Ligações: 3/4 H. Distância entre ramais: 95 mm. INSTALAÇÃO E FUNCIONAMENTO Ligação das tubagens É necessário realizar as uniões ao Grupo Hidráulico com os racordes correspondentes antes de o fixar para evitar danificar a caixa de EPP. Fixação do Grupo Hidráulico à parede Realizar orifícios na parede para as buchas com as distâncias indicadas. 2. Colocar a placa de fixação na posição indicada e introduzir os parafusos nos orifícios. Nota: assegure-se de que os elementos visíveis coincidem com os espaços da tampa do Grupo Hidráulico.

11 Enchimento da instalação 1. Abrir os purgadores automáticos situados nos colectores solares. 2. Desactivar os anti-retornos das válvulas de esfera rodando a alavanca 45º. 3. Encher lentamente a instalação com a mistura água/glicol a partir da torneira de enchimento mais baixa do circuito utilizando uma bomba. Caso não haja qualquer outra torneira além das integradas no Grupo Hidráulico, utilizar a do caudalímetro. 4. Fechar as válvulas dos purgadores automáticos de ar. Nota: é conveniente ter a bomba em funcionamento durante, pelo menos, h para completar a purga antes de isolar os purgadores. Regulação do caudal 1. Verificar o caudal nominal recomendado pelo fabricante de painéis (valor aproximado 1 l/min e m 2 ) e calcular o caudal necessário para a sua instalação. 2. Abrir totalmente todas as válvulas do circuito. 3. Colocar a bomba em funcionamento na velocidade 1 e verificar se o caudal indicado no caudalímetro é superior ou inferior ao necessário: a. Se for inferior a aumentar a velocidade e voltar a verificar (passo 3). b. Se for superior a calibrar o caudal a partir do regulador utilizando uma chave de parafusos. Ajustar a passagem até que o caudalímetro indique o caudal necessário.

12 Componentes para sistemas solares PURGADOR AUTOMÁTICO SOLAR Descrição Os purgadores automáticos cumprem a função de evacuar o ar do circuito solar nas operações de enchimento e manutenção. Nas instalações solares, os purgadores automáticos devem ter sempre uma chave de corte na parte da frente para os isolar depois de realizado o enchimento da instalação. Desta forma evita-se que o fluido do circuito seja evacuado pelo purgador automático quando a temperatura faz com que seja atingido o seu ponto de evaporação. Instalação e funcionamento Os purgadores devem ser instalados no ponto mais alto da instalação (geralmente, a saída dos colectores solares) e sempre na posição vertical. Depois de realizado o enchimento e a purga da instalação, fechar a válvula de corte instalada antes do purgador. Purgador com válvula de esfera Características técnicas Temperatura máxima de trabalho: 150ºC. Fluido: mistura de água e glicol 50%. Pressão máxima de trabalho: 6 bar. Ligação: 3/8 M. Ligações da válvula de esfera: 3/8 H-3/8 M. Colectores SEPARADOR DE AR Descrição Como o nome indica, este elemento ajuda a separar o ar contido no circuito através de um volume de expansão e uma rede contida no interior. Este ar pode ser evacuado do sistema instalando um purgador automático na sua parte superior ou através de um purgador manual. Características técnicas Temperatura máxima de trabalho: 150ºC. Fluido: mistura de água e glicol 50%. Pressão máxima de trabalho: 6 bar. Ligação superior: 3/8 H. Acessórios de ligação ao tubo de Ø 22 mm.

13 Instalação Os separadores de ar devem ser instalados em linhas horizontais de tubagens e na posição horizontal para que o ar se acumule na parte superior. O separador também inclui acessórios para fixação à parede. Acumulador Purgador com separador de ar VÁLVULAS DE SEGURANÇA Descrição As válvulas de segurança solares de membrana solar destinam-se a limitar a pressão do circuito primário dos sistemas solares térmicos. Incorporam também uma alavanca de accionamento para efectuar um esvaziamento manual. Características técnicas Temperatura máxima de trabalho: 160ºC. Fluido: mistura de água e glicol 50%. Ligações: H- H Junta e membrana de etileno-propileno. Corpo de válvula em latão especial estampado, em conformidade com as normas EN Mola com tratamento antioxidante. Pressões de calibração: 3, 4, 6, 8, 10 bar. Homologação para válvulas de segurança solares: TÜV SV SOL 50 p. Instalação As válvulas de segurança devem ser instaladas na posição vertical ou horizontal, nunca invertidas (com a alavanca para baixo). Além disso, devem evitar-se elementos que isolem a válvula do resto do sistema. Recomenda-se também que haja um dispositivo de recolha do fluido na saída para evitar que a mistura de água e anticongelante evacue sem controlo Racord Mola Alavanca Junta de fecho Membrana Corpo valvular

14 Componentes para sistemas solares VÁLVULAS DE ZONA Descripción As válvulas de zona solares motorizadas foram concebidas para funcionar como reguladores tudo-nada e como válvulas desviadoras de caudal em circuitos primários dos sistemas solares térmicos. As válvulas de 2 vias são modelos normalmente fechados em A (sem tensão) e, quando se aplica tensão ao motor, a válvula abre e fecha o micro-interruptor (se houver). As válvulas de 3 vias são válvulas desviadoras, com entrada por AB e saídas por A e por B, com a via A normalmente fechada (sem tensão). Ao aplicar tensão ao motor, a via A abre-se, a B fecha-se, e fecha-se o microrruptor (se existir). A B A B AB Também existem modelos desmontáveis que permitem realizar a ligação hidráulica da parte valvular sem haver necessidade de que a parte motorizada esteja montada. IIgualmente, quando a instalação estiver a funcionar, a parte motorizada pode ser substituída sem haver necessidade de esvaziar a instalação nem de actuar sobre a mesma. Características técnicas Temperatura mínima do fluido: -20ºC. Temperatura máxima do fluido: 160ºC. Fluido: mistura de água e glicol 50%. Temperatura ambiente máxima: 50ºC. Pressão estática máxima: 10 bar. Pressão diferencial máxima: 2 vías 3 vías DN 15 (1/2 ) 1,4 bar 1,4 bar Tempo de abertura: 12 s. Tempo de fecho: 5 s. Tensão de alimentação: 230 V (disponível também 24 V). Consumo: 6 W. Comprimento do cabo: 60 cm (outras medidas disponíveis a pedido). Em conformidade com as Directivas Europeias 89/336/EEC e 73/23/EEC. DN 20 (3/4 ) 0,6 bar 0,7 bar DN 25 (1 ) 0,4 bar 0,6 bar

15 Características hidráulicas: Modelo não desmontável Modelo desmontável Pressão diferencial mm ca. Caudal l/h 2 vías 1/2 3 vías 1/2 2 vías 3/4 3 vías 3/4 2 vías vías Instalação e funcionamento A parte motorizada não deve ficar nunca na parte inferior da parte valvular, para evitar que as possíveis condensações nas tubagens de ligação entrem no interior do motor. Os cabos azul e castanho são os que alimentam o motor. Os cabos cinzento e cor de laranja são os do microrruptor (nos modelos que o incorporam). Sem micro Com micro Azul Castanho A/V Motor Azul Castanho Cinzento Cor-de-laranja A/V Motor Micro N.A.

16 Componentes para sistemas solares Funcionamento Antes do enchimento da instalação, o accionamento manual da válvula deve ser colocado na posição manual (MAN). Uma vez realizado o enchimento e durante o funcionamento normal da válvula, deve colocá-la na posição automática (AUTO). Nos modelos desmontáveis, a passagem de posição manual para posição automática é feita automaticamente ao colocar em funcionamento a instalação eléctrica. No caso de falta de alimentação eléctrica, assim como durante as operações de enchimento, purga ou esvaziamento da instalação, a válvula pode trabalhar na posição manual (MAN), com o seguinte resultado: As válvulas de 2 vias ficam abertas. As válvulas de 3 vias derivam o caudal que entra por AB tanto por A como por B. Auto Man Circuito solar centralizado Válvula de zona Interacumulador solar individual B A Válvula misturadora Válvula de zona Interacumulador solar individual B A Válvula misturadora

17 GRUPO DE SEGURANÇA Descrição Os grupos de segurança são componentes utilizados nas instalações de água quente sanitária para a protecção dos acumuladores de água quente. Os modelos para instalações solares são específicos para a utilização em equipamentos solares termosifão onde o acumulador e, também, o grupo de segurança, se instalam no exterior. Válvula anti-retorno Ligação ao acumulador Entrada de água fria Orifício de controlo da válvula anti-retorno DN20 Chave de isolamento Válvula de segurança e esvaziamento manual Orifício de esvaziamento e descarga Os grupos de segurança são constituídos por diferentes componentes que têm as seguintes funções: De segurança: para evitar que a pressão da água contida nos acumuladores alcance valores perigosos. Antipoluição: para evitar o retorno de água quente para a rede de alimentação de água fria e a contaminação de água contida no acumulador com a água de descarga. De isolamento: para isolar a rede de alimentação e permitir a manutenção e o controlo do acumulador e da instalação. Características técnicas Corpo em latão especial estampado Cu Zn 40 Pb2, EN Junta de fecho da válvula de segurança em EPDM. Válvula anti-retorno em PPS. Material do eixo da válvula de segurança: aço inoxidável. Elementos exteriores resistentes a radiação UV. Pressão nominal de regulação da válvula de segurança: 7 bar Pressão de fecho da válvula de segurança Em água fria > 6,3 bar A vapor > 5,25 bar Pressão de abertura da válvula anti-retorno: < 0,2 bar. Pressão de estanquicidade da válvula anti-retorno: > 0,03 bar. Os grupos de segurança estão certificados em conformidade com a Norma Europeia EN 1487 nos Institutos CSTB e BELGAQUA Acumulador do equipamento termosifão Racord isolante dieléctrico Grupo de segurança DN20 NF EN 1487 Entrada de água fria

18 Componentes para sistemas solares VÁLVULAS MISTURADORAS TERMOSTÁTICAS Descrição As válvulas misturadoras são utilizadas sobretudo nas linhas de distribuição de água quente sanitária para limitar a temperatura da água de consumo. O controlo da temperatura é assegurado através da tecnologia de cera de reacção rápida. As válvulas misturadoras termostáticas são utilizadas nas instalações solares na saída do acumulador solar. O principal objectivo na instalação destas válvulas é evitar riscos de queimaduras no utilizador final quando a temperatura no acumulador é superior à máxima recomendada para uso sanitário (nos acumuladores solares a água pode alcançar temperaturas superiores a 80ºC). Existem modelos específicos solares para os sistemas nos quais existe risco de a temperatura do acumulador superar os 90ºC (em sistemas em que não existe uma limitação de temperatura no acumulador). Características técnicas Modelo standard Modelo Solar Modelo Solar alta tª Temperatura fixada na fábrica 41ºC 47,5 ºC 63 ºC Intervalo de temperatura à saída 35 ºC 50ºC 40ºC 50 ºC 50ºC 70 ºC Temperatura da água quente de entrada 95 ºC máx ºC ºC Temperatura da água fria de entrada 5-25 ºC 5-30 ºC 5-30 ºC Diferença de temperatura mínima para a mistura 10 ºC 15 ºC 15 ºC Estabilidade de temperatura (nominal) ± 3 ºC ± 3 ºC ± 3 ºC Pressão estática de trabalho 10 bar 10 bar 10 bar Instalação e ajuste da temperatura Introduzir os anti-retornos nas duas entradas da válvula (nas referências em que são fornecidas). Respeitar o sentido de fluxo indicado. Verificar se as tubagens de água quente e fria são instaladas nas entradas correspondentes: H ou ponto vermelho para a entrada quente e C ou ponto azul para a entrada fria. Instalar os filtros fornecidos nas ligações das entradas para a tubagem (nas referências com filtros). Uma vez instalada a válvula deve-se ajustar a temperatura de saída. As válvulas misturadoras têm uma chave específica para evitar manipulações não dese 1. Retirar a tampa. 2. Ajustar a temperatura rodando o cartucho da válvula com a chave específica que é fornecida. Rodar no sentido dos ponteiros do relógio para diminuir a temperatura e no sentido contrário para a aumentar. 3. Uma vez atingida a temperatura desejada na saída devem ser realizados 3 cortes de fornecimento de água quente e fria alternativamente. Desta forma o pistão é deslocado em todo o seu percurso e vai assegurar o seu correcto funcionamento. 4. Voltar a colocar a tampa.

19 REGULAÇÃO É indispensável uma correcta utilização da regulação para que um sistema de circulação forçada trabalhe de forma óptima. Sistemas com duas entradas e uma saída de relé Nas instalações simples, com entrada solar para a água quente sanitária e um único tubo existem duas funções principais. 1. Colocação em funcionamento e paragem por T entre colectores e acumulador. Determina-se uma diferença de temperatura (valor mais comum 7ºC) para que a bomba comece a funcionar e outra (2ºC) para que deixe de o fazer. 2. Limitação de temperatura no acumulador. Ainda que a temperatura de referência possa ser aproximadamente 60ºC, em caso de dias de alta radiação é preferível aumentar a temperatura da água do acumulador e evitar o sobreaquecimento nos painéis. Regulador Colectores Acumulador Sistemas com saídas de relé Para instalações mais complexas onde seja necessário actuar sobre várias bombas ou válvulas motorizadas deve ser utilizado um sistema de regulação com mais saídas de relé. As funções mais comuns são: a) Accionar uma válvula de zona para desviar o fluxo depois de alcançada a temperatura desejada no acumulador. Colectores b) Desviar o fluxo para o segundo tubo em interacumuladores de dupla serpentina para melhorar a estratificação ou com dois acumuladores. c) Actuar sobre duas bombas em instalações com tubo externo. Colectores Regulador Regulador Acumulador Acumulador

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