Необычный недостаток плоских солнечных коллекторов

1. Плоский солнечный коллектор - снесли
2. Перфорация в плоском солнечном коллекторе
3. Испытания на герметичность
4. Причина - стрессы

Осенью 2016 года меня попросили заменить поврежденные 16 плоских солнечных коллекторов, которые были расположены на крыше многосемейного здания одного из жилищных кооперативов в Гданьске. Установка, в которой было повреждено такое большое количество коллекторов, состоит из 58 штук, поэтому в одной установке работает небольшое количество коллекторов. Власти кооператива были очень обеспокоены таким большим количеством поврежденных сборщиков почти за один сезон.

Солнечные коллекторы в вышеупомянутой установке проработали всего 10 лет, то есть срок гарантии на них только что закончился, и, тем не менее, предполагаемый срок службы солнечных коллекторов составляет около 30 лет! В нормально работающей солнечной установке теплоноситель не имеет права выходить за пределы коллектора.

Капающий агент с коллекторов указывает на явное повреждение коллекторов внутри его конструкции. После демонтажа 18 деталей из несущих конструкций и их транспортировки на предприятие, где 3 солнечных коллектора были выбраны случайным образом и подвергнуты испытаниям с целью выявления утечек внутри конструкции коллектора. Предполагалось, что это экспертное заключение не только докажет непригодность снятых коллекторов, но в основном служит средством против дальнейшей деградации остальной части солнечной установки.

Плоский солнечный коллектор - снесли

После демонтажа первого солнечного коллектора был осмотрен поглотитель, то есть лист с прикрепленными трубками, через которые хладагент продавливается. Поскольку использовался солнечный коллектор со структурой арфы, но приспособленный к горизонтальной компоновке, в центре коллектора использовалась дополнительная труба, так что «выходы» для подключения дальнейшей установки были расположены на одной стороне коллектора сверху.

Перфорация в плоском солнечном коллекторе

На чертеже элемент жесткости внешней трубки обозначен красным.

Он представляет собой кусок тонкой трубки, сваренной между двумя собирательными трубами, так что внешняя трубка, наружная часть которой выходит за пределы корпуса коллектора, является жесткой и сконцентрирована со всем коллектором таким образом, что изгиб этих колец не происходит на коленях этих труб.

Чтобы соединить коллекторы, сконструированные таким образом, необходимо было применять между коллекторами так называемые компенсационные соединения, чтобы исключить линейное расширение медных труб на этих муфтах, которое состоит из наиболее важной части коллектора - поглотителя. Однако в обсуждаемой установке использовались жесткие муфты, что, вероятно, привело к повреждению коллекторных труб (показано на чертеже как вертикальное).

Во всех трех испытанных солнечных коллекторах перфорация возникла в одном и том же месте, то есть в том месте, где соединение жесткости было приварено к паяному соединению (отмечено красным) с помощью коллекторных трубок.

Испытания на герметичность

Во время испытаний на герметичность воды под давлением около 5 бар были сделаны фотографии, показывающие, где произошла перфорация (фото 1).

После разрушения ребра жесткости, отмеченного на рисунке красным цветом, оказалось, что материал настолько «устал» на месте сварки, что после его разрушения образовалось отверстие. После открытия коллектора № 2 появилась картинка, показанная на рисунке 2.

Трубка жесткости должна была сломаться до механических напряжений, и после подключения воды под давлением видно, что перфорация произошла в том же месте, что и в первом коллекторе, то есть в месте, где было сварено соединение жесткости. Это правда, что вода не выходит с такой силой, как на рисунке выше, тем не менее, грязь труб слева четко указывает, откуда произошла утечка. Так же было и с обследованным коллектором № 3 (фото 3).

Вы можете увидеть четко собранные капли воды, вытекающие из-под места пайки ребра жесткости. В этот момент материал стал настолько уставшим, что трубка сломалась.

Причина - стрессы

На основании испытаний только этих трех коллекторов можно с высокой степенью вероятности сказать, что в этих местах возникают такие механические напряжения из-за постоянного расширения и сжатия материала, что в конечном итоге материал, из которого изготовлена ​​труба, не может выдержать и сломаться. Вся установка в указанном жилищном кооперативе подвергается процессу деградации.

В последующие дни все солнечные коллекторы были снесены, и обсуждаемый дефект был подтвержден только в одном и том же месте. Таким образом, с высокой степенью вероятности можно сказать, что вся установка, в конце концов, значительна, подвержена этому типу деградации.

Витольд Яблонский

Похожие