Стагнация гелиосистем – это избыток тепловой энергии из-за недостаточного или отсутствующего отбора энергии с последующим закипанием жидкости (теплоносителя) в коллекторе. Коллекторы производят тепловую энергию тогда когда есть солнечная энергия. Иногда могут возникать такие ситуации, когда невозможно использовать сгенерированную энергию или в определенный момент времени, по каким-то причинам это нецелесообразно. Тогда в гелиосистеме происходит своеобразный застой (стагнация). Это явление не очень благоприятно для коллектора, хотя это не аварийная ситуация.
Стагнация в большинстве случаев происходит летом. Больше всего стагнации подвержены комбинированные гелиосистемы, в которых тепловая энергия идет на отопление. Застой происходит, когда прекращается или сильно замедляется циркуляция, при этом солнечное излучение не прекращает воздействовать на коллектор. Непрекращающееся воздействие солнечных лучей и застой приводит к тому что температура теплоносителя начинает возрастать, вплоть до того что жидкость начинает кипеть. Закипание теплоносителя способствует резкому возрастанию давления в солнечном контуре.
Стагнация гелиосистемы состоит из 5 стадий:
— Расширение теплоносителя. Расширение возникает при остановке циркуляционного насоса. С его остановкой начинает расти температура вплоть до температуры кипения. Однако давление не так стремительно растет, приблизительно на 1 бар.
— Испарение жидкости. Через 10 минут после того как теплоноситель достиг температуры кипения начинается его испарение. В коллекторе образовывается насыщенный пар и вследствие этого теплоноситель перемещается в расширительный бачок. Давление в системе начинает расти и жидкость, практически дошедшая до температуры закипания, поднимается и может дойти до некоторых частей солнечной системы, тем самым подвернув их воздействию высокой температуры.
— Кипение. В течение следующих 30 минут теплоноситель, который еще остался, испаряется и образованный пар заполняет всю систему. Он может пагубно воздействовать высокой температурой на некоторые части гелиосистемы.
— Перегрев. Жидкость продолжает испаряться, одновременно скопляется большое количество перегретого пара. Начинает слегка падать давление, а коллектор полностью высыхает.
— Заполнение теплоносителем. Когда солнечная энергия меньше воздействует на систему, постепенно падает давление и температура гелиосистемы. Парообразный теплоноситель конденсируется, в результате чего система опять заполняется жидкостью.
Чем меньше количество образованного пара, тем меньше негативное воздействие на гелиосистему, а особенно это касается воздействия на теплоноситель, так как он наибольшее подвергается воздействию стагнации. Самая опасная для системы третья стадия кипения. Поэтому чтобы уменьшить негативное воздействие на систему нужно, что бы эта стадия длилась малый отрезок времени. Третья стадия сокращается, когда во второй стадии весь теплоноситель перемещается в расширительный бачок и потом кипение не происходит. Эта способность к опорожнению коллектора при максимальном значении полностью предотвращает кипение в третьей стадии. Она зависит от типа гелиоколлектора, угла его установки, объема расширительного бачка.
Последние модели гелиоколлекторов оснащены антизакипающей системой. Суть ее заключается в том, что система оснащена дополнительным бачком и в случае отключения насоса, жидкость полностью сливается.
