Cairan Pentransfer Panas pada Sistem Pemanas Air Tenaga Surya

Cairan pentransfer panas membawa panas dari kolektor surya ke tangki penyimpanan air panas pada sistem pemanas air tenaga surya. Ketika memilih cairan pentransfer panas, Anda dan installer surya Anda harus mempertimbangkan kriteria-kriteria sebagai berikut:
  • Koefisien ekspansi - perubahan fraksional panjang bahan (atau kadang-kadang dalam volume) tiap suatu unit perubahan suhu.
  • Viskositas - merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida.
  • Kapasitas termal - kemampuan materi untuk menyimpan panas.
  • Titik beku - suhu  dimana cairan berubah menjadi padat.
  • Titik didih - suhu dimana cairan mendidih.
  • Titik nyala - suhu terendah dari suatu larutan dimana akan timbul penyalaan api sesaat, apabila pada permukaan larutan tersebut didekatkan pada nyala api.
Misalnya, dalam iklim dingin, sistem pemanas air tenaga surya membutuhkan cairan dengan titik beku yang rendah. Cairan pada suhu tinggi, seperti pada iklim gurun, harus memiliki titik didih tinggi. Viskositas dan kapasitas termal menentukan jumlah energi yang dibutuhkan untuk memompa cairan. Cairan dengan viskositas rendah dan panas spesifik yang tinggi lebih mudah untuk dipompa, karena mendapat lebih sedikit hambatan saat mengalir dan mentransfer lebih banyak panas. Sifat-sifat lain yang akan membantu menentukan efektivitas cairan adalah sifat korosif dan stabilitasnya.

Jenis Cairan Transfer Panas

Berikut ini adalah beberapa jenis cairan yang paling umum digunakan untuk mentransfer panas dan sifat-sifat mereka. Konsultasikanlah dengan ahli pemanasan surya atau otoritas lokal yang memiliki yurisdiksi untuk menentukan persyaratan mengenai fluida transfer panas dalam sistem pemanas air tenaga surya di daerah Anda.

• Udara
udara tidak akan membeku atau mendidih, dan non-korosif. Namun, ia memiliki kapasitas panas yang sangat rendah, dan cenderung bocor dari kolektor atau saluran.

• Air
Air tidak beracun dan murah. Dengan panas spesifik yang tinggi, dan viskositas yang sangat rendah, air mudah untuk dipompa. Sayangnya, air memiliki titik didih yang relatif rendah dan titik beku yang tinggi. Air juga bersifat korosif jika pH (keasaman / tingkat alkalinitas) tidak dipertahankan pada tingkat netral. Air dengan kandungan mineral tinggi (yaitu, air "keras") dapat menyebabkan deposit mineral di dalam tabung kolektor dan sistem pipa.

• Glikol / air campuran
Glikol / air campuran memiliki rasio glikol-air 50/50 atau 60/40. Etilen dan propilen glikol adalah "antibeku."

• Minyak Hidrokarbon
Minyak hidrokarbon memiliki viskositas yang lebih tinggi dan panas spesifik yang lebih rendah dibandingkan air. Mereka membutuhkan lebih banyak energi untuk dipompa. Minyak ini relatif murah dan memiliki titik beku yang rendah.

Kategori-kategori dasar minyak hidrokarbon adalah hidrokarbon sintetis, hidrokarbon parafin, dan minyak suling aromatik. Hidrokarbon sintetik relatif tidak beracun dan membutuhkan sedikit perawatan.

Hidrokarbon parafin memiliki kisaran suhu antara titik beku dan didih lebih lebar daripada air, tetapi mereka beracun dan memerlukan dinding ganda, penukar panas loop tertutup. Minyak aromatik merupakan hidrikarbon yang paling kental.

• Refrigeran
Refrigeran biasanya digunakan sebagai fluida pentransfer panas di lemari es, AC, dan pompa panas. Mereka umumnya memiliki titik didih rendah dan kapasitas panas tinggi. Hal ini memungkinkan sejumlah kecil refrigeran untuk mentransfer sejumlah besar panas sehingga sangat efisien. Refrigeran merespon panas matahari dengan cepat, membuat mereka lebih efektif pada hari berawan daripada cairan transfer lain. Penyerapan panas terjadi ketika refrigeran mendidih (perubahan fasa dari cair ke gas) pada kolektor surya.
Pelepasan panas yang dikumpulkan terjadi ketika refrigeran (dalam wujud gas) mengembun menjadi cair lagi dalam penukar panas atau kondensor.

Selama bertahun-tahun refrigeran chlorofluorocarbon (CFC), seperti Freon, merupakan cairan utama yang digunakan oleh produsen kulkas, AC, dan pompa panas karena mereka tidak mudah terbakar, rendah toksisitas, stabil, nonkorosi, dan tidak membeku. Namun, karena efek negatif CFC terhadap lapisan ozon bumi, produksi CFC dihentikan, begitu juga produksi hydrochlorofluorocarbons (HCFC). Beberapa perusahaan yang memproduksi sistem pemanas tenaga surya mengandung refrigeran telah berhenti memproduksi sistem ini, atau sedang mencari refrigeran alternatif. Beberapa perusahaan sedang menyelidiki metil alkohol sebagai refrigeran pengganti.

Jika Anda saat ini memiliki sistem surya yang mengandung refrigeran dan perlu diservis, Anda harus menghubungi kontraktor tenaga surya profesional. Anda mungkin harus mengganti refrigeran CFC dengan metil alkohol atau fluida transfer panas lainnya.

Amonia juga dapat digunakan sebagai refrigeran. Biasanya digunakan dalam aplikasi industri. Karena pertimbangan keamanan sehingga tidak digunakan dalam sistem rumahan. Refrigeran dapat berupa amonia cair atau campuran kalsium amonia klorida.

• Silikon
Silikon memiliki titik beku yang sangat rendah, dan titik didih yang sangat tinggi. Mereka nonkorosi dan tahan lama. Karena silikon memiliki viskositas tinggi dan kapasitas panas rendah, mereka membutuhkan lebih banyak energi untuk dipompa. Silikon juga dapat bocor dengan mudah, bahkan melalui lubang mikroskopis dalam loop surya.



IndoEnergi Home