Ce rezervor solar aveți nevoie

Întrebarea „Ce rezervor solar am nevoie“ sună la prima vedere simplu, dar de fapt este suma mai multor decizii parțiale care se influențează reciproc. Rezervorul nu este niciodată ales izolat – construcția acestuia, numărul de schimbători și modul de conectare sunt legate direct de tipul de colectoare pe care le veți avea pe acoperiș, de modul în care se va completa încălzirea în perioadele cu insolație insuficientă și de tipul de țevi și grupă de pompare cu care se va lega întregul circuit. Cine rezolvă rezervorul separat de restul instalației, va ajunge adesea cu o cutie care este subdimensionată față de suprafața colectoarelor, sau dimpotrivă, prea mare și scumpă în comparație cu consumul real de apă caldă în gospodărie.

În acest articol vom analiza cum se deosebește un rezervor solar de un boiler obișnuit, de ce are sens să luăm în considerare două schimbători în loc de unul, cum alegerea rezervorului este legată de tipul colectoarelor (plane versus cu vid) și ce mai aveți nevoie în afară de rezervor – de la unitatea de comandă până la grupa de pompare și țevi, fixarea colectoarelor și vasul de expansiune. Scopul este ca, după citire, să puteți pune întrebările potrivite furnizorului și să înțelegeți de ce vă recomandă tocmai acea combinație de componente, pe care vă-o propune.

Dacă aveți un caz concret – o casă, o vilă sau doar adăugați un încălzitor solar la o centrală termică existentă – vă recomandăm să citiți și ghidul mai amplu Cum alegi un sistem solar pentru încălzirea apei, care descrie alegerea întregii instalații. Acest articol se concentrează, dimpotrivă, în mod special asupra rezervorului și componentelor direct legate de acesta.

Ce este un sistem solar pentru încălzirea apei și ce rol are rezervorul

O instalație solară este compusă din patru componente interconectate.

Sistemul solar pentru încălzirea apei, uneori numit și instalație solară cu apă caldă, este compus din patru elemente de bază: colectoare solare montate pe acoperiș (sau pe fațadă sau pe sol), un rezervor solar cu schimbător, o grupă de pompare și o unitate de comandă. Colectoarele încălzesc lichidul termic – o amestec de apă și substanță antigel – care circulă într-un circuit închis până la rezervor, unde transferă căldura apei menajere prin intermediul schimbătorului.

Este important să spunem de la început că sistemul solar completează, nu înlocuiește în mod complet sursa principală de căldură, cum ar fi o centrală termică sau o pompă de căldură. În practică, asta înseamnă că sistemul solar va acoperi cel mai mult încălzirea apei menajere în vara, când există suficientă lumină solară și consumul de căldură pentru încălzirea spațiilor este zero sau minim. În lunile intermediare și iarna, soarele va furniza doar o parte din energia necesară, iar restul va fi completat de sursa principală. Din acest motiv, rezervorul – și în special construcția sa interioară cu schimbători – este un element esențial al întregii instalații, deoarece este locul unde energia solară se întâlnește cu energia de la centrală sau pompă de căldură și unde se acumulează căldura pentru a fi folosită oricând în timpul zilei.

Rezervorul nu este doar „o cutie cu apă“. Este un acumulator termic și în același timp locul unde se întâlnesc două sau mai multe surse de căldură. Din acest motiv, nu este recomandat să economisiți sau să vă grăbiți cu alegerea rezervorului – un rezervor ales greșit poate limita performanța chiar și a unor colectoare bine dimensionate.

Rezervor solar versus boiler obișnuit – în ce constă diferența reală

Un boiler sau combinat încălzește apa direct – fie prin rezistență electrică, fie printr-un singur schimbător conectat la centrală. Rezervorul solar are, în plus, cel puțin un schimbător de căldură conectat la circuitul solar, iar adesea are și un al doilea schimbător menit să completeze încălzirea de la centrală sau altă sursă. Într-un rezervor solar, apa este încălzită întotdeauna indirect – lichidul solar circulă separat în circuitul său închis și nu intră niciodată în contact direct cu apa menajeră pe care o veți folosi ulterior din robinet.

Acest izolament al circuitelor are un motiv practic: lichidul termic conține o componentă antigel și, la temperaturi ridicate din colectoare (care pot fi semnificativ mai mari decât temperatura apei menajere în lunile de vară), contactul direct cu apa potabilă nu ar fi adecvat nici din punct de vedere igienic, nici tehnologic. Schimbătorul funcționează ca o barieră termică și simultan ca mediu de transfer – transferă căldura, dar separă mediile.

La rezervoarele cu două schimbătoare (de obicei denumite bivalente) schimbătorul de jos este conectat la circuitul solar, iar cel de sus la centrală sau altă sursă de completare. Acest aranjament nu este întâmplător – lichidul solar are în timpul zilei o temperatură variabilă și plasarea mai jos a schimbătorului permite utilizarea și a încălzirii mai blânde a colectorului pentru preîncălzirea apei reci care intră în rezervor de jos. Schimbătorul de sus, în caz de nevoie, va încălzi apa până la temperatura dorită, indiferent dacă soarele strălucește sau nu.

Deci, atunci când comparați oferte și vă este oferit „un rezervor solar”, este util să întrebați clar câți schimbători conține și cum sunt conectați – această caracteristică de bază determină dacă rezervorul poate funcționa autonom cu solarul și în combinație cu centrala existentă.

Câți schimbători aveți nevoie – solar autonom sau combinație cu centrală

Când alegeți numărul de schimbători din rezervor, răspunsul decisiv la o întrebare simplă este important: va funcționa solarul complet autonom (de exemplu, într-un imobil fără altă sursă de căldură, sau acolo unde completarea este rezolvată de un alt boiler separat), sau va face parte dintr-un singur rezervor, împreună cu centrala termică sau pompa de căldură existentă?

Dacă răspunsul este al doilea caz – ceea ce este cel mai frecvent în casele cu încălzire centrală – aveți nevoie de un rezervor cu două schimbătoare, respectiv un rezervor proiectat din start ca rezervor solar bivalent. În această configurație, sistemul funcționează automat: când este suficientă căldură solară, încălzirea este realizată exclusiv de circuitul solar și centrala nu se activează deloc. Când soarele este insuficient (zile înnorate, iarnă, consum crescut de apă caldă), lipsa de energie este completată automat de schimbătorul de completare conectat la centrală. În această combinație se vede cel mai bine că solarul completează în mod real sursa principală de căldură, așa cum am menționat în partea introductivă – nu este o înlocuire a centralei, ci o reducere a timpului de funcționare a acesteia, în special în partea mai caldă a anului.

Mai multe despre modul exact în care încălzirea solară colaborează cu centrala termică existentă, inclusiv recomandări practice privind conectarea, le găsiți într-un articol separat Încălzire solară ca completare pentru centrală termică.

Cum se leagă tipul panourilor de alegerea boilerului

Boilerul și panourile solare formează un singur ansamblu funcțional, motiv pentru care merită luată o decizie asupra ambelor simultan, nu secvențial. Pe piață întâlniți frecvent două tipuri de panouri solare – plane și cu vid (în formă de țevi) – iar proprietățile acestora influențează direct modul în care va funcționa boilerul în practică.

Panourile solare plane au o suprafață de absorbție acoperită cu sticlă temperată într-un cadru izolat. Sunt mai ieftine, mai rezistente mecanic – de exemplu față de ploaie cu pietricele – și în condițiile climatice din țara noastră sunt suficiente pentru încălzirea apei calde menajere. Panourile solare cu vid (în formă de țevi) ating un randament mai mare, în special la temperaturi exterioare scăzute și intensitate redusă a radianței solare, dar sunt mai scumpe și mai fragile. În practică, panourile cu vid pot furniza mai eficient căldură și în zilele mai reci și mai puțin soioase, ceea ce poate extinde ușor perioada de utilizare a boilerului spre lunile de primăvară și toamnă. În cazul panourilor plane, efectul cel mai puternic este concentrat în lunile de vară cu o intensitate ridicată a radianței solare.

Pentru însuși boilerul, din acest motiv, există o recomandare practică: la proiectarea ansamblului merită să armonizați dimensiunea boilerului cu suprafața și tipul panourilor solare, astfel încât rezervorul să poată acumula energia pe care panourile o furnizează într-o zi tipică soioasă, dar fără a fi supradimensionat față de consumul real de apă caldă în gospodărie. Această echilibrare este mai bine să o discutați cu furnizorul, care cunoaște parametrii specifici ai panourilor și ai boilerului, deoarece este vorba de interacțiunea mai multor componente simultan, nu de un singur număr universal.

O comparație detaliată a ambelor tipuri de panouri solare, inclusiv când merită suplimentul pentru tehnologia cu vid, îl găsiți în articolul Panouri solare plane vs. cu vid.

Unitatea de comandă și grupul de pompare – cum influențează funcționarea boilerului

Însuși boilerul cu numărul corect de schimbători este doar jumătatea soluției. Pentru ca căldura din panou să ajungă efectiv în boiler la momentul potrivit, aveți nevoie de o unitate de comandă (solară) și de un grup de pompare.

Așa funcționează automat pompa de circulație a lichidului solar.

Unitatea de comandă compară temperatura de pe panou și temperatura din boiler folosind senzori montați în ambele locații. Când panoul este mai cald decât boilerul cu o diferență predefinită, unitatea activează pompa de circulație a grupului solar și lichidul începe să curgă – căldura se transferă de la panou la boiler prin intermediul schimbătorului. Când diferența scade sub limita stabilită (de exemplu, în timpul noros sau când boilerul este deja suficient de încălzit), pompa se deactivează automat pentru a nu consuma inutil energie electrică și pentru a preveni pierderea de căldură din boiler către panoul mai rece.

O soluție verificată pentru această sarcină este reglarea Euroster 813 Solar, care servește exact pentru comanda pompei în funcție de diferența de temperatură dintre panou și boiler.

Grupul de pompare este la rândul său un bloc compact care integrează pompa de circulație, robinetele de închidere, termometrele, manometrele și supapa de siguranță. Datorită faptului că toate aceste elemente sunt grupate într-un singur bloc, montajul devine semnificativ mai ușor (instalatorul nu trebuie să monteze circuitul din componente separate pe teren), la fel ca și întreținerea ulterioară, deoarece toate elementele pentru verificarea presiunii, debitului și temperaturii sunt la un singur loc, ușor accesibile.

La alegerea boilerului, gândiți-vă întotdeauna și la unitatea de comandă și la grupul de pompare cu care va colabora – este vorba de un ansamblu al cărui componente trebuie să fie compatibile între ele, nu doar funcționale individual. Informații mai detaliate despre diferitele tipuri de unități de comandă și grupuri de pompare le găsiți în articolul Unități de comandă și grupuri de pompare ale sistemelor solare.

Tubulatură și izolație între colector și vasul de stocare

Traseul dintre colectorul de pe acoperiș și vasul de stocare din încăperea tehnică este un alt element care influențează câtă căldură ajunge efectiv de la acoperiș până în vasul de stocare. În principiu există două soluții. Prima este țeava clasică de cupru sau inox, care trebuie îndoită, sudată și apoi izolată suplimentar cu izolație termică rezistentă la temperaturi ridicate în timpul montajului.

A doua soluție este țeava flexibilă izolată pre-izolată 2v1 – adică ambele țevi, prinderea și returul, sunt unite într-un singur șnur flexibil și izolat. Această soluție scurtează semnificativ timpul de montaj, deoarece țeava nu trebuie izolată suplimentar nici pe acoperiș, nici în șanț sau în trecerea prin structura casei – izolația este parte integrantă a produsului de la fabrică.

În apropierea conexiunii colectorului se folosește adesea un scurt segment de țeavă flexibilă inox – țeavă ondulată, care rezistă la temperaturile ridicate ale lichidului solar direct la locul colectorului și, în același timp, compensează mici mișcări ale structurii, care, în cazul unei țevi fixe, ar putea cauza tensiune în conexiune.

Compararea prețurilor unor componente menționate în articol.

Alegerea între țeavă clasică și țeavă flexibilă izolată pre-izolată nu este doar o chestiune de preț, ci și de disponibilitatea traseului (lungimea, numărul de coturi, trecerea prin structură) și de timpul disponibil al firmei de montaj. O prezentare completă a ambelor soluții o găsiți în articolul Tubulatură solară și țevi inox ondulate – cum funcționează.

Fixarea colectorilor – de ce este legată și de alegerea vasului de stocare

Deși fixarea colectorilor pare la prima vedere o temă complet independentă de vasul de stocare, în realitate determină ce tip și câți colectori pot fi montați efectiv pe acoperișul respectiv – și astfel, indirect, și ce dimensiune va avea sens să aibă vasul de stocare conectat la acea suprafață de colectori.

Colectoarele se fixează cu o construcție specializată de montaj, în funcție de tipul acoperișului. Pe acoperișul înclinat, construcția variază în funcție de acoperiș – șindrină, tablă, cutie de șopârlă – deoarece fiecare tip de acoperiș necesită o metodă diferită de fixare în șipci fără a compromite impermeabilizarea acoperișului. Pe acoperișul plat se folosește o înclinare reglabilă, cel puțin 15°, ceea ce nu este un număr aleatoriu – această înclinare asigură faptul că apa ploii poate curge natural de pe suprafața colectorului și, în același timp, îl curăță parțial, menținând eficiența acestuia. O alternativă este fixarea pe fațadă sau pe sol, care se folosește acolo unde acoperișul nu este potrivit sau disponibil.

Este important ca construcția de montaj să corespundă exact dimensiunilor tipului specific de colector – nu este vorba despre un element universal, ci despre o soluție „pe măsură” pentru modelul respectiv. Un exemplu este construcția specializată pentru colectorul plan KS 2100F cu o suprafață de 1,82 m².

Dacă acoperișul, prin forma, orientarea sau statica sa, limitează numărul și suprafața colectorilor care pot fi montați, trebuie să ținem cont de această realitate deja în proiectarea vasului de stocare – nu are sens să proiectăm un vas mare pentru o suprafață mică de colectori, pe care acoperișul nu permite să o extindem. Mai multe despre opțiunile de fixare pe diferite tipuri de acoperișuri găsiți în articolul Fixarea colectorilor – acoperiș înclinat, acoperiș plat, fațadă.

Vas de expansiune și umplerea circuitului solar

Circuitul solar este un sistem închis, sub presiune, care are propria sa vasă de expansiune (expanzomat). Rolul acesteia este de a compensa dilatarea volumetrică a lichidului termic la temperaturi ridicate – când lichidul din colector se încălzește semnificativ într-un verisor, volumul său crește, iar fără vasă de expansiune, presiunea ar crește peste limita siguranței în circuitul închis.

Sistemul se umple și se degazează cu o pompă de umplere manuală sau electrică prin robinete de umplere, în mod similar cu modul în care se umple și se degazează un circuit de încălzire obișnuit. Această sarcină face parte din montaj și apoi și din întreținerea periodică, deoarece este recomandat să se verifice periodic presiunea și starea lichidului din circuitul solar, la fel ca în cazul unui sistem de încălzire.

La compunerea unei instalații solare complete, vasul de expansiune face parte din unitatea pompei sau se adaugă ca un element separat în funcție de proiectul specific – în ambele cazuri, totuși, este valabil faptul că fără acesta, circuitul nu poate funcționa în siguranță. Pașii de montaj, inclusiv umplerea și degazarea circuitului, pas cu pas, găsiți-le în articolul Montajul instalației solare – pașii pas cu pas. Dacă, dimpotrivă, vă interesează mai mult funcționarea după ani de utilizare, adică întreținerea, completarea lichidului sau cele mai frecvente defecțiuni, citiți Întreținerea, umplerea și defecțiunile comune ale instalațiilor solare.

Rezumat – la ce să vă gândiți la alegerea boilerului solar

Înainte de a vă decideți pentru un boiler anume, este util să aveți clar în următoarele aspecte:

În primul rând, câți schimbători de căldură are nevoie boilerul – unul, dacă panourile solare vor funcționa independent, sau doi, dacă va face parte dintr-un sistem comun cu o centrală termică existentă sau o pompă de căldură. În al doilea rând, ce tip de panouri (plane sau cu vid) va alimenta boilerul cu căldură și cum se potrivește acest lucru cu condițiile reale ale acoperișului și locației dumneavoastră. În al treilea rând, cu ce unitate de comandă și grup pompare va fi controlat și alimentat întregul circuit – aceste componente trebuie să fie compatibile cu boilerul și să fie reglată împreună. În al patrulea rând, ce tip de țevi (clasic sau flexibile izolate) va transporta căldura de la panou până la boiler, și în final, cum vor fi fixate panourile pe acoperiș sau fațadă, deoarece acest lucru determină suprafața reală disponibilă pentru captarea energiei solare.

Toate aceste decizii sunt interconectate – o schimbare într-o parte a instalației (de exemplu, trecerea de la panouri plane la panouri cu vid) poate influența și alegerea boilerului, a unității de pompare sau a țevilor. De aceea, în majoritatea cazurilor, este mai eficient să abordați boilerul ca parte a întregului sistem, nu ca un achiziționare izolat.

Exemple reale din practică

Două exemple reale de utilizare a boilerului solar în practică.

Casa cu centrală termică existentă în condensare. Într-o casă mai veche este deja în funcțiune de mai mulți ani o centrală termică în condensare, care asigură pe tot parcursul anului încălzirea și încălzirea apei calde menajere într-un boiler obișnuit. Deținătorul a decis să extindă sistemul cu o încălzire solară, pentru a reduce consumul de gaz necesar încălzirii apei în lunile de vară, deoarece încălzirea în vară nu este necesară. Soluția în acest caz este un boiler solar bivalent cu două schimbătoare de căldură – una conectată la panourile solare plane noi montate pe acoperișul înclinat cu acoperiș din șindrilă, alta păstrată pentru centrala termică ca sursă de rezervă. Datorită unității de comandă, care compară temperatura panourilor solare și a boilerului, centrala termică nu se activează deloc în zilele de vară soare, încălzind apa doar atunci când este noră și consumul noaptea este mai mare decât ceea ce panourile solare au încălzit în timpul zilei. Țevile existente către încăperea tehnică au fost înlocuite cu flex izolat în timpul reparației, deoarece traseul prin subsol era îngust și dificil de izolat suplimentar cu țevi clasice.

Clădire nouă cu acoperiș plat și pompă de căldură. În cazul unei clădiri noi cu acoperiș plat și pompă de căldură ca sursă principală de căldură, a fost necesară rezolvarea fixării panourilor solare de la zero, deoarece un acoperiș plat fără pantă necesită o structură de montaj reglabilă pentru a atinge panta recomandată pentru curățarea naturală prin ploaie. Investitorul a ales o combinație de panouri solare plane (din cauza prețului mai scăzut și a rezistenței mai mari în exploatare) cu un boiler bivalent, al cărui al doilea schimbător este conectat la pompă de căldură în loc de o centrală termică pe gaz. Toată unitatea de pompare completă cu manometre și supapă de siguranță a fost montată direct în încăperea tehnică împreună cu unitatea de comandă, ceea ce ușurează orice service viitor, deoarece toate elementele de control sunt pe un singur loc. O porțiune scurtă la panourile solare propriu-zise este rezolvată cu țevi flexibile din oțel inoxidabil, care suportă temperaturile ridicate și mici mișcări ale structurii în timpul variațiilor de temperatură anuale.

Întrebări frecvente privind alegerea boilerului solar

Are boilerul solar neapărat două schimbătoare de căldură?
Nu neapărat. Dacă panourile solare funcționează complet independent, fără legătură cu o centrală termică sau altă sursă de căldură, este suficient un boiler cu un singur schimbător conectat la circuitul solar. Dacă face parte dintr-un sistem comun cu o centrală termică sau pompă de căldură, aveți nevoie de un boiler cu două schimbătoare – una pentru panourile solare, alta pentru încălzirea suplimentară.

De ce lichidul solar nu intră în contact direct cu apa pe care o vom folosi ulterior?
Pentru că avem două sisteme separate – un circuit închis cu lichid antigel și un circuit deschis cu apă menajeră. Schimbătorul de căldură din boiler transferă căldura între ele, dar mediile nu se amestecă niciodată, ceea ce este esențial din punct de vedere igienic și tehnic.

Influențează tipul panourilor solare (plane vs. cu vid) alegerea boilerului?
Da, direct, deoarece boilerul trebuie dimensionat în funcție de suprafața și tipul panourilor solare, astfel încât să poată acumula eficient căldura pe care panourile o furnizează în mod real. Diferențele detaliate între cele două tipuri de panouri solare le găsiți într-un articol separat Panouri solare plane vs. cu vid.

Ce face exact unitatea de comandă a sistemului solar?
Compară temperatura de pe panou și în boiler folosind senzori. Când panoul este mai cald decât boilerul cu o diferență setată, activează pompa de circulație a grupului solar pentru a transfera căldura în boiler. Când diferența este insuficientă, pompa se deactivează.

Ce conține unitatea de pompare și de ce este într-un singur bloc?
Conține o pompă de circulație, robinete de închidere, termometre, manometre și o supapă de siguranță. Gruparea într-un singur bloc compact ușurează montarea și service-ul ulterior, deoarece toate elementele de control și siguranță sunt vizibile și accesibile pe un singur loc.

Care este diferența între țevi clasice și flex izolat 2v1?
Țevile clasice din cupru sau oțel inoxidabil trebuie izolate suplimentar la montare. Flexul izolat 2v1 combină atât conducta de alimentare, cât și cea de retur într-un singur țeavă flexibil și izolat, ceea ce reduce timpul de montare, deoarece nu trebuie izolat suplimentar pe acoperiș sau în șachtă.

De ce au structurile de fixare a panourilor solare pe acoperiș plat o pantă reglabilă?
Pentru că un acoperiș plat nu are o pantă suficient de mare. Panta reglabilă, de obicei cel puțin 15°, asigură faptul că apa de ploaie curge de pe panou și îl curăță parțial, menținând eficiența sa în exploatare.

De ce are circuitul solar nevoie de o vasă de expansiune proprie (expanzomat)?
Pentru că este un sistem închis sub presiune și lichidul termic se dilată volumetric la temperaturi ridicate pe panou. Vasa de expansiune compensează această dilatare, astfel încât presiunea din circuit să nu depășească limita de siguranță.

Trebuie să alegeți exact structura de montaj a panourilor solare în funcție de modelul panourilor?
Da. Structura de montaj trebuie să corespundă exact dimensiunilor tipului specific de panou solar și tipului de acoperiș (înclinat cu o anumită acoperire, plat, eventual fațadă sau sol) – nu este un element universal care să se potrivească oricărui panou solar.

Subiecte aferente

Dacă vă interesează această temă, vă recomandăm să continuați și cu alte articole conexe din Centrul nostru de informare:

• Cum alegeți un sistem solar pentru încălzirea apei
• Panouri solare plane vs. cu vid
• Tubulatură solară și unduțe inox – cum funcționează
• Unități de control și grupuri pompe pentru sisteme solare
• Fixarea panourilor solare – acoperiș înclinat, acoperiș plat, fațadă
• Încălzire solară ca completare a centralei termice
• Montajul sistemului solar – pașii pas cu pas
• Service, umplere și defecțiuni frecvente ale sistemelor solare
• Întrebări frecvente despre sisteme și panouri solare

Dacă nu știți cu exactitate volumul corespunzător al rezervorului solar pentru gospodăria dumneavoastră, trimiteți-ne numărul de persoane și tipul panourilor solare – vă oferim cu plăcere consultanță.

Aveți o întrebare pe această temă?

Vă este greu să alegeți sau aveți o situație concretă în gospodăria dumneavoastră? Trimiteți-ne un mesaj – vă oferim cu plăcere consultanță.

Nume și prenume Nu completați acest câmp:

Email

Mesaj