Combinația unui sistem solar cu o centrală termică sau pompă de căldură: cum să conectați corect sistemele

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Combinarea unei instalații solare cu o centrală termică sau pompă de căldură: cum să conectați corect sistemele

Instalația solară singură nu poate acoperi în mod constant întreaga consum de apă caldă sau o parte semnificativă din nevoia de încălzire a unei gospodării. Soarele nu strălucește la fel în iulie și ianuarie. De aceea, aproape orice instalare solară este proiectată ca un sistem bivalent – adică un sistem în care sursa de căldură primară (mai ieftină, ecologică) este solarul, iar centrala termică sau pompa de căldură funcționează ca o sursă de rezervă, care intră în funcțiune atunci când soarele nu este suficient. Sună simplu, dar punerea în practică implică zeci de detalii tehnice, de la care depinde dacă întregul sistem va funcționa eficient și economic, sau va fi doar o colecție scumpă de echipamente care se „luptă” între ele.

În acest articol vom analiza cum funcționează astfel de combinații din punct de vedere tehnic, ce diferențe există între conectarea cu o centrală cu acumulare, o centrală termică în condensare și o pompă de căldură, ce înseamnă termeni precum rezervor bivalent, schimbător solar, control prioritar și legătură hidraulică – și unde apar cele mai frecvente greșeli în practică, care costă clienții fie bani, fie confortul termic.

De ce un sistem bivalent este o necesitate, nu un lux

Când un client întreabă „Nu mi-ar ajunge doar solar fără centrală?”, răspunsul teoretic este da – dar doar dacă eți dispus să ai o dușă rece din octombrie până în martie. O instalație solară în Europa Centrală acoperă în medie 55–70 % din consumul anual de apă caldă pentru o gospodărie obișnuită. Restul trebuie să fie furnizat de o altă sursă. În plus, chiar și vara apar zile în care performanța solară este insuficientă – perioade înnorate, vacanțe când nu s-a consumat căldura și rezervorul a fost plin zile întregi, sau dimpotrivă, un consum insuficient al centralei duce la supraincalzirea rezervorului și oprirea nejustificată a circuitului solar.

Un sistem bivalent proiectat corect rezolvă aceste scenarii automat, fără intervenția utilizatorului. Reglarea știe starea rezervorului, temperatura exterioară, aportul solar și decide astfel care sursă de căldură activă, sau dimpotrivă, deactivează.

Rezervor bivalent: inima unui sistem combinat

Elementul de bază al oricărui sistem combinat proiectat corect este rezervorul bivalent de apă caldă – un rezervor cu două schimbătoare de căldură. Schimbătorul de jos este conectat la circuitul solar, iar cel de sus la centrală sau pompă de căldură. Această aranjare este esențială și are un motiv fizic foarte concret: apa mai caldă urcă în sus (stratificarea), astfel că panourile solare încălzesc zona de jos a rezervorului, iar centrala sau pompa de căldură „încălzesc” doar zona de sus, dacă este nevoie.

Volumul tipic al rezervoarelor bivalente pentru casele de familie variază între 200 și 500 de litri. Pentru o familie de 4 persoane cu 2 panouri solare (fiecare de 2,3–2,5 m²) este standardul de 250–300 de litri. Un rezervor mai mic de 200 de litri este inadecvat pentru majoritatea instalațiilor solare – circuitul solar ar încălzi prea repede și ar trebui oprit, ceea ce reduce durata de viață a pompei și eficiența generală.

Pachetele solare gata de instalare, cum ar fi Vaillant auroSTEP VSL S 250/2 T (pentru acoperiș înclinat) sau Vaillant auroSTEP VSL S 250/2 F (pentru acoperiș plat), se livră și cu un rezervor de 250 de litri, care are schimbătoarele corect dimensionate pentru conectarea combinată. Aceasta este o mare avantaj față de asamblarea unui sistem „pe loc” din componente diferite de la producători diferiți – schimbătorul trebuie să aibă o suprafață suficient de mare (de obicei 1,5–2,5 m² pentru circuitul solar), altfel, chiar și într-o zi soareluită, căldura va trece prin schimbător prea încet și rezervorul nu va atinge niciodată temperatura necesară.

Rezervor monovalent vs. bivalent vs. trivalent

Termeni care îi încurcă pe clienți: un rezervor monovalent are un singur schimbător (de obicei pentru centrală), un rezervor bivalent are două (solar + centrală/pompă) și un rezervor trivalent are trei (solar + centrală + pompă de căldură, sau diferite combinații). Pentru o combinație obișnuită solar + centrală termică în condensare sau solar + pompă de căldură este suficient un rezervor bivalent. Soluțiile trivalente apar în instalații mai complexe, unde doriți să utilizați solarul, pompa de căldură și un încălzitor electric suplimentar într-un singur rezervor.

Combinarea solar + centrală termică pe gaz în condensare

Această combinație este în practica din Slovacia cea mai răspândită. Centralele termice pe gaz în condensare au o modulație excelentă a puterii, pot funcționa cu temperaturi de retur de 30–55 °C (ceea ce este ideal pentru combinarea cu solarul) și sistemele lor de reglare sunt astăzi pregătite pentru comunicarea cu reglarea solară.

Conectarea hidraulică funcționează astfel: circuitul solar (panouri + pompă de circulație + vas de expansiune + reglare solară) încălzește schimbătorul de jos al rezervorului. Centrala este conectată la schimbătorul de sus al rezervorului printr-un robinet tridirecțional sau o conectare directă. Reglarea solară are întotdeauna prioritate – centrala nu se va porni până când solarul poate menține temperatura dorită în partea de sus a rezervorului (de obicei setată la 45–55 °C pentru apa caldă menajeră).

Detali important: centrala termică trebuie să aibă posibilitatea de a seta temperatura de ieșire separat pentru funcția de încălzire a boilerului TUV. Centralele termice moderne în condensare reușesc acest lucru – setați „temperatura boilerului TUV" independent de curba de încălzire. Centrala termică funcționează cu o temperatură de 55–60 °C la ieșire, boilerul atinge temperatura igienică necesară (55 °C pentru eliminarea Legionellei) și sistemul se comută automat înapoi pe circuitul de încălzire.

Exemplu practic din practică: un client din Trenčín avea o centrală termică în condensare Vaillant ecoTEC plus și a montat la ea un set solar. Înainte de conectare: cheltuieli lunare pentru încălzirea TUV în vara 18–22 € (gaz). După conectarea unei combinații bine configurate: luna mai–septembrie = 0–4 € lunar (solarul acoperă 90–100 %), toamna și primăvara = 8–12 €, iarna = nivelul inițial. Economie anuală pentru TUV cca 110–130 €, plus o contribuție minimă pentru încălzire în toamnă și primăvară.

Setarea reglării la combinația centrală + solar

Aceasta este zona în care se fac cele mai multe greșeli. Reglarea trebuie să fie setată astfel încât centrala să nu încălzească boilerul în timpul zilei, când soarele „funcționează" deja. În același timp, boilerul trebuie să fie suficient de încălzit seara înainte de consumul noaptea. Setări tipice:

Temperatura minimă a boilerului pentru centrală: 45–50 °C (centrala pornește doar dacă temperatura din partea superioară a boilerului scade sub această limită)
Histereză: 5 °C (centrala se oprește la 55 °C, pornește la 50 °C)
Prioritate solară: reglarea așteaptă 30–60 minute după scăderea temperaturii boilerului înainte de a porni centrala – oferă solariului șansa de a porni la începutul unei zile însorite
Temperatura noaptea a boilerului: poate fi setată mai jos (40–45 °C), dacă se așteaptă un aport solar dimineața
Program Legionella: o dată pe săptămână (de obicei noaptea de marți spre miercuri) centrala încălzește boilerul până la 65 °C

Combinația solar + pompă de căldură

Aceasta este o combinație mai modernă și energetică mai eficientă – dar și hidraulic și reglare mai complexă. Pompele de căldură aer–apă funcționează cel mai eficient la temperaturi joase de ieșire (35–45 °C pentru încălzirea în pardoseală, până la 55 °C pentru TUV). Colectoarele solare în vara furnizează căldură la temperaturi de 50–70 °C. Aceasta este o sinergie interesantă, dar și un potențial conflict.

Întrebare cheie: cine are prioritate și când? Răspunsul depinde de perioada anului și de ora zilei:

Zilele de vară: solarul are 100 % prioritate pentru încălzirea TUV. Pompă de căldură este oprită pentru funcția TUV, funcționează doar pentru răcire (dacă este inversabilă) sau este complet oprită.
Perioadele de tranziție (primăvara, toamna): solarul preîncălzește boilerul, pompa de căldură completează până la temperatura dorită. Pompă de căldură pornește doar dacă temperatura din boiler scade sub 45 °C.
Iarna: performanța solară este minimă (10–20 % din puterea nominală), pompa de căldură este sursa principală. Aportul solar este binevenit, dar nu planificați asupra lui în bilanț.

Hidraulic, la combinația solar + TČ se folosește cel mai frecvent un boiler ca separator hidraulic (buffer tank). TČ încălzește bufferul, solarul încălzește boilerul bivalent TUV, circuitul de încălzire se ia din buffer. Alternativ se poate folosi un singur boiler mare cu mai multe vălăuri – dar acesta necesită o dimensionare precisă și de obicei un boiler de 400–500 litri pentru o gospodărie de 4–5 persoane.

Kituri precum Protherm HelioSet FES2 250 BM sau Protherm HelioSet 2.250C HT vin cu un boiler pre-gătit pentru conectare bivalentă și au o vălă dimensionată astfel încât performanța colectoarelor solare să treacă în boiler eficient chiar și la temperaturi mai mari ale boilerului.

Când solarul și pompa de căldură „se luptă" și cum să le oprești

Din experiența mea știu că cel mai frecvent problemă la combinația solar + pompă de căldură este coliziunea termică: pompa de căldură încălzește zăbarnicul până la 50 °C, zăbarnicul este „plin de căldură" și solarul nu are unde să-și transfere energia – reglarea solară oprește pompa circuitului solar. Rezultatul: colectoarele se supraincalzește (stagnare), lichidul din colector fierbe, presiunea din circuitul solar crește și vasul de expansiune lucrează la limita capacității.

Soluție: logica de reglare trebuie să prevină situația în care pompa de căldură încălzește zăbarnicul în timpul zilei, când este soare. Aceasta înseamnă să setezi ca pompa de căldură să funcționeze pentru TUV doar noaptea (de exemplu 0:00 – 6:00) sau în zilele noroase, când reglarea solară nu detectează un aport solar suficient. Unele pompe de căldură moderne (de exemplu Vaillant aroTHERM plus) au o comunicare directă cu reglarea solară prin protocol VR/eBUS și aceasta se rezolvă automat.

O altă recomandare practică: zăbarnicul TUV în combinație cu solar ar trebui să aibă un volum mai mare decât ai folosi fără solar. Un volum mai mare = un buffer termic mai mare = solarul are mai mult spațiu pentru încălzire fără riscul stagnării în cazul unui consum insuficient.

Combinarea solar + zăbarnic electric

Când spunem zăbarnic electric, ne referim la un zăbarnic cu încălzire electrică (rezistență electrică). Aceasta este cea mai simplă și ieftină combinație din punct de vedere al instalației, dar cea mai scumpă pe termen lung. Se folosește acolo unde nu este gaz și pompa de căldură este prea scumpă pentru instalare.

Tehnic, funcționează astfel: electricitatea încălzește partea superioară a zăbarnicului, iar solarul partea inferioară. Electricitatea intervine doar când încălzirea solară nu este suficientă. Setarea corectă a încălzirii electrice este esențială în acest caz – electricitatea nu trebuie să încălțe zăbarnicul dimineața înainte de o zi soare, altfel energia solară nu are unde să meargă.

Scheme hidraulice și variantele lor în practică

În proiectarea reală a instalației există mai multe variante hidraulice pentru combinația unei instalații solare cu un alt sursă de căldură. Cele mai importante sunt:

Conexiune directă prin zăbarnic bivalent: cea mai simplă, potrivită pentru solar + centrală termică. Zăbarnicul este conectat direct la centrală și la solar. Reglarea rezolvă prioritatea în mod software.
Zăbarnic TUV + zăbarnic buffer pentru TČ: solarul încălzește zăbarnicul TUV, iar TČ încălzește bufferul pentru încălzire + încălzește zăbarnicul TUV noaptea. Potrivit pentru combinația solar + TČ cu încălzire pe podea.
Stație de apă rece (Frischwasserstation): zăbarnicul nu conține apă caldă de băut, doar un zăbarnic de încălzire (buffer). Apa rece se încălzește în mod continuu prin schimbător de căldură. Soluția cea mai igienică, dar mai scumpă și mai tehnic complexă.
Combinare cu zăbarnic solar-termic și șemineu/foc: o conexiune trivalentă, unde solarul, șemineul cu schimbător și centrala termică/TČ toate contribuie la încălzirea unui singur zăbarnic. Necesită o reglare bine proiectată.

Dacă vă gândiți la o soluție completă, unde componentele sunt proiectate pentru a lucra împreună, consultați de exemplu Setul Solar I S, care este o soluție de pornire cu hidraulică bine dimensionată și o integrare simplă într-un sistem de încălzire existent.

Reglarea și sistemul de comandă: unde se ia decizia de eficiență

Cea mai bună hidraulică fără reglare corectă este inutilă. Reglarea unui sistem combinat trebuie să rezolve mai multe sarcini simultan: monitorizarea temperaturii colectorului, a temperaturii rezervorului (de obicei în mai multe puncte pe verticală), a temperaturii exterioare, comanda pompei de circulație și a vanelor, comunicarea cu centrala termică sau PCC și gestionarea priorității încălzirii.

Reglatoarele solare moderne (de ex. Vaillant VRS 620/4, Junkers FR 100 Solar, Resol DeltaSol C..) pot comanda circuitul solar și pot comunica cu centrala termică prin interfețe digitale (OpenTherm, eBUS, Modbus). Astfel, reglarea solară poate spune direct centralei termice: „Rezervorul de apă caldă menajeră este suficient de încălzit, nu mai aprinde gazul." Fără această comunicare, trebuie să vă bazați pe vane termostatice și pe reglajele centralei termice – ceea ce funcționează, dar mai puțin eficient.

Pentru pompa de căldură integrarea este și mai importantă. PCC are propria unitate de comandă, care trebuie să „înțeleagă" reglarea solară. La sistemele de la un singur producător (de ex. Vaillant PCC + set solar Vaillant) acest lucru funcționează plug-and-play. La combinații de producători diferiți este necesară munca unui programator/tehnician pentru configurarea comunicației – și costurile aferente (100–300 € pentru programarea reglării nu este o excepție).

Dimensiunea instalației solare în combinație cu sursa de căldură

Eroarea pe care o văd frecvent: instalația solară supradimensionată la o consumare mică de apă caldă menajeră. Clientul dorește „cât mai multă energie solară", montează 4 colectoare pentru o familie de 3 persoane, un rezervor de 250 litri – iar rezultatul este stagnarea anuală a sistemului, supraîncălzirea lichidului, nevoia de răcire (umbrire, umbre solare) și reducerea duratei de viață a instalației.

Regulă corectă pentru o instalație combinată (solar primar pentru ACM, secundar pentru sprijinirea încălzirii):

Colector plan 2,0–2,5 m² pe persoană pentru ACM (aproximativ)
Rezervor de 50–60 litri pe m² de suprafață a colectorului (minim 200 l în total)
Pentru o familie de 4 persoane: 2 colectoare (în total cca 4,6–5 m²), rezervor de 250–300 l
Dacă doriți și sprijinirea încălzirii: 3–4 colectoare (7–10 m²), rezervor de 400–500 l, circuit solar separat pentru încălzire sau rezervor combinat

Pentru calcule mai detaliate consultați articolul „Ce putere are nevoie instalația solară: calculator pe baza numărului de persoane și consumului de apă caldă menajeră" din Centrul nostru de informare. Recomandăm, de asemenea, să citiți „Cum alegi instalația solară pentru o casă: putere, număr de colectoare și volumul rezervorului", unde găsiți o prezentare și pentru casele de familie mai mari.

Exemple practice din comenzi reale

Exemplu 1: O casă în Zilina, solar + centrală termică pe gaz în condensare

O familie de 4 persoane, o casă cu două etaje, consumă cca 180–200 litri de apă caldă menajeră pe zi. Centrală termică existentă Vaillant ecoTEC plus 24 kW. Instalare suplimentară solară: 2 colectoare plane (în total 4,8 m²), rezervor bivalent de 300 l cu două schimbătoare de căldură. Reglare solară Vaillant cu comunicare prin eBUS cu centrala termică.

Rezultat după un an de funcționare: fracțiunea solară ACM este de 63 % pe an. Luni (mai–septembrie): 90–100 %, centrala termică pentru ACM nu funcționează aproape deloc. Iarnă: centrala termică face totul, solarul contribuie neglijabil. Economie anuală la gaz: cca 140 € la prețul de 0,09 €/kWh. Rata de returnare a investiției (inclusiv montaj): 10–13 ani fără subvenție, 7–9 ani cu subvenție.

Exemplu 2: O construcție nouă în Preșov, solar + pompă de căldură

O familie de 5 persoane, o casă cu consum scăzut de energie cu încălzire prin pardoseală. Pompă de căldură aer–apă de 9 kW (COP 3,5 la A7/W35). La ea o instalație solară: 3 colectoare plane, rezervor ACM de 300 l + buffer de 150 l pentru încălzire. Reglare prin Vaillant sensoNET.

Configurație: PCC a fost reglată astfel încât rezervorul ACM să fie încălzit doar noaptea (22:00–6:00), iar ziua îl face solarul. Zilnic PCC face doar încălzirea (prin buffer). Rezultat: în luni aprilie–septembrie, solarul acoperă 85–95 % din încălzirea ACM. PCC consumă semnificativ mai puțină electricitate, deoarece rezervorul ACM dimineața, după o zi solară, nu are nevoie de încălzire suplimentară. Economie anuală de electricitate față de PCC fără solar: cca 320–380 kWh = 65–80 € la prețul de 0,20 €/kWh. În plus, PCC are o uzură mai mică (mai puține cicluri).

Exemplu 3: Construcție veche, solar + încălzitor electric (nu este posibilă sprijinirea PCC)

O familie de 3 persoane pe marginea Clujului, un bloc de apartamente, doar electricitate (fără gaz). Încălzitor electric existent de 120 litri. Soluție: înlocuirea cu un rezervor bivalent de 200 litri + 1 colector plan (2,5 m²). Încălzitorul electric din rezervor este doar o opțiune de rezervă reglată la temperatura minimă de 42 °C (funcționează doar dacă solarul nu încălzește suficient).

Rezultat: consumul electric pentru ACM a scăzut de la inițial cca 900 kWh/an la cca 380 kWh/an. Economie cca 100 € pe an. Instalare inclusiv rezervor: cca 2 800–3 200 €. Rata de returnare cca 28–32 ani – un caz economic mai slab, dar clientul dorea în primul rând independență energetică și ecologie.

Eroare frecvente la combinarea sistemelor

Poziția greșită a senzorului de temperatură al rezervorului: senzorul pentru reglarea solară (inferior) trebuie să fie chiar în partea de jos a rezervorului, nu în centru. Dacă este prea sus, circuitul solar se oprește prea devreme și rezervorul nu este complet încălzit.
Lipsa legăturii hidraulice / conectarea greșită a circuitului: circuitul termic și cel solar trebuie să fie hidraulic separați – rezervorul face bariera. Dacă cineva le conectează „direct" fără rezervor, rezultatul este un haos termohidraulic.
Circuit solar fără vas de expansiune corect: la stagnare (rezervor plin, soare strălucind), temperatura din colector poate ajunge la 180–200 °C. Vasul de expansiune trebuie să fie dimensionat pentru volumul de stagnare, nu doar pentru volumul termic.
Mix antigel greșit: colectoarele solare trebuie să aibă o soluție specială de glicol și apă (de obicei 40–50 % glicol), nu antigel auto. Antigelul auto are altă temperatură de fierbere și alt pH – corodează schimbătoarele.
Lipsa comunicației între reglări: centrala termică funcționează după propria reglare termostatică, iar reglarea solară luptă singură. Rezultat: încălzirea dublă a rezervorului, temperaturi mari, consum inutil de gaz.
Programul Legionella uitat: la sisteme solare cu temperatură scăzută a rezervorului există riscul multiplicării bacteriei Legionella. Rezervorul trebuie să atingă odată pe săptămână 60–65 °C – acest lucru îl face centrala termică sau încălzitorul electric în funcție de program.

Subvenții și economia sistemului combinat

În România este posibilă obținerea de subvenții pentru instalații solare în combinație cu pompă de căldură sau centrală termică prin mai multe scheme – Casa Verde (subvenții pentru colectoare și PCC), eventual FEGAS. Condițiile se schimbă periodic, așa că vă recomandăm să verificați starea actuală la distribuitori sau pe site-ul SIEA. Important este faptul că combinația instalației solare cu pompă de căldură este de obicei eligibilă pentru subvenții ca un întreg, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ economia investiției. Mai multe despre subvenții și rata de returnare a investiției găsiți în articolul „Întrebări frecvente despre instalațiile solare: rata de returnare a investiției, subvenții, autorizații și conectare".

Costuri orientative pentru o combinație tipică (fără subvenție, inclusiv montaj):

Combinație	Costuri de investiție (orient.)	Economie anuală ACM (orient.)	Rată de returnare (fără subvenție)
Solar + centrală termică pe gaz	2 500–4 500 €	100–180 €	15–25 ani
Solar + PCC aer/apă	12 000–18 000 € (sistemul complet)	250–400 € (ACM+încălzire)	10–16 ani
Solar + încălzitor electric	2 000–3 500 €	80–130 €	20–35 ani
Solar + PCC + sobă (trivalent)	15 000–25 000 €	400–700 € (economie totală)	12–18 ani

Montajă sistem termic combinat: ce îl puteți face singur și ce nu

Combinarea a două sisteme termice este întotdeauna o intervenție în instalația existentă. În România este valabil următorul:

Montajul panourilor solare pe acoperiș (partea mecanică) îl poate face un șmecher priceput singur, dar răspunderea o are proprietarul.
Conectarea hidraulică (circuitul solar, conectarea la boiler) trebuie să fie etanșată și testată sub presiune – recomandăm un specialist.
Conectarea centralei termice la sistemul solar trebuie să o realizeze un instalator gaz certificat și să fie testată profesional.
Conectarea pompei de căldură trebuie să o realizeze un tehnic certificat pompă de căldură (refrigerant, conectare electrică).
Reglarea și punerea în funcțiune a reglării solare + comunicația cu centrala termică/pompa de căldură le recomandăm să le lăsați în seama tehnicului care cunoaște sistemul – o reglare incorectă poate duce la o consum mai mare decât înainte de instalarea solara.

O descriere mai detaliată a procedurii de montaj o găsiți în articolul „Montajul instalației solare pas cu pas: ce îl puteți face singur și ce trebuie să-l facă un specialist". De asemenea, citiți „Probleme frecvente ale instalațiilor solare: supraincalzirea, aerul în circuit, încălzirea insuficientă a apei", pentru a ști la ce să vă uitați încă de la pornirea sistemului.

Întrebări frecvente (FAQ)

Poate fi conectată o instalație solară la orice centrală termică existentă?

Nu chiar la orice, dar majoritatea surselor termice obișnuite pot fi combinate cu o instalație solară, dacă se folosește tipul potrivit de boiler și reglare. Atât centralele termice pe gaz în condensare, cât și cele clasice se conectează fără probleme la un boiler bivalent. La încălzitoarele electrice cu trecere (fără boiler) nu are sens o astfel de combinație, deoarece nu există cu ce să se acumuleze căldura solară. La centralele termice vechi fără intrare pentru controlul unei surse externe (fără interfață de comunicație) este necesară o comutare prin reglare solară separată și vane termostatice, nu prin comunicația centralei. Înainte de a cumpăra o instalație solară, verificați întotdeauna dacă centrala termică sau pompa de căldură a dumneavoastră acceptă conectarea unei surse externe de căldură, sau consultați producătorul sau noi.

Aveți întrebări legate de această temă?

Nu știți cum să alegeți sau aveți o situație concretă în gospodăria dumneavoastră? Scrieți-ne – cu plăcere vă vom oferi sfaturi.