Cum funcționează un acumulator solar

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Cum funcționează boilerul solar: principiul care leagă soarele de centrală

Soarele poate încălzi apa gratuit – problema este doar că strălucește atunci când vrea el, nu atunci când avem nevoie de apă caldă pentru duș, spălare sau baie. Această discrepanță între ofertă de energie solară și consumul real de apă caldă o rezolvă boilerul solar – un rezervor special construit de apă caldă care combină în interior două surse independente de încălzire. Una este circuitul solar conectat la panourile de pe acoperiș, iar cealaltă este sursa clasică de încălzire, cel mai adesea o centrală termică sau o plăcuță electrică de încălzire.

Rezultatul este un sistem care funcționează fiabil în orice condiții meteo, în toți anii. Când soarele strălucește, majoritatea sau chiar toată nevoia de apă caldă este acoperită gratuit de circuitul solar. Când soarele nu strălucește suficient – într-o zi înnorată, noaptea sau iarna – boilerul se încălzește automat cu a doua sursă, astfel încât gospodăria nu rămâne niciodată fără apă caldă. Acest articol explică exact cum funcționează boilerul solar din interior, de ce are două schimbătoare de căldură, cum se modifică comportamentul acestuia pe parcursul anului, ce volum să alegeți și cum poate fi combinat cu diferite tipuri de încălzire. La final veți găsi și două exemple reale din practică și răspunsuri la cele mai frecvente întrebări.

Dacă alegeți un boiler în general, vă recomandăm să parcurgeți mai întâi și ghidul de bază Cum alegeți boilerul pentru apă caldă – acest articol se ocupă specific de versiunea solară și se bazează pe el.

Două schimbătoare, două surse de căldură – inima boilerului solar

Diferența esențială între un boiler tradițional și un boiler solar este faptul că boilerul solar are în interior de obicei două schimbătoare de căldură independente, plasate una deasupra celeilalte. Nu este o soluție aleatorie – este o consecință a modului în care se deosebește fizic căldura de la panourile solare de cea de la centrală, și de cum apa care curge în rezervor stratifică natural temperatura, de la rece în jos până la cald în sus.

Schimbătorul de jos: colectorul de energie solară

În partea de jos, cea mai rece a rezervorului, este plasat primul, schimbătorul de jos, conectat prin țevi la panourile solare de pe acoperiș. Această poziție nu este aleatorie – apa rece tinde întotdeauna să coboare la fundul rezervorului, astfel că chiar acolo diferența de temperatură față de lichidul de răcire din circuitul solar este cea mai mare și transferul de căldură cel mai eficient. Circuitul solar funcționează, de asemenea, cu temperaturi mult mai scăzute decât, de exemplu, ieșirea unei centrale termice pe gaz – chiar o zi ușor înnorată sau un dimineață devreme poate încălzi lichidul de răcire la o temperatură suficientă pentru a transfera căldura în apa rece de la fundul rezervorului.

Astfel, schimbătorul solar de jos are de obicei o suprafață mai mare decât schimbătorul tradițional conectat la centrală – această suprafață mare compensează temperatura mai scăzută a lichidului de răcire și permite o colectare eficientă a energiei solare chiar și atunci când radiația solară nu este maximă. Prin urmare, sistemul solar „colectează” energie practic în orice condiții, atunci când panourile primesc cel puțin o anumită lumină – nu doar într-o zi senină de vară la prânz, ci parțial și prin nori, sau primăvara și toamna.

Schimbătorul de sus sau plăcuța electrică: siguranța când soarele nu ajunge

În partea de sus a rezervorului, unde în timpul funcționării se menține apa cea mai caldă, gata de a fi folosită imediat, este al doilea sursă de căldură – fie un alt schimbător conectat la centrală (pe gaz, pompă de căldură, sau alte surse de încălzire centrală), fie o plăcuță electrică de încălzire încorporată direct în peretele rezervorului. Rolul acestei surse secundare este simplu, dar esențial: să garanteze că apa din partea superioară, destinată consumului, nu scade niciodată sub temperatura sigură și confortabilă, indiferent de câtă (sau cât de puțină) energie a oferit soarele în acea zi.

Această funcție de încălzire suplimentară se activează automat, fiind controlată de un termostat sau reglajul boilerului – dacă circuitul solar nu poate menține singur temperatura setată, centrala sau plăcuța electrică completează diferența. O funcție de încălzire regulată periodic are și un rol important din punct de vedere igienic: creșterea perioadică a temperaturii apei până la o valoare mai mare (de obicei cel puțin o dată la un an peste 60 °C) este o măsură recomandată pentru prevenirea multiplicării bacteriei legionelă în boiler, iar tocmai sursa secundară de încălzire o asigură fiabil chiar și atunci când energia solară ar fi insuficientă pentru atingerea acestei temperaturi.

Datorită perechii de schimbătoare, boilerul solar nu este „dependant de vreme” în sensul negativ al cuvântului – funcționează fiabil chiar și fără niciun răz de soare, doar că în această situație toată sarcina de încălzire se transferă sursei secundare, iar consumul de gaz sau electricitate pentru încălzirea apei crește temporar. Sistemul combină astfel ce este mai bun din ambele lumi: când e soare, economisește; când nu e, funcționează ca un boiler fiabil obișnuit.

Cum se comportă boilerul solar pe parcursul anului

O altă caracteristică pe care gospodăriile cu boiler solar o apreciază cel mai mult este modul vizibil în care se modifică comportamentul acestuia, și în special consumul de încălzire suplimentară, între vară și iarnă. Nu este un sistem cu performanță constantă – proprietatea sa principală este tocmai aceea de a se adapta dinamic la disponibilitatea actuală a energiei solare.

Vara: când soarele face aproape toată munca

În timpul lunilor de vară, când există suficientă radiație solară și zilele sunt lungi, circuitul solar poate acoperi o mare parte sau chiar toată nevoia zilnică de apă caldă a gospodăriei, fără ca sursa secundară de încălzire să fie deloc activată. Acesta este tocmai perioada în care boilerul solar aduce cea mai mare economie reală – centrala poate rămâne complet oprită pentru încălzirea apei calde în această perioadă, activându-se doar ocazional, de exemplu în șir de zile înnorate sau în caz de consum excepțional de mare (de exemplu, în timpul vizitelor, baie a mai multor copii la rând etc.).

În această perioadă, volumul mare al boilerului joacă un rol important – energia solară este colectată în timpul zilei, când panourile funcționează cel mai bine, și este stocată sub formă de apă caldă în rezervor, pentru a fi folosită mai târziu, de exemplu seara, când soarele nu mai strălucește, dar familia se dușează după un program de toată ziua. Astfel, boilerul funcționează și ca o „baterie” de căldură – nu produce energie în timpul consumului, ci o acumulează în timpul zilei și o eliberează pe măsură ce este nevoie.

Iarna și perioadele intermediare: încălzirea suplimentară preia inițiativa

În timpul iernii, radiația solară este mult mai redusă și intensitatea sa este mai scăzută – zilele sunt mai scurte, soarele este mai jos pe cer, iar vremea este deseori înnorată. În această perioadă, circuitul solar contribuie totuși la încălzire (în special prin preîncălzirea apei reci care intră în partea de jos a rezervorului, ceea ce reduce cantitatea de energie pe care trebuie să o furnizeze al doilea sursă), dar ponderea sa în încălzirea totală scade semnificativ. Încălzirea suplimentară – centrala termică sau încălzitorul electric – preia ponderea principală, funcționând iarna mult mai intens și frecvent decât vara.

Această comportare este complet normală și așteptată, nu o defecțiune a sistemului. Este important de înțeles că și iarna circuitul solar nu este „inutil” – chiar și preîncălzirea parțială a apei reci care intră în rezervor înseamnă mai puțină energie pe care centrala trebuie să o furnizeze pentru a atinge temperatura dorită. Așadar, economia reală în luna iernii este mai mică decât vara, dar tot există. Cele mai mari beneficii le oferă perioadele intermediare – primăvara și toamna – când radiația solară este deja (sau încă) suficientă pentru a ușura semnificativ încălzirea suplimentară, dar nu atât de mult încât să o înlocuiască complet.

Ce volum să alegeți la un sistem solar

Volumul rezervorului solar se alege în mod obișnuit mai mare decât ar fi volumul unui rezervor obișnuit, neacumulator, pentru aceeași gospodărie. Motivul este logic și rezultă direct din principiul de funcționare al sistemului solar: rezervorul trebuie să aibă suficient spațiu pentru a acumula energia solară colectată în timpul zilei, astfel încât să poată fi utilizată mai târziu, când soarele nu mai strălucește, dar familia dorește să ia apă caldă dimineața sau seara.

Dacă rezervorul solar ar fi prea mic, panourile ar îl încălzi la temperatura maximă încă din primele ore ale dimineții, iar potențialul lor rămâne neutilizat în restul zilei – energia solară s-ar „pierde pur și simplu”, deoarece nu ar avea unde să meargă. Un volum mai mare permite, dimpotrivă, rezervorului să „încarce” căldura treptat pe durata întregii zile soarelor și, în același timp, să aibă o cantitate suficientă de apă caldă pentru vârfurile de consum seara sau dimineața, când soarele nu mai strălucește.

Ca exemplu orientativ, poate fi utilă Bosch WS 290-5 EP1 C – un rezervor solar cu volum de 290 de litri și două schimbătoare de căldură, adică semnificativ mai mare decât se recomandă obișnuit pentru un rezervor neacumulator clasic pentru o gospodărie similară fără sistem solar. Volumul exact recomandat depinde întotdeauna de numărul de persoane din gospodărie, de dimensiunea și orientarea panourilor solare, precum și de ce pondere de consum dorește sistemul să acopere – cu cât „contribuția solară” la consumul total anual trebuie să fie mai mare, cu atât se alege în mod obișnuit un volum mai mare de rezervor. Un procedeu detaliat de calcul al volumului în funcție de numărul de persoane și de modul de utilizare îl găsiți în articolul separat Ce volum de rezervor aveți nevoie.

Pentru comparație, dacă gospodăria nu are sau nu planifică panouri solare, un rezervor neacumulator obișnuit fără schimbător solar este suficient – de exemplu, Bosch WST 200-5 C cu volum de 200 de litri – are doar un singur schimbător conectat la centrală și este în mod tipic mai mic, deoarece nu are nevoie de spațiu pentru acumularea energiei solare suplimentare.

Combinarea cu diferite surse de încălzire suplimentară

Rezervorul solar nu este un sistem închis, autonom – sursa sa secundară de încălzire suplimentară poate fi adaptată în funcție de ceea ce are deja gospodăria sau de ceea ce planifică. Cele mai frecvente variante sunt două.

Centrală pe gaz sau alta ca sursă secundară

Cea mai frecventă combinație în casele particulare este un rezervor solar conectat printr-un schimbător la panourile solare și un al doilea (superior) schimbător la o centrală termică pe gaz existentă sau nouă. În această aranjare, centrala funcționează ca sursă de „rezervă” – vara intervine aproape deloc, iar iarna și în perioadele intermediare preia majoritatea încălzirii. Această combinație este tipică mai ales acolo unde casa are și un sistem de încălzire cu radiatoare sau pardoseală încălzită și centrala funcționează pe tot parcursul anului, astfel încât utilizarea ei și pentru încălzirea apei calde din rezervorul solar nu presupune un cost suplimentar pentru o sursă de căldură suplimentară.

Un exemplu de rezervor potrivit pentru conectare la centrală (deși fără schimbător solar, adică pentru comparație, varianta pur pe centrală) este seria Buderus Logalux, în special Buderus Logalux SU 160/5W – acest tip de rezervor se produce în mod obișnuit și cu un al doilea, inferior, schimbător solar pentru conectare la panouri, iar principiul celor două schimbătoare descris mai sus în acest articol este valabil în mod identic pentru toate mărcile.

Încălzitor electric ca sursă secundară

În locurile unde casa nu are o centrală pe gaz sau unde apa caldă trebuie să fie încălzită independent de sursa de încălzire (de exemplu, în afara sezonului de încălzire, când centrala este complet oprită), se folosește ca sursă secundară un încălzitor electric încorporat direct în rezervor. Încălzitorul electric are avantajul că este independent de orice alt sistem din casă – funcționează autonom, se conectează la rețeaua electrică obișnuită și este controlat de un termostat propriu.

Această combinație este tipică mai ales pentru cabane, obiective recreative sau gospodării, unde proprietarul nu dorește să aibă centrala termică în funcțiune doar din cauza încălzirii ocasionale a apei calde. Dezavantajul este prețul mai mare al energiei electrice față de gazul natural la aceeași cantitate de căldură livrată, ceea ce este important de luat în considerare mai ales în lunile de iarnă, când încălzitorul electric funcționează intensiv. Mai multe despre diferențele dintre tipurile de încălzire găsiți în articolul Încălzire indirectă vs. încălzitor electric.

Fără a ține cont de combinația aleasă, este valabil faptul că conectarea corectă a rezervorului solar la sistemul existent de încălzire necesită și o legătură hidraulică adecvată, pompe de circulație, reglare și elemente de siguranță ale circuitului solar (de exemplu, vas de expansiune rezistent la temperaturi ridicate ale circuitului solar). Pașii detaliați ai montajului și conectării le găsiți în articolul separat Montaj și conectare a rezervorului la centrală.

Exemple reale din practică

Scenariu 1: O casă cu colectoare solare pe acoperiș

Imaginați-vă un scenariu standard al unei familii de patru persoane care locuiește într-o casă unifamilială cu acoperiș înclinat orientat spre sud, pe care sunt montați doi sau trei colectori solari plani. Casa are o centrală termică pe gaz în condensare, care asigură încălzirea centrală și încălzirea apei calde într-un rezervor solar cu volum de aproximativ 300 de litri, conectat la colectori prin schimbătorul inferior.

În lunile de vară, de la aproximativ mai până la septembrie, colectoarele furnizează suficientă căldură pentru ca centrala termică să nu mai fie nevoie să funcționeze aproape deloc pentru încălzirea apei calde – familia are apă caldă pentru duș, spălare și baie a copiilor în principal din soare, cu excepția câtorva zile consecutive înnorate, când centrala se aprinde scurt pentru a completa lipsa. În această perioadă, familia simte cu adevărat reducerea facturii de gaz, deoarece centrala funcționează doar pentru încălzirea spațiului (în afara sezonului de încălzire practic deloc).

În iarnă situația se schimbă – zilele mai scurte și soarele mai jos în cer înseamnă că colectoarele furnizează doar o parte din energia necesară, în special sub formă de preîncălzire a apei reci. În această perioadă, sarcina principală de încălzire o preia centrala termică, care funcționează regulat, la fel ca și-ar face în cazul unui rezervor obișnuit, fără sistem solar. Astfel, familia observă în mod real variații sezoniere – vara cu o consum minim de gaz pentru apă caldă, iarna cu un consum normal comparabil cu o casă fără sistem solar, iar toamna/primăvara undeva între cele două.

Scenariu 2: O cabană cu sursă de încălzire limitată

Al doilea exemplu tipic este o cabană recreativă folosită în special de la primăvara până la toamnă, unde proprietarul nu dorește să gestioneze funcționarea unei centrale pe gaz doar din cauza apei calde. Pe acoperișul cabanei sunt montați unul sau doi colectori solari mai mici, conectați la un rezervor solar cu încălzitor electric de completare în locul schimbătorului de la centrală.

În acest caz, în timpul vacanțelor de vară și al sejurului de weekend, colectoarele acoperă în principal nevoia de apă caldă – proprietarul ajunge la cabană vineri seara și, datorită căldurii acumulate din soare în timpul zilei, are apă caldă aproape imediat, fără a trebui să activeze încălzitorul electric. Încălzitorul electric servește mai ales ca o siguranță suplimentară în cazul unor zile înnorate consecutive sau al unui sejur în afara sezonului, în primăvară sau toamnă, când radiația solară nu este suficientă. Datorită acestei organizații, proprietarul nu trebuie să gestioneze niciun alt tip de sursă de încălzire suplimentară – rețeaua electrică, care este oricum prezentă în cabană, îndeplinește plenitudinii rolul centralei termice.

Produse recomandate

Mai jos este o prezentare a rezervorilor concret menționați în acest articol – un rezervor solar cu două schimbătoare de căldură, comparația sa cu un rezervor obișnuit de încălzire indirectă fără schimbător solar și un alt model reprezentativ potrivit pentru combinare cu centrala termică.

Produs	Descriere	Preț
Bosch WS 290-5 EP1 C	Rezervor solar, 290 l, 2 schimbătoare de căldură (inferior solar + superior de completare)	1 175,00 €
Bosch WST 200-5 C	Rezervor de încălzire indirectă fără schimbător solar, 200 l – pentru comparație cu soluția clasică fără colectoare solare	1 227,54 €
Buderus Logalux SU 160/5W	Rezervor din seria Logalux, 160 l, potrivit pentru combinare cu centrala termică de încălzire centrală	1 085,08 €

La alegerea unui model concret vă recomandăm să verificați întotdeauna dacă rezervorul respectiv are cu adevărat al doilea (solar) schimbător de căldură – unele modele din aceeași gamă se produc și într-o variantă pur de încălzire indirectă fără conectare solară, cum este de exemplu modelul Bosch WST 200-5 C din tabelul de mai sus, care servește mai ales ca un exemplu de comparație a soluției clasice fără colectoare solare.

Întrebări frecvente (FAQ)

Funcționează rezervorul solar și fără soare, de exemplu noaptea sau într-o zi înnorată?

Da. Din acest motiv, rezervorul solar are și o sursă secundară de completare – centrala termică sau încălzitorul electric. Când circuitul solar nu furnizează suficientă căldură, sistemul încălzește automat apa cu a doua sursă, astfel încât gospodăria are apă caldă disponibilă în mod constant, doar cu un consum mai mare de energie din completare.

De ce are boilerul solar două schimbători și nu unul singur?

Pentru că circuitul solar și sursa clasică (centrală termică) funcționează la temperaturi diferite și au roluri diferite. Schimbătorul de la bază, conectat la panourile solare, are o suprafață mai mare și este plasat în partea mai rece a boilerului, pentru a colecta eficient chiar și radiația solară mai slabă. Schimbătorul de la partea superioară sau încălzitorul electric încălzesc partea superioară, cea de distribuție, la temperatura necesară confortului și igienei.

Se justifică instalarea unui boiler solar chiar și fără planificarea înlocuirii centralei termice?

Da, boilerul solar poate fi conectat la centrala termică existentă – nu este nevoie să înlocuiți și sursa de încălzire centrală. Centrala termică își îndeplinește pur și simplu rolul de încălzire suplimentară prin intermediul schimbătorului de la partea superioară, exact ca ar face-o și pentru un boiler obișnuit, doar că va porni mai rar, datorită contribuției solare.

Ce volum de boiler solar este necesar pentru o familie obișnuită?

Volumul depinde întotdeauna de numărul de persoane din gospodărie, de dimensiunea și orientarea panourilor solare, precum și de ce parte din consumul de apă fierbinte dorește sistemul solar să o acopere. În general, boilerul solar este mai mare decât un boiler obișnuit pentru aceeași gospodărie, deoarece are nevoie de spațiu suplimentar pentru acumularea energiei solare pentru utilizare ulterioară. Algoritmul exact de calcul îl găsiți în articolul Ce volum de boiler este necesar.

Este mai scump în exploatare încălzitorul electric din boilerul solar decât centrala termică?

În majoritatea cazurilor da, deoarece prețul energiei electrice pe unitate de căldură livrată este mai mare decât cel al gazului. Totuși, încălzitorul electric este util mai ales acolo unde gospodăria nu are la dispoziție o altă sursă adecvată (de exemplu, case de vacanță sau clădiri fără centrală termică pe gaz) – în astfel de cazuri, îl înlocuiește pe întregul sistem de încălzire suplimentară fără a fi nevoie să investiți într-o centrală termică.

Cât de des trebuie să se încălzească boilerul la o temperatură mai mare pentru igienă?

Creșterea periodică și temporară a temperaturii apei din boiler la o valoare mai mare este o măsură preventivă recomandată împotriva multiplicării bacteriei legionelă, în special în partea superioară, cea de distribuție. Această funcție o asigură tocmai al doilea sursă de încălzire suplimentară (centrală termică sau încălzitor electric), deoarece circuitul solar, singur, nu poate atinge întotdeauna temperatura necesară.

Poate fi folosit boilerul solar și pentru încălzirea spațiilor, nu doar pentru apă caldă?

Boilerurile solare descrise în acest articol sunt destinate în primul rând preparării apei calde menajere. Există și boileruri combinate (numite și bivalente) destinate și susținerii încălzirii spațiilor, dar acestea au o construcție diferită, cu alte schimbători, și depășesc cadrul acestui articol – dacă doriți o astfel de soluție, vă recomandăm să consultați echipa noastră de vânzări.

Cum se întreține boilerul solar și ce trebuie verificat periodic?

Boilerul solar necesită o întreținere regulată similară cu cea a unui boiler obișnuit – verificarea protecției anodice împotriva coroziunii, decalcifierea schimbătorilor și verificarea etanșității conexiunilor. În plus, circuitul solar necesită o verificare periodică a presiunii și a stării lichidului de răcire din panourile solare. Pașii detaliați îi găsiți în articolul Service, întreținere și protecție anodică a boilerului.

Subiecte conexe

Aveți întrebări privind alegerea boilerului?

Nu reușiți să vă decideți sau aveți o situație specifică în gospodăria dvs.? Scrieți-ne – suntem bucuroși să vă oferim consultanță.