Montajul sistemului solar pas cu pas – de la panoul la boiler

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Montaj solarațiilor pas cu pas – de la panou la boiler

Sistemul solar pentru încălzirea apei calde menajere este o investiție care se justifică în mod fiabil și pe termen lung dacă este instalat corect. Problema este însă că majoritatea oamenilor văd doar panoul de pe acoperiș și boilerul din camera centralei termice – iar tot ce se află între acestea îl consideră „niște lucrări de instalație”. În realitate, montarea unui sistem solar este un șir de pași bine determinați, unde orice greșeală în ordine sau în detaliu poate duce fie la un sistem nefuncțional, fie la o defecțiune gravă după câteva sezoane. Acest articol va analiza întregul proces – de la pregătirea lucrărilor, prin fixarea panourilor, traseul conductelor, instalarea pompei de circulație, conectarea boilerului, până la umplerea, aerisirea și punerea în funcțiune. Se bazează pe practica obișnuită a unei instalații pentru o casă de familie, adică 2–4 panouri solare, boiler de 200–400 litri, acoperiș tip mansardă.

Pregătirea și documentația de proiect – ce trebuie să fie gata înainte de a deschide geanta cu unelte

Faza întâi și cel mai adesea subestimată. Mulți instalați ai vin pe șantier cu materialele, doar pentru a descoperi că nu știu unde va trece exact conducta, ce înclinație are acoperișul în realitate (nu conform proiectului), unde se află tabloul de distribuție sau unde este boilerul. Acest lucru prelungesc munca și duce la soluții improvizații care ulterior creează probleme.

Încă înainte de comandarea materialelor este necesar să știți:

Orientarea și înclinația acoperișului – ideal este sudul ±30°, înclinația 30–50°. Abaterile sunt posibile, dar modifică calculul puterii și în unele cazuri și modul de fixare.
Încărcarea structurii acoperișului – un panou plan cu o suprafață de ~2 m² cântărește 30–45 kg, la care se adaugă și zăpada. Vechile case cu structuri ușoare de pereți de susținere uneori necesită o verificare statică.
Traseul conductei de la panou la boiler – lungimea, numărul coturilor, traversările prin structuri (acoperiș, tavan, pereți). Traseul ideal este cât mai scurt și cu cât mai puține coturi.
Locul boilerului – boilerul trebuie să fie mai jos decât panourile (la un sistem termosifon minim 0,5 m, la un sistem cu pompă nu este o condiție, dar influențează hidraulica).
Conexiunea electrică – unitatea de pompă are nevoie de 230 V/50 Hz, la fel și reglajul.
Dimensiunea – numărul panourilor, volumul boilerului, diametrul conductei. Dacă încă nu ați rezolvat problema dimensiunii, citiți mai întâi articolul nostru Ce putere are panoul solar necesar – calcul pe baza numărului de persoane și consumului și, de asemenea, Dimensiunea conductei solare și a unității de pompă – cum se face.

Rezultatul pregătirii este un desen simplu – acoperișul cu poziția panourilor, traseul conductei cu lungimile segmentelor și reprezentarea traversărilor, poziția boilerului și a unității de pompă în camera centralei termice. Nu trebuie să fie un desen în AutoCAD, dar trebuie să fie pe hârtie înainte de începerea lucrărilor.

Montajul panourilor solare pe acoperiș – fixare, înclinație și orientare

Montajul fizic începe pe acoperiș. Această fază este solicitantă din punct de vedere al siguranței muncii (asigurarea ieșirii, cabluri de siguranță, eventual șurubiere pentru un număr mai mare de panouri) și necesită cel puțin doi lucrători – un panou cu o suprafață de 2 m² cântărește 35–45 kg și manipularea lui pe un acoperiș înclinat singur este periculoasă.

Fixarea structurii de susținere

Înainte de orice fixare este necesar să se găsească poziția grinzilor – fie cu ajutorul unui detector de metal (șuruburi/cheie), fie vizual de la subsol. Fixarea în grinză prin tegulă cu ajutorul unui clema de acoperiș este soluția standard la acoperișurile înclinate cu acoperiș cu șuruburi (tegule din beton, tegule ceramice). La acoperișurile plane din tablă sau cu acoperiș ondulat se folosesc cleme pe ondulație sau console lipite.

Clemele de acoperiș se montează întotdeauna direct în grinză, nu în lată. Adâncimea minimă a șurubului în grinză este de 50 mm, recomandat fiind 70–80 mm. Clemele trebuie să fie aliniate vertical (de sus în jos), nu deplasate lateral – altfel nu va fi posibil să se monteze în mod egal tijele.

Tijele (profile din aluminiu sau oțel) se fixează la cleme și formează baza pe care panoul solar se montează cu ajutorul unor cleme. Lungimea tijei depinde de numărul și lățimea panourilor. La 2 panouri cu lățimea de 1,23 m așezate orizontal una lângă alta aveți nevoie de o tijă de cel puțin 2,6 m, pentru a avea un suprapus de cel puțin 5–10 cm pe fiecare parte. Panourile sunt conectate hidraulic în serie sau în paralel – la mai mult de două panouri este mai bine un montaj în paralel pentru o circulație echilibrată. Mai multe informații despre această temă găsiți în articolul Cum să plasați și fixați corect panourile solare pe acoperiș.

Conectarea panourilor solare între ele

Panourile solare moderne, cum ar fi panoul solar plan cu cadru IVAR.SOLAR 210 M5 (1230×1696×86 mm, suprafață 2,09 m²), au racorduri pe laturile laterale ale cadrului cu filet exterior, de obicei ¾". La aceste racorduri se montează șuruburi cu garnituri rezistente la glicol și temperaturi până la 200 °C – aceasta este condiția, garniturile cauciucate standard nu sunt potrivite aici.

În cazul conectării în serie a două panouri, ieșirea primului se conectează la intrarea celui de-al doilea cu ajutorul unei șurubelnițe scurte (de obicei parte a pachetului de montaj al panoului). Intrarea și ieșirea întregului câmp de panouri rămân deschise – acestea sunt punctele unde se conectează conductele solare care coboară către camera centralei termice.

Conducta solară – alegerea, izolarea și traseul

Conducta solară nu este o conductă de instalație obișnuită. Circuitul primar funcționează cu temperaturi care, în condiții de radiație solară intensă și în caz de stagnare (pompă oprită), pot depăși 150–180 °C. Conductele standard de cupru moale sau conductele din plastic (PEX, PPR) nu sunt create pentru aceste condiții. Se folosesc în mod obișnuit:

Cupru dur R220 (Ø 15 mm sau 18 mm) sudat (nu lipit, respectiv doar cu racorduri certificate pentru glicol și temperaturi ridicate)
Conductă ondulată din oțel inoxidabil – flexibilă, rezistentă la temperaturi ridicate, mai ușor de instalat în spații limitate
Conductă dublă preizolată – ideală pentru trase lungi în exterior sau prin spații neîncălzite

Pentru o instalație solară este foarte practică soluția conductă din oțel inoxidabil cu izolație din cauciuc dublă cu cablu (2× Ø 16, 10 m). Această soluție combină ambele canale primare (ieșire + return) într-un singur pachet cu izolație din cauciuc rezistentă la radiația UV și, în același timp, conține cablul pentru sonda de temperatură a panoului. Aceasta simplifică semnificativ instalația și elimină nevoia de a rezolva separat protecția cablului de sonda pe traseul de la acoperiș.

Izolarea conductei – de ce și cum

Conducta solară în exterior trebuie să aibă izolație rezistentă la radiația UV, temperaturi minime de 150 °C și solicitări mecanice. Izolația din cauciuc (de ex. Armaflex HT, Aeroflex) îndeplinește aceste condiții – izolația standard din PE nu este potrivită pentru conducta solară în exterior, deoarece crăpă la radiația solară prelungită. Grosimea minimă a izolației este de 19 mm pentru conducte până la Ø 18 mm, iar în regiunile mai reci recomand 25 mm.

Conducta în interior (de la intrarea în clădire până la unitatea de pompă și acumulator) poate fi izolată cu izolație EPDM obișnuită, dar rezistența termică trebuie să fie cel puțin 100 °C. Garnituri, lipici pentru izolație și bandă – toate trebuie certificate pentru acest interval de temperatură.

Traversele prin acoperiș și pereți

Fiecare traversare prin plafonul acoperișului este un loc potențial de infiltrație. Pe piață există garnituri din cauciuc – așa-numite „kelmăci” sau traverse solare – care se montează pe conductă încă înainte de instalarea propriu-zisă a conductei și etanșează locul traversării. Fixarea traversei trebuie să fie impermeabilă și rezistentă pe termen lung. Nu lipi traversarea doar cu mastic sau silicon – aceste materiale nu rezistă bine la șocuri termice.

Traversarea prin perete către camera centralei termice se etanșează cu vată minerală și un mastic elastic permanent (nu acrilat). Conducta în zona traversării nu trebuie fixată rigid – trebuie să aibă libertate de dilatație termică (aprox. 1,2 mm/m conductă la Δt = 100 °C pentru cupru).

Instalarea unității de pompă și a vasului de expansiune

Unitatea de pompă este inima sistemului. Conține pompa de circulație, regulatorul de debit (debitmetru), supapa de siguranță, robinete cu sferă pentru service, degazor și racord pentru vasul de expansiune. În unitățile moderne, regulatorul este integrat direct în carcasă.

O bună exemplificare practică este unitatea de pompă solară IVAR.SOLAR K cu reglare IVAR.SOLAR IMTDC. Este o unitate compactă cu reglare diferențială integrată, care comandă pompa pe baza diferenței de temperatură dintre panou și acumulator. Regulatorul IMTDC permite setarea valorilor ΔT de pornire (tipic 6–10 °C) și ΔT de oprire (tipic 3–4 °C), ceea ce este baza unei funcționări corecte a sistemului.

Plasarea unității de pompare

Unitatea de pompare se montează:

Întotdeauna pe linia de retur (partea rece din perspectiva colectorului, partea caldă din perspectiva rezervorului) – astfel pompa nu lucrează la cele mai mari temperaturi și are o durată de viață mai lungă
Cât mai aproape de rezervor, pentru ca circuitul de retur să fie scurt
Într-o poziție ușor accesibilă pentru service – nu în spatele rezervorului, nu sub tavan fără scară
Shaftul pompei întotdeauna în poziție orizontală (pompele din seria cu rotor umed nu sunt destinate funcționării cu shaft vertical)

Vas de expansiune

Vasul de expansiune este un element de siguranță – captează volumul lichidului care apare prin dilatarea termică a amestecului de glicol/apă la încălzire. Volumul vasului de expansiune se calculează din volumul lichidului sistemului (volumul țevilor + volumul schimbătorului din rezervor + volumul colectorului) și presiunea maximă admisă. Pentru un sistem obișnuit cu 2 colectoare și ~15–20 m țevi, vasul de expansiune va fi de 8–12 litri.

Presiunea inițială de azot din vasul de expansiune (setată înainte de umplere!) trebuie să corespundă cu presiunea hidrostatică a coloanei de lichid de la locul de montaj al vasului până la cel mai înalt punct al sistemului (colectoarele). O estimare simplă: înălțimea h [m] × 0,1 = presiune [bar]. Dacă înălțimea de la vas până la colector este de 8 m, presiunea inițială este 0,8 bar. În practică, se rotunjește în sus la 1,0 bar și se adaugă o rezervă de siguranță de 0,2–0,3 bar, deci presiunea inițială = 1,0–1,1 bar.

Conectarea la rezervor – schimbător solar și circuit secundar

Rezervorul pentru sistemul solar se deosebește de boilerul obișnuit prin faptul că are un al doilea schimbător de căldură (țeavă sau schimbător de tip mantou) în partea de jos a rezervorului. Acest schimbător creează legătura între circuitul primar solar (glicol) și circuitul secundar (apă potabilă). Cele două circuite sunt hidraulic separate – glicolul nu trebuie să se amestece cu apa potabilă.

Conectarea este simplă, dar ordinea conexiunilor este importantă:

Ieșirea (mediul cald de la colector) merge la intrarea de jos a schimbătorului din rezervor – adică mediul cald intră de jos în sus și încălzește apa din rezervor de la bază
Returul (mediul răcit) iese de la ieșirea de sus a schimbătorului înapoi la unitatea de pompare (linia de retur)

Acest principiu de contracurent (mediul cald de jos, mediul rece de sus) maximizează eficiența transferului de căldură.

Senzori de temperatură – plasarea corectă este baza reglării

Reglarea solară compară temperatura de la colector (T1) cu temperatura din rezervor (T2). Fără un senzor corect plasat și funcțional, sistemul nu știe când să pornească sau oprească pompa. Senzorul de la colector (T1) este de obicei montat într-o șa montată pe absorbantul colectorului – această poziție este specifică pentru fiecare tip de colector și este indicată de producător.

Senzorul de la rezervor (T2) se montează într-o șa pe rezervor. Înălțimea corectă este jumătatea de jos a rezervorului, pentru ca reglarea să reacționeze la temperatura reală a apei reci (nu la stratul cald de sus). Pentru acest scop sunt potrivite de exemplu senzor de temperatură pentru șa 180 °C; cablu 2 m sau pentru aplicații mai simple senzor pentru șa – cablu PVC 4 m; 95 °C. La alegerea senzorului de la rezervor, atenție: senzorul cu temperatură maximă 95 °C este potrivit doar pentru rezervor, nu și pentru colector (acolo temperaturile în stagne pot depăși 150 °C).

Cablu senzor T1 (colector) merge pe aceeași traseu ca și țeava solară – la utilizarea țevii duble izolate cu cablu integrat, cablul senzorului este inclus și protejat de izolație. Cablul senzorului T2 (rezervor) este scurt și merge direct la regulator în unitatea de pompare.

Umplinirea, degazarea și testul de presiune

Aceasta este faza în care se manifestă majoritatea problemelor – iar dacă este realizată greșit, problemele apar abia peste o sezon. Procedura este următoarea:

Pregătirea amestecului de glicol

Circuitul primar se umple cu amestec de propilenglicol și apă (niciodată etilenglicol, care este toxic și inadecvat pentru sisteme solare cu acces la apă potabilă). Raportul depinde de rezistența la îngheț dorită:

40 % glicol / 60 % apă → protecție până la -25 °C (iarna obișnuită din Slovacia)
50 % glicol / 50 % apă → protecție până la -35 °C (zonele montane)

Acest amestec se pregătește în prealabil într-un recipient. Niciodată nu umpleți sistemul doar cu apă – în cazul stagnării neplanificate, apa s-ar evapora și sistemul de țevi ar fi supus temperaturilor la care apa nu este suficientă.

Dispozitiv de umplere

Pentru umplerea sistemului solar se folosește o pompă de presiune cu membrană (manuală sau electrică) cu manometru. Procedura:

Închideți toate ventilurile de degazare și robinetele de evacuare
Conectați pompa la robinetul de umplere (de obicei pe partea de jos a unității de pompă)
Deschideți robinetul sferic de ieșire a unității de pompă către colector
Pompați încet – umpleți sistemul de jos în sus, astfel încât aerul să iasă la cel mai înalt punct (colectorul)
La cel mai înalt punct (de obicei pe colector sau la ventilul de degazare de pe colector) deschideți treptat degazarea – până când lichidul curge fără bule
Testul de presiune: umflă sistemul la 1,5× presiunea de funcționare (dacă presiunea de funcționare este 3 bar, testul este la 4,5 bar), lăsați 30 de minute – presiunea nu trebuie să scadă
Reducerea presiunii la funcționare (de obicei 2,5–3 bar la rece)

Aerul din sistem este cea mai frecventă cauză a unui debit slab sau inegal după pornire. Dacă, după umplere, pompa funcționează, dar debitul este scăzut sau zero, cel mai probabil este vorba de un sac de aer în sistem. Despre acest lucru mai mult în articolul Pompa solară blocată sau care pompează slab – cauze și soluții.

Pornirea inițială și reglarea regulatorului

După umplere și testul de presiune urmează prima pornire. Este momentul în care vă dați seama dacă totul funcționează corect:

Activați unitatea de pompă manual (by-pass regulatorul) și urmăriți debitul pe debitmetru – la o dimensiune corectă ar trebui să fie 60–120 l/oră pentru un sistem cu 2 colectoare
Reglați debitul cu ajutorul robinetului de reglare de pe unitatea de pompă – un debit prea mare reduce temperatura la ieșire, iar un debit prea scăzut crește temperatura, dar reduce cantitatea de căldură transferată
Reglați parametrii regulatorului: ΔT pornire 6–8 °C, ΔT oprire 3–4 °C, temperatura maximă a rezervorului 60–65 °C (pentru protecția împotriva legionellei este necesară o încălzire lunară până la 65 °C)
Verificați toate conexiunile pentru fuga – după încălzirea sistemului în prima zi soareluită, conexiunile pot să se miște ușor

Conectarea electrică a regulatorului și a senzorilor

Conectarea electrică trebuie să fie în conformitate cu instrucțiunile producătorului regulatorului. Reguli de bază:

Regulatorul este alimentat de la 230 V/50 Hz – fază, nul, conductor de protecție (PE)
Pompa este conectată prin releu de la regulator – niciodată direct la rețea
Cablu de senzor este de joasă tensiune (de obicei NTC termistor, rezistență 10 kΩ la 25 °C) – se duce separat de curentul puternic, lungimea maximă a cablului de senzor este de obicei 30 m fără amplificator
Cablu de senzor de la colector nu trebuie dus în aceeași țeavă de protecție cu conductele de putere – radiația termică a conductelor ar putea deteriora cablul
Toate conexiunile în exterior trebuie să fie în IP54 minim

Erori tipice din practică – la ce să evitați

În urma anilor de instalare, anumite greșeli se repetă. Iată cele mai frecvente:

Supapa de siguranță orientată greșit – supapa de siguranță de pe circuitul primar trebuie să poată evacua lichidul. Dacă țeava de evacuare a supapei de siguranță este dusă în jos și blocată, la deschiderea ei poate apărea o ieșire periculoasă de glicol fierbinte.
Senzorul de la rezervor este plasat prea sus – senzorul măsoară temperatura stratului cald de sus și regulatorul „crede” că rezervorul este cald, deși majoritatea apei este încă rece. Sistemul se oprește aproape și randamentul energetic este scăzut.
Presiunea inițială a vasului de expansiune este greșită – dacă presiunea inițială este prea scăzută, membrana din vas este comprimată permanent și vasul își îndeplinește funcția doar parțial. La expansiunea termică, supapa de siguranță se deschide mai devreme decât ar trebui și sistemul pierde lichid.
Izolația țevii tăiată la trecerea prin construcție – în locurile de trecere prin construcții, izolația este adesea tăiată sau comprimată. Acest loc apoi condensează umiditatea și se corodează.
Conectarea colectorilor în serie la 3+ bucură – la conectarea în serie a trei sau mai multe colectoare diferența de temperatură între primul și ultimul colector este prea mare, ceea ce reduce randamentul general. Limita recomandată pentru o serie este 2 colectoare.
Rezervor fără anod magnetică – rezervorul solar funcționează la temperaturi mai mari decât un boiler obișnuit. Fără anod funcțional, durata de viață a acestuia se scurtează dramatic. Anoda trebuie verificată la fiecare 2 ani.

Verificarea finală și predarea sistemului

Înainte de predarea clientului, completați un protocol de predare, unde înregistrați:

Presiunea în sistem la rece (de ex. 2,5 bar)
Presiunea inițială a vasului de expansiune (de ex. 1,1 bar)
Tipul și concentrația amestecului antigel (de ex. propilenglicol 40 %, protecție până la -25 °C)
Reglajele regulatorului (ΔT pornire, ΔT oprire, temperatura maximă a rezervorului)
Debitul reglat (l/oră)
Numerele de serie ale unității de pompă, rezervorului și colectorilor
Data montajului și data primei verificări planificate

Clientul ar trebui să fie instruit cum funcționează sistemul, cum deosebește starea normală de o defecțiune și când să solicite service. Un bun text suplimentar pentru client este articolul Maintenance și service al sistemului solar – ce să verificați anual.

Întrebări frecvente (FAQ)

Este nevoie de permis de construcție pentru sistemul solar?

În majoritatea cazurilor nu. Instalarea colectorilor solari pe o casă de familie este considerată, conform legii de construcții din Slovacia (legea nr. 50/1976 Zb. în versiunea actualizată), o construcție anunțată sau chiar nu necesită nici măcar anunțul, dacă colectoarele nu depășesc suprafața acoperișului, nu modifică forma acoperișului și sunt amplasate conform planului urbanistic. Condițiile exacte pot varia în funcție de comună și locație (zona istorică). Înainte de începerea montajului, verificați întotdeauna situația la primăria locală.

Cât durează montarea unui sistem solar pe o casă obișnuită?

O echipă experimentată poate instala un sistem cu 2 colectoare și un rezervor simplu în 1–2 zile lucrătoare. Prima zi: fixarea colectorilor, traseul țevilor, montarea rezervorului și a unității de pompă. A doua zi: conectarea electrică, umplerea, testul de presiune, reglarea și pornirea. Trasee mai complexe de țevi, un număr mai mare de colectoare sau reconstrucția unei camere centrale termice pot prelungi durata.

Ce se întâmplă cu sistemul solar în iarnă, când este frig?

Un sistem corect dimensionat și umplut cu amestec de propilenglicol și apă (minim 40 % glicol) suporțează fără probleme iernile obișnuite din Slovacia. Colectoarele nu sunt sensibile la îngheț – stratul de sticlă rezistă la solicitările mecanice. Problema apare doar dacă sistemul a pierdut lichidul (de ex. din cauza unei făgaide) și a rămas doar aer și resturi de apă. De aceea este importantă verificarea anuală a presiunii și a concentrației de glicol.

Pot conecta sistemul solar și la încălzire, nu doar la încălzirea apei?

Da, dar este o instalare mult mai complexă. Un sistem solar pentru susținerea încălzirii necesită un număr mai mare de colectoare (minim 6–10 m²), un rezervor combinat mare (nămol termic 500–1 000 l), o conexiune hidraulică corectă cu sursa de căldură (centrală termică, pompă de căldură) și un regulator mai inteligent. Această aplicație are sens în special pentru case bine izolate cu încălzire în pardoseală (temperatura de transfer scăzută). Mai multe informații găsiți în articolul Cum alegi sistemul solar pentru încălzirea apei într-o casă de familie.

Cât durează amestecul antigel într-un sistem solar?

Propilenglicolul se degradează sub influența temperaturilor ridicate și a oxigenării. În sistemele solare, unde temperaturile în stagne pot ajunge la 150–180 °C, amestecul ar trebui verificat la fiecare 2 ani și înlocuit la fiecare 4–6 ani sau mai devreme, dacă pH-ul scade sub 7 (amestecul devine acid și începe să corodeze piesele metalice). Verificarea se face cu un refractometru (măsurarea concentrației = rezistența la îngheț) și un test cu hârtie de turnol (pH). Despre acest subiect mai multe în articolul Întreținerea și service-ul sistemului solar – ce trebuie verificat anual.

Există diferență între colectorul plan și cel tubular din punct de vedere al montajului?

Da. Colectoarele plane se montează ca un ansamblu compact – sunt mai grele și voluminoase, dar mai ușor de conectat hidraulic (conexiunea se face pe laturile laterale). Colectoarele tubulare cu vid se montează pe fiecare tub în parte – rama este relativ ușoară, iar tuburile se introduc separat, ceea ce ușurează manipularea pe acoperiș, dar conectarea poate fi mai complexă. La un colector plan, cum ar fi IVAR.SOLAR 210 M5, procesul de montaj este standardizat și majoritatea montorilor au mai multe experiențe cu acesta. Compararea celor două tipuri o găsiți în articolul Colector solar plan vs. tubular – comparație între tipuri pentru condițiile din România.

Concluzie

Montajul unui sistem solar este o lucrare tehnica complexă care necesită pregătire, materiale corecte și respectarea unui proces precis. Fiecare etapă – de la fixarea colectorilor pe acoperiș, trecerea prin traseul de țevi izolate, instalarea pompei de circulație, poziționarea corectă a senzorilor, până la umplerea și reglarea reglării – are propriile reguli și greșeli frecvente. O regulă bună este că, dacă sistemul este bine proiectat și instalat, funcționează fiabil decenii întregi, cu o întreținere minimă. Prima verificare anuală după sezon vă va arăta dacă totul este în ordine – și de atunci înainte, colectoarele solare vor funcționa tăcute și fiabil, făcând exact ceea ce trebuie: transformând radiația solară în apă caldă.

Aveți întrebări legate de această temă?

Nu reușiți să vă decideți sau aveți o situație concretă în gospodărie? Scrieți-ne – cu plăcere vă oferim consultanță.