Setarea presiunii inițiale în vasul de expansiune al sistemului solar

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Reglarea presiunii inițiale în vasul de expansiune al sistemului solar – ghid complet practic

Vasul de expansiune este unul dintre acele componente ale sistemului solar la care se uită în mod obișnuit la montaj, dar la care apoi trebuie să acorzi atenție periodic. Iar presiunea inițială din vasul de expansiune este unul dintre parametrii cei mai adesea neglijați la întreținerea anuală. Totuși, o presiune inițială incorectă poate duce la o mulțime de probleme – de la creșterea neplăcută a presiunii în timpul verii, până la scurgerea supapei de siguranță, sau chiar la deteriorarea permanentă a membranei sau a colectorului în cazul funcționării fără lichid.

În acest articol ne vom concentra exclusiv pe aspectul practic: cum se măsoară presiunea inițială, cum se calculează valoarea corectă, când și de ce se modifică presiunea inițială, și ce trebuie să faceți dacă întâlniți o deviație față de ideal. Dacă aveți mai curiozitate asupra alegerea vasului de expansiune, vă recomandăm să începeți cu articolul Cum alegeți vasul de expansiune pentru sistemul solar – criterii esențiale. Pentru calculul volumului membranei, citiți Ce volum de vas de expansiune aveți nevoie pentru circuitul solar.

Ce este presiunea inițială și ce influențează

Vasul de expansiune (vas de expansiune cu membrană) este format din două camere separate de o membrană elastică. Una dintre camere este umplută cu gaz – de obicei azot sau aer – iar cealaltă este conectată la partea lichidiană a circuitului solar. Când lichidul se încălzește și se dilată, apasă asupra membranei și comprime spațiul de gaz. Când sistemul se răcește, gazul din membrană împinge înapoi și lichidul revine în circuit.

Presiunea inițială este deci presiunea din camera cu gaz a vasului de expansiune atunci când sistemul este rece și fără presiune de funcționare – altfel spus, presiunea care a fost setată în camera cu gaz înainte ca vasul de expansiune să fie umplut și sistemul pornit.

O presiune inițială corect setată asigură faptul că:

membrana nu este suprasolicitată pe durata întregii funcționări,
vasul de expansiune poate capta eficient întreg volumul lichidului dilatat,
sistemul menține presiunea de funcționare într-un interval sigur chiar și la temperaturile maxime ale colectorului,
supapa de siguranță nu se deschide inutil în timpul funcționării obișnuite de vară,
nu rămână în sistem văi de aer cauzate de subpresiunea temporară.

Cum se calculează corect valoarea presiunii inițiale

Aceasta este zona în care majoritatea oamenilor fac greșeli – fie setează presiunea inițială la împlânt, fie copiază un număr dintr-un tabel fără a ține cont de instalația concretă. Valoarea corectă a presiunii inițiale depinde de înălțimea la care este montat vasul de expansiune și de înălțimea celui mai înalt punct al sistemului (de obicei colectorul pe acoperiș).

Formula de bază este simplă:

p₀ = (H / 10) + 0,2 bar

unde H este înălțimea de la vasul de expansiune până la cel mai înalt punct al sistemului în metri, iar 0,2 bar este o rezervă de siguranță care împiedică trecerea lichidului prin membrană atunci când sistemul este rece.

Exemplu practic nr. 1: Vasul de expansiune este montat într-o cameră tehnică la 1 m deasupra podelei, colectoarele sunt pe acoperiș la 7 m deasupra podelei. Diferența de înălțime H = 6 m. Presiunea inițială: p₀ = 0,6 + 0,2 = 0,8 bar.

Exemplu practic nr. 2: Vasul de expansiune este într-o pivniță (înălțime 0 m), colectoarele pe acoperiș în formă de șopron la 10 m deasupra podelei. H = 10 m. Presiunea inițială: p₀ = 1,0 + 0,2 = 1,2 bar.

Exemplu practic nr. 3: Vasul de expansiune este montat chiar sub colector pe terasă (înălțime 3 m), colectoarele la 4 m deasupra podelei. H = 1 m. Presiunea inițială: p₀ = 0,1 + 0,2 = 0,3 bar – însă în practică vă recomandăm cel puțin 0,5 bar, pentru a evita poziționarea membranei în limită.

Atenție: dacă vasul de expansiune este montat deasupra conductei de alimentare cu lichid, trebuie să modificați calculul – dar o astfel de soluție este extrem de nepotrivită pentru circuitele solare și în majoritatea cazurilor trebuie evitată.

Presiunea minimă și maximă de funcționare – cum influențează presiunea inițială întreg intervalul de presiune

Presiunea inițială nu este o valoare izolată. Este parte dintr-o triadă de numere care definesc funcționarea sigură a circuitului solar:

p₀ – presiunea inițială (setată în camera cu gaz rece, sistem rece)
p_min – presiunea minimă de funcționare (sistem în funcțiune la temperatură scăzută, de obicei p₀ + 0,2 bar)
p_max – presiunea maximă de funcționare (limita superioară, trebuie să fie mai mică decât presiunea de deschidere a supapei de siguranță)

Supapa de siguranță se montează standard pe 6 bar în cercurile solare. Presiunea maximă de funcționare ar trebui să fie cu 0,5–1 bar mai mică, adică până la 5–5,5 bar. Expansometrul trebuie dimensionat astfel încât, la comprimarea completă a membranei, presiunea să rămână în acest interval sigur. De aceea este critică calcularea volumului expansometrului – mai multe informații despre acesta găsiți în articolul Ce volum de expansiune aveți nevoie pentru cercul solar.

Dacă presiunea inițială este prea scăzută, membrana, în timpul funcționării reci, „cade“ în fundul camerei și lichidul intră în camera cu gaz – ceea ce reprezintă un avariere fatală a membranei, care se observă de obicei abia când supapa de siguranță începe să picure în fiecare vară și nu se găsește nicio altă cauză.

Dacă presiunea inițială este prea mare, membrana este comprimată în timpul funcționării reci către lichid și expansometrul nu are suficientă capacitate de expansiune – presiunea sistemului crește prea repede la încălzire și se apropie din nou de presiunea de deschidere a supapei de siguranță.

Când și cum se măsoară presiunea inițială – procedura corectă

Măsurarea presiunii inițiale în expansometru are anumite reguli. Dacă le ignorați, veți obține o valoare greșită și vă puteți seta o presiune inițială incorectă, ceea ce este mai rău decât dacă nu ați fi făcut nimic.

Condițiile pentru măsurarea corectă a presiunii inițiale

Sistemul trebuie să fie rece – ideal dimineața, înainte de prima rază de soare, sau cel puțin 8 ore după oprirea acestuia.
Partea lichidiană a expansometrului trebuie să fie depresurizată – adică, înainte de măsurare, deconectați (sau închideți robinetul cu sferă) expansometrul de la circuit și deschideți robinetul de evacuare, astfel încât presiunea lichidului să nu comprime membranele din interior.
Măsurarea se face prin intermediul unui ventil Schrader (același tip ca pe pneurile mașinii), amplasat pe camera cu gaz a expansometrului – de obicei pe partea superioară sau laterală.
Utilizați un manometru precis cu o rezoluție de cel puțin 0,1 bar – manometrele obișnuite pentru pneuri au o precizie de ±0,2 bar, ceea ce este prea grosolan. Manometrele profesionale pentru umplerea circuitelor au o precizie mai bună.

Dacă nu depresurizați circuitul lichidian înainte de măsurare, veți măsura suma dintre presiunea inițială și presiunea de funcționare a lichidului – ceea ce este un număr înșelător. Mulți oameni eșuează din cauza acestei greșeli.

Procedura de măsurare pas cu pas

Închideți robinetul cu sferă între expansometru și sistem.
Pe robinetul de evacuare al sistemului (nu al expansometrului), reduceți treptat presiunea circuitului lichidian la 0 bar – sau este suficient să izolați expansometrul cu robinetul și să deaerificați camera lichidiană prin intermediul unui mic ventil pe corpul expansometrului, dacă este prezent.
Deșurubați capacul ventilului Schrader de pe camera cu gaz.
Aplicați manometrul și citiți presiunea.
Comparați cu valoarea calculată p₀.
Dacă valoarea este scăzută, adăugați presiune cu o pompă. Dacă este mare, eliberați o cantitate mică de gaz prin apăsarea tijei ventilului Schrader.
Închideți din nou capacul ventilului, deschideți robinetul și verificați presiunea sistemului în starea rece.

Cu ce și cum se setează presiunea inițială – unelte și procedură

Pentru setarea presiunii inițiale în camera cu gaz aveți nevoie de o sursă de aer comprimat sau de azot și de un instrument adecvat de măsurare. În practică se folosesc următoarele opțiuni:

Pompă cu aer și manometru

Cea mai simplă variantă pentru întreținerea casnică. O pompă obișnuită de bicicletă cu ventil Schrader și un manometru integrat este suficientă pentru setarea presiunii inițiale până la 2–3 bar. Pentru presiuni mai mari (dacă expansometrul este plasat jos, iar colectoarele sunt foarte sus) veți avea nevoie de o pompă cu o presiune de evacuare mai mare – de exemplu, o pompă cu pedale sau un compresor cu regulator.

Dacă aveți nevoie și de umplerea întregului circuit, veți aprecia să aveți la dispoziție Pompă manuală pentru umplerea sistemelor solare – aceasta servește în primul rând pentru pomparea lichidului în circuit, dar în timpul lucrărilor la expansometru și la deaerizare face parte dintr-un set complet de unelte pentru întreținerea circuitului solar.

Bidon de azot cu ventil de reducere

Opțiunea profesională. Azotul este un gaz inert – nu reacționează cu membrana, nu corodează piesele metalice și nu creează umiditate în cameră. În cazul întreținerii expansometrelor în instalații comerciale mari (colectoare plane pentru hoteluri, pensiuni, blocuri de apartamente), aceasta este procedura standard. În cazul unei gospodării obișnuite cu 2–4 colectoare, aerul este suficient, dacă membrana nu este deteriorată și umplerea se face cu aer uscat, fără umiditate.

La ce să acordați atenție la setarea presiunii inițiale

Nu depășiți niciodată presiunea maximă a membranei indicată de producător (de obicei 6–10 bar pentru expansometre solare).
După setare, verificați întotdeauna etanșitatea ventilului Schrader – ungeți-l cu o picătură de apă și verificați dacă nu formează bule.
Verificați întotdeauna presiunea inițială în starea rece – dacă faceți o corecție în timpul funcționării calde, valoarea nu va corespunde stării reci reale.
După setarea presiunii inițiale și re-conectarea expansometrului, verificați presiunea sistemului pe manometrul circuitului – ar trebui să fie p₀ + 0,2 până la 0,5 bar în starea rece.

Valori tipice ale presiunii inițiale în funcție de înălțimea instalației – tabel de referință

Diferența de înălțime H (expansometru → colector)	Presiunea inițială calculată p₀	Presiunea recomandată a sistemului (rece)
1–3 m	0,3–0,5 bar (min. 0,5)	0,7–0,8 bar
4–6 m	0,6–0,8 bar	0,9–1,1 bar
7–9 m	0,9–1,1 bar	1,2–1,4 bar
10–12 m	1,2–1,4 bar	1,5–1,8 bar
peste 12 m	peste 1,4 bar (individual)	peste 1,8 bar

Notă: valorile din tabel se aplică pentru sisteme solare standard cu supapă de siguranță la 6 bar și amestec nemăruntitor solar obișnuit (propilenglicol 30–40 %). Dacă utilizați un alt mediu sau aveți o configurație specială a circuitului, consultați întotdeauna proiectantul sistemului.

Cum observați că presiunea inițială este reglată greșit – simptome din practică

În urma anilor de experiență în practica de proiectare, am întâlnit mai multe scenarii repetitive în care o presiune inițială incorectă a fost cauza principală a unei probleme care se manifesta altfel:

Scurgerea supapei de siguranță în timpul verii

Aceasta este cel mai frecvent semn. Clientul sună și spune că i se scurge lichidul din supapa de siguranță a circuitului solar în iulie-august. Primul instinct este că expansiometrul este prea mic. Dar în șase din zece cazuri, problema este mai simplă: membrana este colapsată (deteriorată sau presiunea inițială este zero) și expansiometrul nu îndeplinește funcția sa. Comprimarea camerei de aer prin ventilul Schrader este primul pas diagnostic.

Sistemul pierde presiune la răcire

Când sistemul se răcește, presiunea ar trebui să fie la valoarea p₀ + 0,2 bar (presiunea sistemului rece). Dacă presiunea scade semnificativ sub această valoare – de exemplu la zero sau chiar sub zero – acest lucru poate semnifica faptul că presiunea inițială este prea mare. Expansiometrul, la răcire, împinge membrana prea agresiv și sistemul pierde lichid prin supapa de siguranță, sau apare subpresiune și aspiră aerul înapoi prin punctele slabe.

Zgomote în circuit – „bătăi” sau „fierbere”

Dacă presiunea inițială este prea scăzută, poate apărea cavitarea pompei la presiuni scăzute în anumite părți ale traseului. Sistemul funcționează, dar pe termen lung uzură pompa și șirul de conducte la schimbări bruste de presiune.

Verificarea vizuală a membranei – test fără unelte

Chiar fără manometru, puteți verifica rapid dacă există vreo presiune în camera de gaz: apăsați tija ventilului Schrader cu un obiect ascuțit (creion, cheie). Dacă nu iese niciun aer, membrana este colapsată și lichidul a intrat în camera de gaz – expansiometrul trebuie înlocuit. Dacă iese aer, presiunea este prezentă, dar trebuie măsurată cu exactitate.

Presiunea inițială și umplerea circuitului – legătura pe care mulți o neglijează

Presiunea inițială a expansiometrului și umplerea circuitului solar sunt pași interconectați. Procedura corectă la pornirea inițială a sistemului este următoarea: mai întâi reglați presiunea inițială în expansiometru, iar apoi începeți să umpleți circuitul cu lichid. Dacă faceți invers – adică mai întâi umpleți circuitul și apoi vă uitați la expansiometru – aveți dezavantaj, deoarece pentru măsurarea presiunii inițiale trebuie să deconectați din nou sistemul.

Pentru umplere se recomandă să urmați pașii descrise în articolul Pompa manuală pentru umplerea sistemelor solare – cum să umpleți și să degajați corect circuitul. Umplerea este întotdeauna însoțită și de degazare – ceea ce influențează presiunea finală a sistemului, care trebuie verificată și reglată din nou după umplere. Pentru acest scop, pompa manuală cu manometru este un instrument ideal: puteți verifica presiunea chiar în timpul pomparei lichidului și opriți exact atunci când presiunea sistemului ajunge la valoarea dorită.

Clienții care montează pentru prima dată un circuit solar singuri uneori confundă presiunea inițială a expansiometrului cu presiunea sistemului. Sunt două valori diferite: presiunea inițială (în camera de gaz, măsurabilă doar după deconectarea circuitului de lichid) și presiunea sistemului (pe manometrul circuitului, măsurată în timpul funcționării normale la temperatură rece). Prima este întotdeauna cu 0,2–0,5 bar mai mică decât a doua.

Cum desfășurați periodic verificarea presiunii inițiale și când o modificați

Presiunea inițială din expansiometru se reduce treptat în timp – gazul din camera de gaz difuzează încet prin membrană. Este un fenomen fizic inevitabil, nu o defecțiune a produsului. Viteza normală de scădere este de aproximativ 0,1–0,3 bar pe an, dar depinde de calitatea membranei, temperatura mediului și sarcina de presiune.

Recomandăm să verificați presiunea inițială o dată pe an – ideal în primăvară, înainte de începerea sezonului solar principal. Procedura este simplă și întregul proces durează 15–30 de minute, dacă aveți uneltele la îndemână.

Presiunea inițială trebuie schimbată (nu doar completată) în cazul în care:

aveți mutat expansiometrul în alt loc din sistem,
aveți modificat semnificativ configurația circuitului (ați adăugat colectoare la o altitudine mai mare),
aveți înlocuit supapa de siguranță cu una cu altă presiune de deschidere,
aveți înlocuit expansiometrul cu unul nou cu altă membrană (un expansiometru nou din fabrică vine cu o presiune inițială de 1,5 bar, ceea ce poate să nu corespundă instalației dumneavoastră).

O procedură mai detaliată pentru verificarea și întreținerea expansiometrului o găsiți și în articolul Cum verificați și întrețineți expansiometrul într-un sistem solar, unde sunt descrise și alte aspecte ale reviziei de service.

Expansiometrul nou din fabrică – atenție la setarea inițială a presiunii

Aceasta este o capcă obișnuită, în care cad și instalații experimentate. Expansiometrul nou vine din fabrică cu o presiune inițială setată la 1,5 bar. Fabricanții au ales această valoare ca compromis pentru instalații „medii”, dar nu este valoarea corectă pentru orice instalație.

Dacă instalați un expansiometru cu presiune inițială 1,5 bar într-un sistem în care diferența de înălțime H = 5 m și presiunea inițială calculată ar trebui să fie 0,7 bar, nu veți deteriora imediat sistemul – dar expansiometrul va funcționa într-un interval de presiune inadecvat. În timpul funcționării reci, presiunea sistemului va fi prea mare (1,7+ bar) și capacitatea expansiometrului pentru lichidul extins va fi mai mică decât așteptați.

Pentru aceasta este ajustarea presiunii inițiale un pas obligatoriu la fiecare nouă instalație, nu o opțiune opțională. Înainte de conectarea extensometrului la circuit, verificați întotdeauna presiunea inițială și ajustați-o la valoarea calculată.

Presiunea inițială și amestecul de lichid antigel – legătura cu densitatea lichidului

Majoritatea sistemelor solare funcționează cu o amestec de apă + propilenglicol într-un raport care asigură protecția până la -25 °C până la -30 °C (de obicei 35–40 % glicol). Acest amestec are o densitate mai mare decât apa pură și coeficienți ușor diferiți de dilatare termică. Din punct de vedere al presiunii inițiale, acest lucru înseamnă practic că:

Volumul lichidului extins este ușor mai mare decât la apa pură – ceea ce este un argument pentru alegerea unui extensometru mai mare, nu pentru o altă presiune inițială.
Densitatea mai mare a lichidului creează o presiune hidrostatică mai mare la baza circuitului – aceasta nu are un impact direct asupra presiunii inițiale, dar este luată în considerare la dimensionarea conductelor și a pompei.
Presiunea inițială în sine se calculează în același mod indiferent de tipul lichidului – formula p₀ = H/10 + 0,2 bar este valabilă pentru ambele medii.

Dacă intenționați să schimbați lichidul (de exemplu, la revitalizarea unui sistem vechi), citiți și Umplerea sistemului solar cu amestec antigel – ce trebuie să știți – acolo sunt descrise particularitățile manipulării cu amestecuri de glicol și procedura corectă de înlocuire. În acest caz, verificarea presiunii inițiale a extensometrului face parte din procedură.

Erori frecvente la setarea presiunii inițiale – concluzii din practică

Dacă ați dori să rețineți doar câteva lucruri din acest articol, fie acestea:

Măsurarea la cald sau fără deșurubarea circuitului de lichid – rezultatul este incorect și setarea poate fi complet greșită.
Utilizarea presiunii inițiale de fabrică fără ajustare – un extensometru nou are 1,5 bar, iar instalația dumneavoastră poate avea nevoie de 0,7 bar.
Presiunea inițială zero după ani de funcționare fără verificare – membrana colapsează, extensometrul pierde funcția, supapa de siguranță picură.
Presiune inițială prea mare „pentru siguranță" – sistemul funcționează la un nivel de presiune inutil de mare la temperaturi scăzute, risc de deschidere a supapei de siguranță chiar și fără defecțiune.
Confuzia între presiunea inițială și presiunea sistemului – acestea sunt două valori diferite, măsurate în condiții diferite.

Întrebări frecvente (FAQ)

Ce presiune inițială să setez, dacă nu știu înălțimea exactă de la extensometru până la colector?

Dacă nu aveți înălțimea exactă, măsurarea nu este dificilă – este suficient să estimați numărul de etaje și înălțimea camerei tehnice. Un etaj obișnuit = 2,8–3,0 m. Dacă sunteți în subsol și colectoarele sunt pe acoperișul unei case unipartamentale, calculați H = 5–6 m și o presiune inițială de 0,7–0,8 bar. Pentru o casă cu subsol și acoperiș plat (2 etaje + cameră tehnică): H ≈ 8–9 m, presiune inițială 1,0–1,1 bar. Este mai bine să vă supraestimați cu 0,1–0,2 bar decât să aveți o presiune inițială prea scăzută.

Pot folosi aer obișnuit din compresor în loc de azot?

Da, pentru sistemele solare casnice, aerul obișnuit este complet acceptabil. Azotul este mai avantajos în instalațiile comerciale, unde contează stabilitatea chimică pe termen lung a membranei și minimizarea oxidării. Pentru o casă cu membrane EPDM sau butilcauciuc, aerul dintr-un compresor uscat sau o pompă manuală este o soluție standard, pe care instalații din întreaga Europă o folosesc de decenii.

Extensometrul are 0 bar – trebuie înlocuit sau este suficient să se repună presiunea inițială?

Depinde de motivul scăderii la zero. Dacă scăderea este treptată (câțiva ani) și supapa Schrader a fost înfășurată sau pur și simplu difuzia prin membrană – este suficient să repuneți presiunea inițială cu aer. Dacă scăderea este bruscă sau din supă nu iese aer, ci lichid – membrana este perforată și extensometrul trebuie înlocuit. Test diagnostic: apăsați tija supapei Schrader. Aer = OK, doar repunere. Lichid sau nimic = înlocuire.

La setarea presiunii inițiale, presiunea sistemului s-a schimbat foarte mult – este normal?

Da, este normal și corect. Dacă creșteți presiunea inițială în camera cu gaz (de exemplu, de la 0,3 la 0,8 bar), membrana se deplasează spre lichid și împinge o parte din lichid înapoi în circuit – presiunea sistemului crește. De aceea este important, după setarea presiunii inițiale, să verificați întotdeauna presiunea sistemului pe manometrul de circuit și, dacă este necesar, să adăugați sau să evacuați parțial lichidul. Presiunea ideală a sistemului la rece = p₀ + 0,2 până la 0,5 bar.

Cum pot afla că presiunea inițială este prea scăzută fără să măsurăm cu manometrul?

Indicii indirecte sunt: supapa de siguranță picură în cele mai călduroase zile de vară (iulie–august), presiunea sistemului variază foarte mult între noapte și amiază (diferență de 2+ bar), sau sistemul s-a început să „se comporte altfel” după ani de funcționare fără o altă cauză evidentă. Diagnostica definitivă fără manometru nu este posibilă – dar aceste indicii sunt semnificative pentru o verificare.

Extensometrul are 10 ani – merită să mai setăm presiunea inițială, sau mai bine îl înlocuim?

Depinde de starea membranei. Dacă extensometrul menține presiunea inițială (aer din supapa Schrader, măsurătorile arată valori stabile de la an la an) și nu este vizibil deteriorat, poate funcționa încă mulți ani. Membranele EPDM și butilcauciuc rezistă 15–20 de ani în condiții normale. Dacă însă presiunea inițială scade rapid (în 3–6 luni la zero) sau membrana picură lichid, înlocuirea este justificată atât tehnologic, cât și economic.

Concluzie – presiunea inițială ca bază a funcționării fiabile a sistemului solar

Setarea presiunii inițiale în extensometru este un lucru tehnic simplu, dar consecințele pentru întregul sistem solar sunt esențiale. O presiune inițială corect setată prelungește durata de viață a membranei, elimină deschiderea inutilă a supapei de siguranță, protejează pompa împotriva cavității și menține sistemul într-un interval de presiune stabil pe durata întregii sezoane – chiar și la sarcina maximă a colectorilor în vara cea mai caldă.

Investiția într-o verificare anuală a presiunii inițiale – inclusiv achiziția unui manometru simplu și a unei pompe – se răsplătește de multe ori prin funcționarea fără probleme și fără surprize a sistemului solar. Dacă sunteți la instalare sau la revizie a circuitului, rețineți: pompă manuală pentru umplerea sistemelor solare este un instrument fiabil nu doar pentru umplere, ci și pentru lucrul cu presiunea în timpul serviciilor.

Pentru o imagine completă asupra circuitului solar vă recomandăm și alte articole din acest Centru de Cunoștințe: Montajul extensometrului într-un sistem solar – pașii pas cu pas, Defecțiuni frecvente ale extensometrelor și pompelor solare – cauze și soluții, și Întrebări frecvente despre extensometre și pompe pentru sisteme solare.

Aveți întrebări despre această temă?

Nu știți cum să alegeți sau aveți o situație concretă în gospodărie? Scrieți-ne – cu plăcere vă oferim sfaturi.