Tubulatură solară și țevi ondulate din oțel inoxidabil – cum funcționează

Când se vorbește despre încălzirea solară a apei, atenția se concentrează în principal pe colectoarele de pe acoperiș și pe rezervorul din încăperea tehnică. Între acestea trebuie să treacă țevile – și tocmai acest element, la prima vedere neînsemnat, decide dacă sistemul va funcționa fiabil decenii de zile, sau dacă va deveni cel mai frecvent sursă de defecțiuni. Circuitul solar nu este un sistem de distribuție obișnuit de apă. Este un circuit închis, sub presiune, prin care circulă un lichid termic fierbinte, iar țevile trebuie să suporte variațiile de temperatură, presiunea și chiar agresivitatea chimică a încărcăturii.

În practică, la distribuția dintre colector și încăperea tehnică, întâlnim în esență două abordări: țevi clasice (de cupru sau inox), care trebuie izolate suplimentar direct pe locul de montaj, sau țevi flexibile izolate 2v1, unde ambele conducte (prinderea și returul) sunt unite într-un singur țeavă flexibil, deja izolat. La acestea se adaugă și un caz special – țevi ondulate din inox, folosite acolo unde este nevoie să se traverseze un spațiu de trecere prin acoperiș, să se ocolească un obstacol sau să se conecteze colectoarele fără a folosi accesorii suplimentare.

Acest articol explică cum țevile solare se integrează în întregul sistem – de la colector, prin unitatea de pompare și unitatea de control, până la rezervorul solar – și când merită să alegi inoxul ondulat, când țeava flexibilă izolată și la ce trebuie să acorzi atenție la umplerea, aerisirea și fixarea colectoarelor, de la care depinde chiar și traseul țevilor.

Ce este un sistem solar de încălzire a apei și unde se integrează țevile

Un sistem solar este format din patru elemente conectate, unite de țevi.

Sistemul solar de încălzire a apei (instalație solară termică) este compus din patru elemente principale: colectoare solare de pe acoperiș, care prind razele solare și încălzesc lichidul termic (o amestec de apă și antigel), un rezervor solar cu schimbător de căldură, o unitate de pompare care asigură circulația lichidului și o unitate de control care activează și oprește întregul proces în funcție de temperatură. Țevile sunt elementul care leagă fizic aceste componente – ele transportă lichidul fierbinte de la colector în jos către schimbătorul din rezervor și lichidul mai rece înapoi în sus către colector.

Este important de ținut minte că sistemul solar completează, nu înlocuiește complet sursa principală de căldură, adică centrala termică sau pompa de căldură. În special poate acoperi încălzirea apei calde menajere în lunile de vară, când este suficientă radiația solară și consumul de căldură pentru încălzire este minim sau inexistent. În afara sezonului estival, sistemul încălzește apa parțial, iar restul este completat de centrala termică sau pompa de căldură prin al doilea schimbător din rezervor. Dacă ești pe punctul de a decide dacă și cum de mare este sistemul solar pe care să-l instalezi în casă, merită să parcurgi mai întâi criteriile de bază în articolul Cum alegi un sistem solar de încălzire a apei – nu are sens să te gândești la țevi și la traseul acestora înainte de a fi clar câte colectoare, ce rezervor și ce traseu va avea nevoie sistemul.

Exact din acest motiv, că este o sursă de căldură suplimentară, merită să te gândești și la modul în care circuitul solar se va conecta la sistemul de încălzire existent. Acestui temă i se acordă mai multă atenție în articolul Încălzirea solară ca completare la centrală, unde găsești și legătura dintre traseul țevilor și poziționarea încăperii tehnice față de centrală.

Ce cerințe impune circuitul solar asupra țevilor

Circuitul solar este un sistem închis, sub presiune, cu propria sa vasă de expansiune, care compensează dilatarea volumetrică a lichidului termic la temperaturi ridicate. Acest lucru are un impact direct asupra tipului de țevi care pot fi folosite în circuit – nu este vorba de un sistem de distribuție fără presiune, ci de un circuit care trebuie să reziste pe termen lung presiunii, variațiilor de temperatură și contactului cu amestecul antigel.

Lichidul termic din circuit nu este apă pură, ci o amestec de apă și antigel, care asigură faptul că lichidul din țevi pe acoperiș nu îngheață nici măcar în noaptea rece de iarnă. În plus, în zilele fierbinți de vară, când rezervorul este deja complet încălzit și pompa se oprește, lichidul din colector și în porțiunea adiacentă a țevilor poate atinge temperaturi ridicate. Țevile, racordurile și garniturile trebuie deci să fie rezistente la aceste condiții – aceasta este valabilă atât pentru țevile clasice de cupru sau inox, cât și pentru țevile flexibile izolate sau pentru inoxul ondulat.

Sistemul este umplut și aerisit cu o pompă de umplere manuală sau electrică prin robinete de umplere, la fel ca un circuit de încălzire clasic. Aceasta înseamnă că chiar și țevile și racordurile acestora trebuie să fie conduse și montate astfel încât întregul circuit să poată fi umplut și, mai ales, aerisit în mod fiabil – vâlcele de aer într-un traseu prost condus pot împiedica circulația corectă a lichidului și pot duce la supracăldirea colectorului sau la zgomote ale pompei. Mai multe informații despre cum se desfășoară umplerea și aerisirea în practică și ce defecțiuni apar cel mai frecvent, le găsești în articolul Service, umplere și defecțiuni comune ale sistemelor solare.

Țevi clasice cu izolație vs. țeavă flexibilă izolată 2v1

Alegerea tipului de țevi depinde de lungimea și complexitatea traseului dintre colector și boiler.

La alegerea modului de distribuție între colector și camera tehnică există, în principiu, două variante. Prima este țeava clasică din cupru sau inox, condusă ca două țevi separate (intrare și ieșire), care trebuie izolate suplimentar – adică abia după ce sunt montate pe loc, pe acoperiș și în șa, sau într-un spațiu de trecere, prin care trec în casă. A doua variantă este țeava flexibilă izolată 2v1, unde intrarea și ieșirea sunt unite într-un singur țeavă flexibilă, deja izolată de la fabricație.

Această diferență are un impact direct asupra timpului și complexității montajului. La țeava clasică, firma de montaj trebuie să aplice izolația termică pe loc – pe acoperiș, unde se lucrează la înălțime și adesea în condiții dificile, și în șa sau în rampă, unde spațiul este limitat. La țeava flexibilă 2v1, acest pas lipsește complet, deoarece izolația este parte integrantă a țevii de la fabricație. Acest lucru reduce timpul de montaj, ceea ce este apreciat în special la trase lungi sau la reparații, când se lucrează într-o casă locuită și fiecare oră economisită la montaj înseamnă mai puține restricții pentru gospodărie.

Alegerea dintre cele două variante este, de obicei, o chestiune mai mult de trase specific și buget decât de „mai bine sau mai rău". Un trase drept și bine accesibil se poate rezolva și cu țeavă clasică și izolație, în timp ce trasele mai lungi sau mai complicate, unde izolația suplimentară pe loc ar însemna multă muncă, sunt domeniul țevii flexibile 2v1. La trase scurte, dar mecanic solicitante – de exemplu, chiar lângă trecerea prin acoperiș sau la conectarea colectorilor înșiși – se alege mai des din inox sub formă de țeavă ondulată, despre care se vorbește în secțiunea următoare.

Țeavă din inox (ondulată) – soluția flexibilă pentru trase scurte și solicitante

Țeava din inox, respectiv țeava ondulată, este o țeavă flexibilă din inox destinată distribuției între colector și boiler, rezistentă la temperaturile ridicate ale lichidului solar. În comparație cu țeava flexibilă izolată 2v1, este vorba despre o țeavă separată fără izolație termică proprie – aceasta trebuie adăugată suplimentar, la fel ca și la țeava clasică din cupru sau inox. Avantajul principal este însă flexibilitatea combinată cu rezistența materialului inox.

În practică, țeava ondulată se folosește în special acolo unde o țeavă rigidă ar necesita mai multe racorduri și coturi – adică mai multe locuri potențial de scurgere. Un exemplu tipic este conectarea colectorilor între ei, unde țeava ondulată poate acoperi distanța între intrare și ieșirea colectorilor vecini fără a fi nevoie de un cot rigid și două alte legături suplimentare. La fel de bine se potrivește și la trecerea propriu-zisă prin acoperiș sau structura acoperișului, unde spațiul este limitat și țeava trebuie să se adapteze la forma trecerii, sau la conectarea la unitatea de pompă în spațiile strâmte ale camerei tehnice, unde o țeavă rigidă pur și simplu nu are unde „să se îndoaie".

Pretul unitar mai mic al țevii ondulate față de întreaga țeavă flexibilă 2v1 nu este o coincidență – este vorba despre un tip diferit de produs, destinat mai degrabă unor trase scurte și suplimentare decât unei întregi lungimi de distribuție între acoperiș și camera tehnică. În practică, cele două abordări se combină adesea: firma de montaj rezolvă trasele principale, mai lungi, cu țeavă flexibilă izolată sau cu țeavă clasică izolată, în timp ce trasele scurte și solicitante din punct de vedere al formei, lângă colectori sau la unitatea de pompă, se finalizează cu țeavă ondulată din inox.

Boiler solar – cum se conectează țeava la el

Boilerul solar are, în plus față de un boiler obișnuit, cel puțin un schimbător de căldură conectat la circuitul solar, adesea și un al doilea schimbător destinat încălzirii suplimentare cu ajutorul centralului. Apele din boiler se încălzesc indirect – lichidul solar circulă separat, într-un circuit închis propriu, și niciodată nu intră în contact direct cu apa de la robinete. Țeava de la colector nu se termină „în apă" a boilerului, ci este conectată la intrarea și ieșirea schimbătorului solar, care face parte din structura boilerului.

Această separare a circuitelor are un efect practic și asupra țevii însăși: deoarece lichidul termic nu părăsește niciodată circuitul închis al sistemului solar, țeava și toate legăturile ei trebuie să fie etanșe pe termen lung, tocmai pentru că o scurgere nu înseamnă doar pierderea apei, ci și a amestecului cu substanță antigel, care trebuie refăcut și circuitul din nou aerisit. La alegerea unui anumit boiler, a volumului și a numărului de schimbătoare, este util să vă bazați pe ghidul mai detaliat Ce boiler solar aveți nevoie, unde găsiți și legăturile dintre dimensiunea boilerului și lungimea sau diametrul traseului de țevi.

Unitatea de pompă și unitatea de comandă – ce pune în mișcare fluidul în țeavă

Țeava însăși ar fi inutilă fără un motor – lichidul nu se mișcă singur. Mișcarea este asigurată de unitatea de pompă în colaborare cu unitatea de comandă. Unitatea de comandă (solară) compară temperatura de la colector și în boiler cu ajutorul senzorilor, iar atunci când colectorul este mai cald decât boilerul cu o diferență predefinită, pornește pompa de circulație a grupului solar. Când diferența de temperatură scade sau colectorul încetează să fie mai cald, pompa se oprește din nou – astfel sistemul funcționează automat, fără a necesita intervenții manuale.

Unitatea de pompă nu este doar pompa însăși. Într-un singur bloc compact include și robinete de închidere, termometre, manometre și supapă de siguranță, ceea ce ușurează considerabil montajul și întreținerea ulterioară – toate componentele esențiale pentru exploatarea circuitului sunt împreună, pe un singur loc, în loc să fie răspândite pe întreaga lungime a țevii.

Unitatea de comandă care evaluează întregul proces este, de exemplu, reglarea Euroster 813 Solar – un dispozitiv care compară temperatura colectorului și a rezervorului și, în funcție de diferența reglată, comută pompa de circulație din unitatea de pompă.

Prețurile componentelor menționate în articol variază semnificativ în funcție de rolul lor în sistem.

Combinarea tubului, unității de pompă și unității de comandă funcționează ca un singur întreg – tubul este „drumul", unitatea de pompă este „motorul", iar unitatea de comandă este „creierul", care decide când lichidul trebuie să se miște pe acest drum. O comparație mai detaliată a unităților de comandă și grupurilor de pompe disponibile o găsiți în articolul Unități de comandă și grupuri de pompe pentru sisteme solare.

Fixarea colectorilor și traseul tubului în funcție de tipul acoperișului

Traseul tubului se bazează întotdeauna pe modul în care și unde sunt fixați colectorii pe acoperiș sau pe fațadă. Colectorii se fixează cu o structură de montaj specializată, în funcție de tipul acoperișului – pe acoperișul înclinat structura diferă în funcție de acoperiș (țiglă, tablă, plăci bituminoase), pe acoperișul plat se folosește o structură cu unghi de înclinare reglabil, cel puțin 15°, pentru ca colectorul să se poată curăța singur prin ploaie, iar în final există și o opțiune de fixare pe fațadă sau direct pe sol. Structura trebuie să corespundă exact dimensiunilor tipului specific de colector.

Pentru tubul de legătură, aceasta înseamnă că înclinarea acoperișului, tipul structurii și poziția exactă a colectorilor determină unde va trece traseul tubului, câte coturi va avea și unde va fi nevoie de o traversare prin structura acoperișului. La acoperișul plat cu înclinare reglabilă a colectorului este disponibilă, de obicei, și o zonă plată pe acoperiș în jurul structurii, unde se poate duce tubul destul de direct spre traversare. În schimb, la acoperișul înclinat, tubul trebuie adesea să copieze înclinarea planului acoperișului și să meargă de-a lungul grinzilor sau a cheilor până la locul traversării.

De aceea, alegerea structurii și a soluției de tub nu se pot face separat – structura determină poziția colectorului, poziția colectorului determină cel mai scurt și mai eficient traseu al tubului, iar acest traseu decide, în final, dacă merită să se aleagă un tub clasic, un tub flexibil izolat 2v1 sau o combinație cu unduitor din oțel inoxidabil pe porțiunile mai solicitate. Mai multe informații despre fixarea colectorilor pe diferite tipuri de acoperișuri și fațade găsiți în articolul Fixarea colectorilor – acoperiș înclinat, acoperiș plat, fațadă.

Vas de expansiune, umplerea și aerarea circuitului

Așa cum s-a menționat deja, circuitul solar este un sistem închis și sub presiune. O componentă a acestui circuit este vasul de expansiune, care compensează dilatarea volumetrică a lichidului de răcire la temperaturi ridicate – fără acesta, presiunea din circuit ar putea crește necontrolat la încălzirea lichidului. Vasul de expansiune se montează de obicei într-o cameră tehnică, aproape de unitatea de pompă, și este conectat la tubul de legătură în același mod ca restul circuitului.

Sistemul se umple și apoi se aerizează manual sau electric cu o pompă de umplere prin robinete de umplere, la fel ca un circuit clasic de încălzire. Această etapă se execută nu doar la punerea în funcțiune inițială a sistemului, ci și în timpul intervențiilor de service – de exemplu, dacă aerul a intrat în circuit din orice cauză sau dacă s-a schimbat o parte din tubul de legătură sau din componentele acestuia. Un tub bine proiectat, fără puncte inutile înalte, unde s-ar putea acumula aer, ușurează semnificativ acest proces. Pe de altă parte, un tub cu coturi incorect poziționate sau cu bucle inutile poate complica aerarea și poate duce la probleme repetitive legate de zgomotul pompei sau de încălzirea neuniformă.

Verificarea periodică a presiunii din circuit, a stării vasului de expansiune și a etanșității conexiunilor pe tubul de legătură face parte din sarcinile de bază ale întreținerii zilnice a sistemului solar. Un prezentare detaliată a ceea ce include service-ul și a problemelor frecvente care apar în practică o găsiți în articolul Service, umplere și probleme frecvente ale sistemelor solare.

Montajul tubului – pașii practici și ce trebuie să aveți în vedere

Fiecare pas cu pas al montajului țevilor se bazează pe cel anterior, de la tipul acoperișului până la aerisirea circuitului.

Montajul propriu-zis al sistemului solar, inclusiv al țevilor, are un șir logic de pași. În primul rând, se alege și montează structura de fixare a colectorilor în funcție de tipul acoperișului, apoi se determină traseul țevilor de la colectori până la trecerea în casă și mai departe la camera tehnică. Aici se decide dacă se va folosi țeava clasică cu izolație suplimentară, țeavă flexibilă izolată 2in1, sau o combinație cu țeavă ondulată inoxidabilă pe porțiuni scurte și complexe din punct de vedere al formei – de exemplu, chiar la conectarea colectorilor sau la trecerea prin structura acoperișului.

După așezarea țevilor urmează conectarea la unitatea de pompare și la unitatea de comandă pe o parte, și la rezervorul solar (mai exact la schimbătorul său solar) pe cealaltă parte. Componentele în sine – unitatea de pompare cu vanele, manometrele și supapa de siguranță – se montează de obicei aproape una de alta într-un singur bloc, ceea ce simplifică și conectarea țevilor din ambele direcții. În final, întregul circuit se umple cu lichid termic și se aerisește cu o pompă de umplere prin robinetele de umplere, se reglează unitatea de comandă și sistemul se pune în funcțiune de probă.

Exact din acest motiv, că este un proces în mai mulți pași, în care fiecare pas influențează următorul (tipul acoperișului → poziția colectorului → traseul țevilor → alegerea tipului de țevi → conectarea la componente → umplerea și aerisirea), este util să ai un plan clar înainte de montaj. Un procedeu detaliat pas cu pas, inclusiv recomandări privind ordinea pașilor, îl găsiți în articolul Montajul sistemului solar – pașii pas cu pas.

Exemple reale din practică

Casă de familie cu acoperiș înclinat acoperit cu șindril, reconstrucția unei case existente. Colectoarele sunt montate pe acoperișul înclinat, iar camera tehnică cu rezervorul și centrala termică se află în subsol, ceea ce înseamnă o traseu destul de lung de țevi – prin pod, pe lângă grinda, prin șurub și până în subsol. Într-o astfel de lungime de traseu și la trecerea prin mai multe niveluri structurale ale casei (pod, nivelul locuibil, subsol), firma de montaj a ales țeava flexibilă izolată 2in1 în loc de țeavă clasică. Motivul a fost în primul rând că izolația suplimentară a țevii clasice pe o traseu atât de lungă și împărțită, parțial la înălțime în pod și parțial în spațiul strâmt al șurubului, ar fi prelungit semnificativ montajul. Chiar lângă colectoare, unde era nevoie să se lege două rânduri de colectoare între ele și în același timp să se ocolească structura de fixare, s-a folosit și un scurt segment de țeavă ondulată inoxidabilă – datorită flexibilității, a reușit să se rezolve conectarea fără alte accesorii de formă, ceea ce a redus și numărul de conexiuni chiar pe acoperiș, unde o posibilă fereastră ar fi fost cel mai greu de repara.

Casă de familie cu acoperiș plat, construcție nouă. Colectoarele sunt fixate pe acoperișul plat pe o structură de montaj cu unghi ajustabil, iar camera tehnică este situată chiar sub acoperiș, în pod, astfel că traseul țevilor de la colectori la unitatea de pompare este scurt – este vorba doar de o trecere acoperiș și de o conectare imediat sub aceasta. Exact din cauza distanței scurte și a spațiului strâmt chiar sub structura acoperișului, unde se află și trecerea în sine, s-a preferat țeava ondulată inoxidabilă pe întregul scurt segment în loc de țeavă rigidă clasică – țeava ondulată s-a adaptat la forma trecerii și la spațiul limitat de la unitatea de pompare fără a necesita mai multe coturi. Izolația suplimentară a acestui scurt segment a reprezentat doar o fracțiune de muncă comparativ cu ceea ce ar fi cerut o traseu mai lungă, așa că s-a justificat economia de conexiuni și accesorii de formă în locul țevii flexibile izolate 2in1, care ar fi fost supradimensionată pentru un segment atât de scurt.

Întrebări frecvente – întrebări comune despre țevile solare

Trebuie să fie întotdeauna izolată țeava circuitului solar?
Da. Diferența este doar în momentul și modul în care se rezolvă izolația. La țeava clasică de cupru sau inoxidabilă, inclusiv la țeava ondulată inoxidabilă, izolația se adaugă suplimentar, direct la fața locului. La țeava flexibilă izolată 2in1, izolația este deja parte a țevii de la fabricație, așa că nu se mai izolează nimic suplimentar.

Care este diferența dintre țeava clasică și țeava flexibilă izolată 2in1?
Țeava clasică duce ambele țevi – admisie și retur – ca două țevi separate, care trebuie izolate suplimentar pe acoperiș și în șachtă după montare. Țeava flexibilă 2in1 combină admisia și returul într-un singur țeavă flexibilă și deja izolată, ceea ce elimină complet izolația suplimentară și face montajul mai rapid.

Pentru ce se folosește exact țeava inoxidabilă (ondulată)?
Țeava ondulată inoxidabilă este o țeavă flexibilă inoxidabilă destinată distribuției între colectori și rezervor, rezistentă la temperaturile ridicate ale lichidului solar. În practică, se folosește în special pentru segmente scurte și complexe din punct de vedere al formei – conectarea colectorilor între ei, trecerea prin structura acoperișului sau conectarea în spațiul strâmt de la unitatea de pompare, unde o țeavă rigidă ar fi cerut mai multe accesorii de formă și conexiuni.

De ce este circuitul solar închis și sub presiune și ce face vasul de expansiune?
Circuitul solar este închis pentru ca lichidul termic (amestec de apă și antigel) să nu intre în contact cu mediul sau cu apa de uz casnic. Vasul de expansiune compensează dilatarea volumetrică a acestui lichid la temperaturi ridicate, ceea ce împiedică creșterea necontrolată a presiunii în circuit.

Cum se umple și se aerisește circuitul solar?
Prin pompa de umplere manuală sau electrică prin robinetele de umplere, la fel ca la circuitul termic clasic. Acest pas se execută la punerea în funcțiune inițială și la intervențiile de service, de exemplu, dacă a intrat aer în circuit.

Poate un sistem solar înlocui complet o centrală termică sau o pompă de căldură?
Nu, nu le înlocuiește în mod complet. Sistemul completează sursa principală de căldură și acoperă în special încălzirea apei calde de uz casnic în lunile de vară, când este suficientă radiația solară. În afara acestui perioadă, încălzirea apei este parțială, iar restul căldurii îl furnizează centrala termică sau pompa de căldură.

Influențează tipul acoperișului modul în care se duce țeava?
Da, direct. Tipul acoperișului (înclinat cu o anumită acoperire, plat cu unghi ajustabil sau fațadă/sol) determină tipul structurii de fixare a colectorilor, iar aceasta determină poziția colectorilor și, prin urmare, și traseul țevilor către trecerea în casă.

Este nevoie de o unitate de pompare specială sau este suficientă o pompă de circulație obișnuită?
În circuitul solar se folosește o unitate de pompare care combină într-un singur bloc compact pompa de circulație, vanele de închidere, termometrele, manometrele și supapa de siguranță. Această aranjare simplifică montajul și service-ul, deoarece toate componentele necesare pentru exploatarea circuitului sunt pe un singur loc, direct conectate la țevi din ambele părți.

Poate țeava ondulată fi folosită pe întreaga traseu a țevilor în loc de țeava flexibilă 2in1?
Teoretic da, dar în practică țeava ondulată se folosește mai des pe segmente scurte și complexe din punct de vedere al formei, în timp ce pe o traseu mai lungă principală este mai eficientă țeava flexibilă izolată 2in1, care economisește munca cu izolația suplimentară pe întreaga lungime a distribuției. Alegerea trebuie să țină mereu cont de lungimea și forma traseului în clădirea respectivă.

Subiecte conexe

• Cum alegi un sistem solar pentru încălzirea apei
• Colectoare solare plate vs. cu vid
• Ce rezervor solar ai nevoie
• Unități de comandă și grupuri de pompare pentru sisteme solare
• Fixarea colectorilor – acoperiș înclinat, acoperiș plat, fațadă
• Încălzirea solară ca completare pentru centrală
• Montajul sistemului solar – pașii pas cu pas
• Service, umplere și defecțiuni comune ale sistemelor solare
• Întrebări frecvente despre sisteme solare și colectoare

Aveți întrebări despre sistemele solare sau panourile solare termice?

Nu reușiți să luați o decizie sau aveți o situație specifică în gospodăria dvs.? Trimiteți-ne un mesaj – vă oferim cu plăcere consultanță.

Numele și prenumele Nu completați acest câmp:

Email

Mesaj