Umplerea sistemului solar cu amestec antigel – ce trebuie să știți

Produsele sunt în curs de pregătire.

Dar puteţi vizualiza alte categorii.

Umplinerea cu lichid antigel a sistemului solar – ghid tehnic complet

Umplinerea circuitului solar cu lichid antigel este una dintre acțiunile care la prima vedere par simplă, dar în practică poate dăuna întregului sistem dacă este neglijată. În urma anilor de practică am văzut sisteme unde amestecul a fost turnat dintr-un vas prin robinet, sisteme umplute cu apă de la robinet care au înghețat colectoarele în ianuarie, dar și sisteme cu amestec perfect, dar cu o concentrație atât de mare, încât pompa solară se lupta cu vâscozitatea ca și cum ar fi fost cu sirop. Acest articol acoperă întreaga temă de la bazele – ce este lichidul antigel, cum aleg, cum calculezi volumul necesar, cum umpli corect sistemul și cum eviti greșelile obișnuite care în final costă proprietarului bani și nervi.

De ce sistemul solar are nevoie de lichid antigel

Colectorul termic solar este un dispozitiv care este expus pe tot parcursul anului la condițiile externe. La diferență de la circuitul de la centrală, unde temperatura apei rareori scade sub zero, colectoarele pot atinge în iarnă temperaturi mult sub punctul de îngheț – chiar și atunci când nu sunt în funcțiune. O noapte friguroasă și clară este suficientă ca absorbantul neîncălzit să se răcească la minus 15 sau minus 20 de grade Celsius, mai ales în zonele montane.

Dacă circuitul ar fi umplut cu apă pură, amestecul de gheață extinsă ar putea pur și simplu sparge țeava de cupru din colector sau să deformeze sudurile. Repararea unor astfel de avarii este costisitoare și consumatoare de timp, iar în cel mai rău caz poate distruge complet colectoarele. De aceea, lichidul antigel în circuitul primar solar este standardul, nu un lux.

În afară de protecția împotriva înghețului, amestecul din sistemul solar îndeplinește și alte funcții – atenuează coroziunea componentelor interne (colectoare, rețea, schimbător de căldură, pompă), împiedică formarea incrustațiilor și a creșterii biologice (alge, bacterii), iar datorită punctului mai ridicat de fierbere reduce riscul de vaporizare bruscă a mediului la supraincalzirea sistemului în vacanțe.

Compoziția și tipurile de lichide antigel pentru sistemele solare

Pentru sistemele solare termice se folosește exclusiv amestec pe bază de propilenglicol (propan-1,2-diol), nu etilenglicol. Motivul este simplu – etilenglicolul este o substanță toxică și în cazul unei scurgeri din schimbător ar putea contamina apa potabilă din rezervor. Propilenglicolul este considerat o substanță sigură pentru alimentație (E1520) și nici măcar o mică scurgere în TUV nu reprezintă un risc pentru sănătate.

Ameșecurile antigel comerciale disponibile sunt de obicei ameșecuri concentrate pregătite, unde producătorul indică punctul de îngheț la diferite diluări. Unele produse se vinde și ca amestecuri gata, cu o concentrație fixă. Este important ca în circuitul solar să nu se adauge niciodată lichid de răcire auto – este ieftin, dar conține inhibitori pe bază de silicat, amine sau fosfați, care sunt incompatibile cu sudura moale și garniturile componentelor solare și, la temperaturi mai mari, produc produse de descompunere agresive.

Parametri comuni ai amestecurilor solare

Punctul de îngheț: de obicei –28 °C până la –35 °C la diluare obișnuită
Punctul de fierbere: la presiune atmosferică de aproximativ 105–115 °C, la presiunea de lucru a sistemului (1,5–3 bar) efectiv mai mare
Temperatura maximă de funcționare pe termen lung: 160–180 °C (temperaturile de stagnare pot depăși 200 °C – de aceea este important un expansiometru și o construcție corectă a sistemului)
Densitatea: aproximativ 1,04–1,07 g/cm³ la 20 °C (depinde de concentrație)
Vâscozitatea cinematică: la 20 °C de aproximativ 3–8 mm²/s, la –10 °C poate ajunge la 20–50 mm²/s – acest lucru are un impact direct asupra performanței pompei de circulație
pH: 7–9 (ușor alcalin, inhibitorii încetinește coroziunea)
Durata de viață: de obicei 5–10 ani, după care trebuie schimbat sau completat inhibitorii

Cât lichid antigel aveți nevoie – calculul volumului circuitului

Înainte de a începe să cumpărați lichid sau să pregătiți pompa, trebuie să știți volumul total al circuitului primar solar. Acest volum este suma volumului colectoarelor, conductelor și schimbătorului de căldură din rezervor.

Majoritatea colectoarelor solare plane au un volum intern de 1,0 până la 2,0 litri pe colector (depinde de construcția absorbantului). Colectoarele tubulare cu vid pot avea un volum mai mic – de aproximativ 0,5–1,5 l. Conductele de cupru DN12 (12/10 mm) au un volum de aproximativ 0,07 l/m, conductele DN15 (15/12 mm) de aproximativ 0,11 l/m și DN18 de aproximativ 0,15 l/m. Schimbătorul din rezervor are de obicei un volum de 1–4 litri în funcție de putere.

Pentru un sistem simplu de casă cu două colectoare și 20 de metri de conductă, vorbim despre un volum total de aproximativ 6–10 litri. Un sistem cu patru colectoare și o rețea mai lungă poate avea 15–20 litri. Producătorii de colectoare indică întotdeauna volumul în documentația tehnică – nu ignorați acest lucru, este un input cheie pentru dimensionarea expansiometrului și pentru cumpărarea cantității corecte de lichid. Mai multe despre dimensionarea expansiometrului veți citi în articolul Ce volum de expansiometru aveți nevoie pentru circuitul solar.

Calcul practic – exemplu din practică

Caz real: o casă, 2 colectoare plane cu volumul de 1,3 l/buc, conductă Cu 15/12, lungime totală 18 m (inclusiv retur), schimbător în rezervor 2,5 l, clapetă inversă + robinete ≈ 0,3 l:

Colectoare: 2 × 1,3 = 2,6 l
Conductă: 18 m × 0,11 l/m = 2,0 l
Schimbător: 2,5 l
Robinete: 0,3 l
Volum total: 7,4 l

Pentru acest sistem voi cumpăra 10 litri de amestec gata preparat (o mică rezervă pentru degazare și completare), sau 4 litri de concentrat și voi completa cu apă distilată până la concentrația dorită.

Pregătirea înainte de umplere – ce trebuie să fie gata

Umplerea circuitului solar nu este prima acțiune pe care o efectuați. Înainte de aceasta, întregul circuit primar trebuie să fie complet montat – colectoarele, tubulatura, rezervorul, armăturile, pompa solară, vasul de expansiune și toate garniturile. Verificați că sunt liber de acces ventilele de umplere și golire (de obicei sunt montate pe stația solară sau în apropierea grupului de pompare). Fără aceste două ventile, nu este posibil să umpleți sau să degazezi corect sistemul.

Vasul de expansiune trebuie să aibă reglat corect presiunea inițială – mai multe informații despre acest lucru găsiți în articolul Reglarea presiunii inițiale în vasul de expansiune al sistemului solar. Dacă presiunea inițială este incorectă, umplerea nu va distruge sistemul, dar vasul de expansiune nu va funcționa corect și la primul încălzire poate apărea o scurgere la supapa de siguranță sau, dimpotrivă, o subpresiune. Presiunea inițială a vasului de expansiune se reglează uscat, înainte de umplere – rețineți acest lucru.

Verificați, de asemenea:

Supapa de siguranță (de obicei reglată la 6 bar) – trebuie să fie montată și funcțională
Manometrele – cel puțin unul trebuie să fie vizibil de la locul de umplere
Valvele de degazare la cele mai înalte puncte ale circuitului (de obicei la colectoare)
Valvele de închidere – toate deschise, cu excepția portului de umplere/golire
Temperatura mediului – ideal este să nu introduceți o amestec rece într-un sistem prea cald (în vara umpleți dimineața sau seara)

Procedura de umplere a sistemului solar pas cu pas

Există două metode de bază pentru umplerea circuitului solar – umplerea cu pompa manuală (metoda cea mai frecvent utilizată la sistemele mici) și umplerea cu pompă electrică (pentru instalații comerciale mai mari). Pentru casele de locuit este practic standardul pompa manuală, deoarece presiunea, viteza și dozarea sunt controlate precis de instalator.

Pentru acest scop se poate folosi, de exemplu, pompa manuală pentru umplerea sistemelor solare – este un instrument simplu, dar fiabil, care constă dintr-un recipient (de obicei 10–15 litri), un piston manual și țevi cu adaptori pentru conectarea la ventilele de umplere. Avantajul față de pompa electrică este că instalatorul simte exact când rezistența crește (sistemul este plin), iar suprapresiunea prematură nu apare.

Procedura de umplere cu pompa manuală

Întreaga procedură este descrisă în detaliu și în articolul Pompa manuală pentru umplerea sistemelor solare – cum să umpleți și să degazezi corect circuitul, aici o rezumăm în pașii principali:

Pregătiți amestecul nemrzonător gata în recipientul pompei. Verificați concentrația cu refractometrul.
Conectați țeava de ieșire a pompei la ventilul de umplere (inferior) al stației solare.
Conectați țeava de retur (sau capătul liber) la ventilul de golire, duceți-o în recipientul pompei – creați un circuit închis pentru recirculare.
Deschideți ambele ventile (de umplere și de golire). Începeți să pompați – lichidul intră în circuit, aerul este evacuat.
Supravegheați manometrul – presiunea de lucru obișnuită la un sistem rece este de obicei 1,5 până la 2,0 bar.
Deschideți treptat valvele de degazare de la colectoare (la cele mai înalte puncte), până când lichidul curge fără bule. Apoi închideți valvele.
Când presiunea atinge valoarea dorită și nu mai iese aer din sistem, închideți ventilul de umplere și cel de golire.
Porniți pompa solară (pompa de circulație) câteva minute – verificați din nou presiunea și completați dacă este necesar.
După stabilizare, degazează din nou – la primul trecere a lichidului se eliberează adesea mai mult aer din colțuri și secțiuni închise.
Înregistrați presiunea finală și data umplerii în fișa de service.

Concentrația corectă a lichidului antigel – cum se reglează și se verifică

Aceasta este zona în care se comit cele mai frecvente greșeli. Instalatorul cumpără concentratul, îl toarnă pur în pompa de circulație fără a-l dilua – rezultatul este o amestec care este rezistent la îngheț până la –50 °C (ceea ce nu este nevoie), dar are o vâscozitate atât de mare încât pompa de circulație are probleme cu circulația, pierderile de presiune sunt uriașe și sistemul solar funcționează cu o eficiență mult mai scăzută.

Pe cealaltă parte – o amestec prea diluat nu oferă o protecție suficientă. Exemplu: într-un sat la 700 m altitudine s-a înregistrat –22 °C în ianuarie. Proprietarul a diluat concentratul 1:1 (50/50), ceea ce oferă o protecție până la –28 °C. Sistemul vecinului a fost diluat la 30/70 – și a avut o conductă de retur înghețată după colector, deoarece temperatura a scăzut până la –25 °C în timpul nopții. Câteva sute de euro pentru un colector spart se plătesc pentru o concentrație corectă.

Concentrațiile recomandate de propilenglicol pentru diferitele benzi climatice din Slovacia:

Dealurile și Podunul (minim –15 °C): 35–38 % propilenglicol
Dealurile din centrul Slovaciei (minim –20 până la –25 °C): 40–45 %
Zonele montane, Vâlceaua, Orava (minim sub –25 °C): 45–50 %

Întotdeauna calculați cu o rezervă de cel puțin 5 °C sub minimul istoric din localitatea dvs. – un colector de pe acoperiș se răcește mai repede decât temperatura aerului din grădină (prin radierea către cer poate fi cu 3–5 °C mai rece decât aerul înconjurător).

Măsurarea concentrației cu refractometrul

Refractometrul este un mic aparat optic în care picători câteva picături de lichid și citiți indicele de refracție – acesta se transformă direct în punctul de îngheț. Pentru amestecurile solare pe bază de propilenglicol utilizați un refractometru cu scala potrivită (nu cel auto, care este calibrat pentru etilenglicol – valorile ar fi greșite). Măsurarea durează o secundă și este precisă cu ±1–2 °C punct de îngheț. Fiecare instalator serios ar trebui să aibă un refractometru la el la fiecare lucrare solară.

Calitatea apei pentru diluarea concentratului

Dacă nu diluați un concentrat pregătit, ci faceți amestecul singuri, apa de diluare trebuie să fie moale, demineralizată sau distilată. Apa dură de la robinet are un conținut ridicat de calciu și magneziu – acești ioni reacționează cu inhibitorii din glicol și pot forma depuneri care îmbâncește schimbătorul de căldură sau dăunează garniturilor pompei.

Limita orientativă: duritatea totală nu ar trebui să depășească 2 mmol/l (aproximativ 200 mg/l CaCO3). În practică, cel mai simplu mod este să cumpărați apă distilată (se vinde în sticle la farmacii și service-uri auto) și să o amestecați cu concentratul în proporția corectă.

Deaerarea – pasul cel mai critic după umplerea sistemului

Aerul în circuitul solar este cel mai mare dușman. Provocă zgomote (bubuire), cavitare la pompă, distribuție neuniformă a debitului în colectoare și, în caz extrem, poate opri complet circulația (blocare aeriană). Circuitele solare sunt mai predispuse la aerație decât rețelele de încălzire obișnuite, deoarece în timpul stagnației (supraîncălzirea în vară, când nu există preluare de căldură) o parte din lichid poate fi evaporată și condensată din nou ca lichid – iar aerul rămâne prins.

Prima deaerare se face direct la umplere (deschiderea ventililor de aer la cele mai înalte puncte). După umplere și pornirea pompei, sistemul trebuie să funcționeze cel puțin 15–30 de minute și deaerarea trebuie repetată. Captorul de aer și ventilul de aer automat (de obicei pe stația solară) ar trebui să capteze resturile de aer în primele zile de funcționare. Unele sisteme necesită o deaerare repetată după prima zi solară.

O procedură mai detaliată de deaerare, probleme tipice și soluții le găsiți și în articolul Pompa manuală pentru umplerea sistemelor solare – cum să umpleți și să deaerați corect circuitul.

Presiunea de lucru a circuitului solar – reglare și verificare

După umplere și deaerare, sistemul rece (temperatura camerei 10–20 °C) ar trebui să aibă o presiune de 1,5 până la 2,0 bar. Această presiune trebuie să fie mai mare decât presiunea de precomprimare a membranei de aer din vasul de expansiune (de obicei 1,0–1,5 bar), altfel vasul de expansiune nu ar funcționa corect. Valorile exacte depind de înălțimea colectoarelor față de vasul de expansiune – o diferență de 10 m coloană de apă corespunde unei presiuni de 1 bar, care trebuie adăugată la presiunea de precomprimare a membranei.

La încălzirea sistemului (în vară, la soare maxim) presiunea crește – în funcționare normală (60–90 °C) este de obicei 2,5–3,5 bar, ceea ce este normal. Supapa de siguranță (6 bar) nu ar trebui să se deschidă într-un sistem corect umplut. Dacă se deschide, problema este fie cu dimensionarea incorectă a circuitului, fie cu un vas de expansiune prea mic, fie cu umplerea sistemului la o presiune prea mare.

Durata de viață a amestecului și înlocuirea – când este momentul

Ameșecul antigel pe bază de propilenglicol se degradează în timp. Inhibitorii de coroziune se consumă treptat, pH-ul amestecului scade (devine acid) și amestecul devine agresiv față de componentele circuitului – coroziunea afectează lipirea moale din colector, garniturile și piesele de aluminiu ale pompei. Degradarea este accelerată de temperaturile ridicate în perioadele de stagnație.

Frecvența recomandată de înlocuire a amestecului depinde de calitatea produsului și de condițiile de exploatare, dar ca regulă generală se aplică:

La fiecare 3–5 ani la sistemele în care se înregistrează stagnație frecventă (sisteme cu capacitate excesivă în perioada estivală)
La fiecare 5–10 ani la sistemele cu o bună reglare, unde temperatura rareori depășește 130 °C
Întotdeauna după orice reparație care implică înlocuirea lichidului (fugă, înlocuire component)

Modificarea culorii amestecului (de la galben deschis la maro sau întunecat) și mirosul acru pronunțat trebuie tratate serios – acestea sunt semne ale unei degradări avansate. Verificați și pH-ul cu ajutorul benzilor indicatoare: o valoare sub 6,5 înseamnă că amestecul trebuie înlocuit imediat.

Securitatea în timpul lucrărilor cu amestec antigel

Propilenglicolul este, deși inofensiv pentru om, dar în timpul lucrărilor de service la cercurile solare este important să țineți cont de câteva aspecte. Amestecul fierbinte (la lucrări de service la un sistem cald) poate avea o temperatură de 70–100 °C și, la deschiderea supapei, poate ieși brusc. Lăsați întotdeauna sistemul să se răcească înainte de orice reparație sau evacuare.

La umplerea în primăvară sau toamnă temperatura amestecului este, de obicei, sigură, dar protejați-vă ochii (ochelari de protecție) și evitați contactul nejustificat cu amestecul în caz de vărsare – podeaua alunecoasă poate cauza o cădere. Lichidul uzat sau degradat trebuie evacuat la punctul de colectare, nu aruncat în grădină sau canalizație.

Erori frecvente la umplere – cazuri reale din practică

Eroare 1: Umplerea fără verificarea concentrației. Clientul a cumpărat „lichid solar” într-un butoi de 5 litri și l-a turnat direct. Lichidul era un produs pregătit anterior, protejat până la –15 °C. În șanțul Liptov nu a fost suficient – temperaturile negative din ianuarie au atins –22 °C, iar țevile colectorului s-au înghețat. Verificați întotdeauna punctul de îngheț cu refractometrul.

Eroare 2: Umplerea fără deaerisirea colectorilor. Sistemul a fost umplut cu pompa, presiunea era în regulă, pompa funcționa – dar randamentul solar era catastrofal de scăzut. La verificare s-a constatat că toată conducta de admisie către un colector era plină de aer. Aerul nu a fost evacuat, deoarece supapa de deaerisire nu a fost deschisă.

Eroare 3: Utilizarea apei dure pentru diluare. Au cumpărat concentrat și l-au diluat cu apă de la robinet (duritatea 480 mg/l CaCO3 – valoare obișnuită în multe localități din Slovacia). După doi ani, schimbătorul termic era acoperit cu o strat de CaCO3 și debitul prin schimbător a scăzut cu 60 %. Rezultatul: curățare costisitoare a schimbătorului și înlocuirea amestecului.

Eroare 4: Ignorarea presiunii inițiale a extensometrului. Sistemul a fost umplut cu o presiune inițială a extensometrului de 0,5 bar (reglat inițial pentru alt sistem). Rezultatul a fost că membranei nu i s-a oferit suficient spațiu pentru expansiune – după prima zi caldă de vară, supapa de siguranță a scos amestecul pe acoperiș. Extensometrul trebuie să aibă presiunea corectă încă înainte de umplere.

Despre problemele cu extensometrele și pompele veți afla mai multe și în articolul Defecțiuni frecvente ale extensometrelor și pompelor solare – cauze și soluții.

Echipamente suplimentare necesare la umplere

În afară de pompa manuală pentru umplerea sistemelor solare, veți avea nevoie și de:

Refractometru – calibrat pentru propilenglicol (nu etilenglicol)
Benzi indicatoare de pH – pentru verificarea stării amestecului în timpul inspecțiilor de service
Densimetru (hustometru) sau aerometru – alternativă la refractometru
Teava de presiune cu adaptori – pentru conectarea la supapa de umplere (de obicei filet ¾" sau ½")
Apa distilată – pentru diluarea concentratului
Manometre – pentru măsurarea presiunii în zona extensometrului
Ochelari de protecție și mănuși

Verificarea de service după umplere și în timpul exploatării

După umplerea sistemului este util să efectuați o funcționare de probă și să înregistrați parametrii cheie: presiunea sistemului rece, concentrația amestecului (punctul de îngheț), pH-ul amestecului și data umplerii. Aceste date sunt valoroase pentru fiecare inspecție de service ulterioară.

În timpul exploatării, recomandăm verificarea presiunii sistemului cel puțin o dată pe an (ideal în primăvară, înainte de sezon). Dacă presiunea scade repetat, este nevoie de verificarea pentru fuga – chiar și o mică scurgere de glicol se va face simțită în timp. O scădere semnificativă a presiunii poate fi cauzată și de o membrană uzată din extensometru, care lasă să intre aer. Despre modul de verificare a extensometrului veți afla mai multe în articolul Cum se verifică și se întreține extensometrul într-un sistem solar.

Întrebări frecvente (FAQ)

Pot folosi amestec antigel auto obișnuit într-un circuit solar?

Nu. Amestecurile auto sunt pe bază de etilenglicol (toxic) sau conțin inhibitori incompatibili cu lipiturile moi și garniturile din componentele solare. La temperaturi mai mari de stagnație (peste 150 °C), acești inhibitori pot se degrada și forma produse acide agresive. Folosiți întotdeauna amestec certificat special pentru sistemele solare termice.

Cât durează umplerea și deaerisirea unui sistem solar de familie tipic?

Un instalator experimentat umple un sistem cu două colectoare și o rețea standard în 45 de minute până la 1,5 ore, inclusiv deaerisirea. La prima încercare, așteptați 2–3 ore. Un sistem cu mai multe colectoare sau o rețea mai complexă poate necesita deaerisiri repetate în primele ore de funcționare.

De ce scade presiunea în sistem după câteva zile de la umplere?

Motivul poate fi aerul suplimentar care s-a eliberat din circuit după primul încălzire – și extensometrul l-a „înghițit” parțial comprimând membranele, ceea ce se manifestă printr-o scădere a presiunii. Este suficient să completați amestecul la valoarea corectă. Dacă presiunea scade în mod constant și repetat, este nevoie de verificarea pentru fuga sau a extensometrului (membrană perforată).

Câți litri de lichid trebuie să pregătiți pentru umplere?

Cumpărați întotdeauna cu 20–30 % mai mult decât volumul calculat al circuitului. O parte din lichid se consumă la spălare, o parte rămâne în țevile pompei, iar în timpul deaerisirii pierdeți mici cantități la fiecare supapă. Pentru un sistem de 8 litri, cumpărați 10–12 litri de amestec. Restul păstrați pentru completări în timpul inspecțiilor de service.

Pot adăuga apă curată în sistem dacă presiunea este scăzută?

În mod excepțional și în cantități mici (de exemplu, 0,3–0,5 litri) da – dacă nu aveți alte mijloace. Dar orice completare cu apă reduce concentrația și ridică punctul de îngheț (spre zero). La completări repetate cu apă, în câteva sezoane puteți ajunge la un punct în care protecția împotriva înghețului nu mai este suficientă. După orice completare, verificați concentrația cu refractometrul și, dacă este necesar, adăugați concentrat.

Unde pot cumpăra o pompă manuală pentru umplere, dacă nu am una?

Pentru utilizare ocazională (service propriu) este cel mai bun raport preț/performanță o simplă pompă manuală pentru umplerea sistemelor solare cu rezervor de 10–15 litri. Instalatorii care rezolvă mai multe comenzi apreciază versiunea cu manometru integrat pe pompă, care permite monitorizarea presiunii fără a privi stația solară.

Concluzie – umplerea sistemului solar merită atenție

Umplerea circuitului solar cu amestec antigel este o lucrare ocazională, dar consecințele ei însoțesc sistemul pe toată durata de viață. Un amestec corect, o concentrație corectă, o apă curată pentru diluare, o deaerisire completă și o presiune de lucru corectă – acestea sunt factorii care decid dacă sistemul solar va funcționa fără probleme 15 de ani sau va începe să dea bătăi de cap după prima iarnă. Nu economisiți timp în această fază de instalare și nu ignorați nici măcar inspecțiile de service o dată la un an sau două – menținerea sistemului într-o stare bună este mult mai ieftină decât rezolvarea defecțiunilor cauzate de lichid uzat sau degradat.

Aveți întrebări despre această temă?

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