Błędy podczas montażu i uruchamiania instalacji solarnej

Badania przeprowadzone przez organizacje zajmujące się popularyzacją wykorzystania energii słonecznej w krajach, gdzie kolektory montuje się już od lat, wskazują, że nawet tam bardzo często przyczyną niewłaściwej efektywności bądź wysokiej awaryjności instalacji solarnych są tak banalne błędy, jak:

• za duża lub za mała średnica przewodów solarnych;
• złe zaizolowanie przewodów bądź zastosowanie materiałów nieodpornych na wysoką temperaturę lub działanie zwierząt (ptaki);
• zamieniony kierunek przepływu w kolektorach;
• przeponowe naczynie wzbiorcze o zbyt małej pojemności;
• błędne ustawienie ciśnienia systemowego i brak kontroli wstępnej naczynia wzbiorczego;
• nieprzepłukanie obiegu solarnego po zainstalowaniu, a przed napełnieniem czynnikiem grzewczym (roztworem glikolu w wodzie), złe odpowietrzenie instalacji;
• nieprawidłowy montaż czujnika temperatury w kolektorze;
• niewłaściwe nastawy sterownika układu solarnego.

Na to wszystko inwestor ma niewielki wpływ. Trudno, żebyśmy publikowali tu tabele doboru naczyń wzbiorczych czy rur solarnych - warto jednak w tym miejscu podkreślić, że właściwy wybór firmy instalacyjnej w przypadku montażu kolektorów słonecznych ma naprawdę kluczowe znaczenie. Efekty pracy ekipy układającej podłogę czy płytki w łazience można wstępnie ocenić już po pierwszych kilku metrach kwadratowych. W przypadku instalacji solarnej jest to niemożliwe, trzeba więc zrobić wszystko, by prace przeprowadzili ludzie profesjonalni i odpowiedzialni. Oczywiście, każdy, kto się budował, wie, że znalezienie ich nie jest prostą sprawą...

Sytuację inwestora polepsza nieco fakt, że zdarzają się, i to dość często, takie błędy w wykonawstwie instalacji solarnych, które potrafi wychwycić każdy, kto ma elementarną wiedzę o działaniu kolektorów słonecznych. Zanim je wyliczymy, wyjaśnijmy jedną sprawę, będącą nagminnie przedmiotem nieporozumień.

Otóż stan przegrzania (stagnacji) kolektorów słonecznych, wynikający np. z braku odbioru ciepła przez nagrzany już do wymaganej temperatury zbiornik c.w.u. nie jest wprawdzie pożądany, ale jest to całkowicie normalny stan pracy małej instalacji kolektorowej w domu jednorodzinnym. W konsekwencji musi być ona przygotowana na takie sytuacje (warunki pracy), jak również gotowa do podjęcia działania natychmiast po tym, jak zniknie przyczyna przegrzania (np. pojawi się odbiór ciepła). Porady typu "w upalny dzień trzeba upuszczać trochę ciepłej wody" są nie na miejscu, zresztą kto miałby to robić w sytuacji, gdy domownicy wyjechali np. na weekend?

Właśnie ze stanem przegrzania związanych jest kilka powszechnie spotykanych w instalacjach solarnych błędów wykonawczych. Pozornie drobnych, ale zdecydowanie szkodliwych w skutkach. Należą do nich m.in.:

Brak przewodu spustowego zaworu bezpieczeństwa oraz zbiornika na wyrzuconą przez ten zawór ciecz solarną (fot. 1).

W sytuacji przegrzania kolektorów może to doprowadzić do zalania cieczą solarną pomieszczenia technicznego (kotłowni), nie mówiąc już o utracie samej cieczy, która nie może być odprowadzana do kanalizacji;

Fot. 1. Instalator pokpił sprawę: przewód z zaworu bezpieczeństwa kończy się niczym, narażając na zalanie roztworem glikolu nie tylko podłogi w kotłowni, lecz także elementów jej wyposażenia, w tym pompy (a). A przecież wystarczyło kilka minut pracy, jedna złączka, kilkadziesiąt centymetrów elastycznego przewodu i pusty pojemnik po płynie solarnym, by przygotować układ solarny na wypadek przegrzania (b)

Błędny montaż przeponowego naczynia wzbiorczego (fot. 2).

Inaczej niż w przypadku naczyń stosowanych w obiegach c.o. i c.w.u., powinno być ono montowane króćcem przyłączeniowym do góry, co zabezpiecza je przed uszkodzeniem w razie przegrzania instalacji solarnej (rys. 1).

Rys. 1. Wpływ sposobu montażu przeponowego naczynia wzbiorczego na temperaturę w naczyniu podczas przegrzania instalacji solarnej

Ponadto w odróżnieniu od innych przewodów instalacji solarnej, przewód prowadzący do naczynia wzbiorczego nie może być izolowany cieplnie! Na tym odcinku ewentualny nadmiar ciepła ma być bowiem rozpraszany.

W układach, w których kolektory (szczególnie rurowe) znajdują się blisko (mniej niż 15 m od przewodu) naczynia wzbiorczego, zaleca się dodatkowe zabezpieczenie włączonym szeregowo w przewód połączeniowy tzw. wstępnym naczyniem chłodzącym (stalowy zbiornik, w którym ciecz nieco się ochładza).

Fot. 2. Typowy błąd popełniany w instalacjach solarnych: przeponowe naczynie wzbiorcze zamontowane króćcem przyłączeniowym do dołu, co naraża je na uszkodzenie w razie przegrzania systemu (fot. po lewej). Ta kotłownia może nie jest zbyt fotogeniczna, ale naczynie przeponowe umieszczono poprawnie, w sposób zapobiegający migracji ciepła w jego kierunku. Brak wstępnego naczynia chłodzącego, ale wykorzystano przynajmniej nieizolowany przewód przyłączeniowy o znacznej zdolności do rozpraszania ciepła (fot. po prawej)

Bardzo ważne dla prawidłowego systemu solarnego jest też jego właściwe odpowietrzenie. Instalatorzy ograniczają się na ogół do montażu odpowietrznika w najwyższym punkcie instalacji, czyli przy kolektorach. Warto wiedzieć, że ma to być albo odpowietrznik ręczny, albo automatyczny, ale zabezpieczony zaworem zamykanym po zakończeniu procesu uruchamiania instalacji.

Pozostawienie otwartego odpowietrznika automatycznego przy kolektorach grozi tym, że podczas eksploatacji (wcale niekoniecznie tylko w razie przegrzania) odpowietrznikiem będzie wydostawało się nie powietrze, ale odparowany czynnik grzewczy (będący mieszaniną glikolu i zwykłej wody). W sytuacji przegrzania kolektorów, nad dachem domu może zaś pojawić się prawdziwy pióropusz z pary!

Odpowietrznik przy kolektorach nie powinien być jednak jedynym zabezpieczeniem przed powietrzem w instalacji solarnej. Ponieważ wypełniona jest ona glikolowym czynnikiem grzewczym, odpowietrza się znacznie dłużej niż układy wypełnione wodą. Dlatego wysoce zalecane jest zamontowanie na dole, w kotłowni, separatora powietrza lub odpowietrznika automatycznego wyposażonego w zawór odcinający. Ponieważ wskazówki dotyczące dokładnej lokalizacji urządzenia są rozmaite, ograniczmy się do stwierdzenia, że separator ma być zamontowany w łatwo dostępnym miejscu zgodnie z zaleceniami producenta kolektorów i osprzętu. Ale ma być!

Na koniec warto jeszcze wspomnieć o termostatycznym zaworze mieszającym na wyjściu z zasobnika c.w.u. Jeśli go tam nie ma, to albo nie wykorzystujemy w pełni możliwości kolektorów (bo temperaturę w zbiorniku c.w.u. musimy utrzymywać na poziomie co najwyżej 60°C), albo narażamy mieszkańców na poparzenie. Ponadto w instalacjach z cyrkulacją c.w.u. zawór ten musi zostać (co niestety zdarza się rzadko) właściwie zainstalowany - prawidłowy schemat przedstawia rys. 2.

Rys. 2. Schemat instalacji ciepłej wody użytkowej z zasobnikiem solarnym i cyrkulacją

Sprawdzenie tylko tych kilku wymienionych powyżej elementów instalacji solarnej pozwoli każdemu łatwo wyrobić sobie zdanie o ekipie montującej. Może być więc dobrym wyjściem w sytuacji, gdy zastanawiamy się, czy skorzystać z usług ekipy, która wcześniej wykonywała prace np. u sąsiada.

Adam Jamiołkowski