Solární panely a vodovodní potrubí.

Pojistná a zabezpečovací zařízení solárního systému

Solární systémy pro ohřev teplé užitkové vody (TUV) stejně jako jiné tepelné soustavy musí být vybaveny pojistnými a zabezpečovacími prvky.
Základ tvoří především:

  • pojistný ventil
  • expanzní nádoba

Při jejich návrhu vycházíme z topenářských norem, protože české normy solární soustavy samostatně neřeší. Je ale nutné zohlednit specifika solárních systémů, zejména vyšší teploty a rozdílné provozní stavy oproti klasickým otopným soustavám.


Provozní tlaky a teploty v solárních soustavách

Solární sestava se běžně provozuje:

  • od plnicího tlaku „za studena“ při minimální teplotě cca 10–20 °C,
  • až po maximální provozní tlaky a teploty v rozsahu 90–130 °C.

Počáteční plnicí tlak je dán:

  • výškou sloupce teplonosné kapaliny nad místem připojení expanzní nádoby (hydrostatický tlak),
  • minimálním potřebným tlakem v nejvyšším místě soustavy, tedy u kolektoru.

Rozsah minimálního tlaku se volí podle konkrétního zapojení a typu nemrznoucí směsi (nejčastěji propylenglykol). Tlak musí být nastaven tak, aby:

  • byla zajištěna funkčnost soustavy,
  • byl dodržen správný bod varu teplonosné kapaliny,
  • nedocházelo ke zbytečné degradaci směsi.

Pokud teplonosná kapalina degraduje např. nad 120 °C, je nutné udržovat provozní tlak tak, aby teplota varu této kapaliny ležela pod hranicí její degradace.

Při stagnaci kolektorů (maximální ohřev bez odběru) dochází:

  • k varu kapaliny v kolektoru,
  • teplota se dále již nezvyšuje,
  • odpaří se pouze část kapaliny,
  • zbytek je vytlačen zpět do potrubí a do expanzní nádoby.

Tímto se kolektor chrání před nadměrným tepelným zatížením.

Expanzní nádobu je proto nutné dimenzovat tak, aby bezpečně pohltila objem kapaliny vytlačené z kolektorů při stagnaci.

U kapalin odolných vysokým teplotám je možné volit vyšší provozní tlaky, omezit změnu skupenství a minimalizovat pronikání páry do rozvodů.


Pojistný ventil v solárním systému

Pojistný ventil chrání primární okruh solární soustavy před nadměrným tlakem.

  • Otevírací přetlak ventilu určuje maximální tlak v soustavě.
  • Musí být sladěn s tlakovou odolností nejslabšího prvku – obvykle výměníku nebo kolektoru.
  • Podle něj se také volí tlakový stupeň a velikost expanzní nádoby.

Platí zásadní pravidlo:

Mezi pojistným ventilem a okruhem nesmí být žádný uzavíratelný prvek.

Instalace pojistného ventilu přímo do větve u kolektorů na střeše se v praxi nedoporučuje, protože:

  • revize a kontrola na těžko přístupných střechách se téměř nikdy nedělají,
  • venkovní prostředí snižuje životnost ventilu,
  • při otevření ventilu může teplonosná kapalina odtéct na střechu,
  • solární soustava pak ztratí tlak a stane se nefunkční.

Proto v praxi umísťujeme pojistný ventil do technické místnosti, což z hlediska bezpečnosti nepředstavuje problém.

Doporučená praxe:

  • Umístit k pojistnému ventilu také tlakoměr a teploměr.
  • Zajistit, aby pojistné potrubí umožnilo volný odtok média a nezachytávaly se v něm nečistoty.
  • Pojistný ventil musí být umístěn tak, aby nedošlo k opaření obsluhy.
  • Ventil je nutné pravidelně kontrolovat.

U solárních systémů se běžně používá pojistný ventil na 6 bar.


Expanzní nádoba v solárním systému

Expanzní nádoba umožňuje vyrovnávat změny objemu teplonosné kapaliny vlivem tepelné roztažnosti. Zabraňuje:

  • nedovolenému zvýšení tlaku v soustavě,
  • zbytečným ztrátám kapaliny přes pojistný ventil při stagnaci.

V solárních soustavách se dnes používají uzavřené expanzní nádoby s membránou. Dříve bylo možné setkat se i s otevřenými nádobami (podobně jako u otopných soustav), kde se měnila hladina v nejvyšším bodě soustavy.

Konstrukce expanzní nádoby:

  • kovová nádoba,
  • uvnitř pružná membrána oddělující:
    • teplonosnou kapalinu,
    • stlačený plyn (obvykle vzduch nebo inertní plyn).

Oproti nádobám pro klasické otopné soustavy musí solární expanzní nádoba:

  • odolávat vyšším teplotám,
  • být kompatibilní s chemickým složením nemrznoucí směsi,
  • zvládnout opakovnou expanzi a kontrakci kapaliny při vysokých teplotách.

Při stagnaci:

  • pára vytlačí kapalinu z kolektorů do expanzní nádoby,
  • po poklesu teploty pára zkondenzuje,
  • kapalina se vrací zpět do kolektorů.

Umístění expanzní nádoby:

  • může být téměř kdekoli v soustavě,
  • nejčastěji ji umisťujeme na „studenou“ větev primárního okruhu,
    • kvůli nižšímu tepelnému namáhání,
  • musí být instalovaná ve správné vertikální poloze,
    • aby se nezavzdušňovala,
  • je nutná pravidelná kontrola tlaku v nádobě – podmínka správné funkce celého systému.

Solární expanzní nádoby bývají často v bílé barvě a vyrábějí se v objemech cca 10–50 litrů i více, podle velikosti soustavy.


Jak to vypadá v praxi – nejčastější chyby u pojistných prvků

V moderních sestavách je pojistný ventil obvykle součástí solární čerpadlové skupiny, společně s:

  • teploměry,
  • zpětnou klapkou,
  • připojením pro expanzní nádobu.

To je velmi pohodlné řešení – „stačí pověsit čerpadlovou skupinu“.
Problém nastává, když zbytek udělá někdo, kdo nerozumí tlakům a nastavení.


Špatně nastavený provozní tlak

Častá chyba:

  • montážní firma nastaví příliš vysoký tlak v solární soustavě,
  • při stagnaci dochází k častému otevírání pojistného ventilu,
  • nemrznoucí směs uniká ven,
  • po vychladnutí kapaliny je tlak pod provozní hodnotou.

Zároveň nikdo neřešil:

  • tlak v expanzní nádobě,
  • správný vztah mezi předfouknutím nádoby a plnicím tlakem soustavy.

Výsledek:

  • systém je nespolehlivý,
  • směs se zbytečně doplňuje a ředí,
  • zkracuje se životnost nemrznoucí kapaliny.

Expanzní nádoba jen „pověšená na zeď“

Další častý problém:

  • expanzní nádoba je fyzicky nainstalovaná,
  • ale nikdo nezkontroloval ani nenastavil tlak na správnou hodnotu.

Bez správného nastavení:

  • nádoba nefunguje tak, jak má,
  • tlak v soustavě není stabilní,
  • soustava se chová nevyzpytatelně při změnách teplot.

„Pumpička“ na solární potrubí – špatný vtip místo řešení

Za vrchol nevkusu považujeme instalace, kde:

  • firma zákazníkovi namontuje k solárnímu potrubí ventilek a pumpičku,
  • a řekne mu: „Když klesne tlak, prostě si to dopumpujte.“

Výsledkem je, že:

  • zákazník dva roky pumpuje solární systém,
  • místo aby řešil netěsnost nebo chybu v instalaci reklamací,
  • a když mu dojde, že to není normální, je zpravidla po záruce
    a firma už nemá zájem přijet.

Bohužel, instalaci solárního systému dnes provádí leckdo, kdo má ruce a nohy.
Naštěstí musíme dodat, že se stále setkáváme i s velmi pěknými, odborně provedenými instalacemi, za které bychom se podepsali.


Trvejte na odborné instalaci a správném nastavení

Správně navržené a nastavené:

  • pojistné ventily,
  • expanzní nádoby,
  • provozní tlak a plnicí tlak,

jsou klíčové pro:

  • bezpečný provoz,
  • dlouhou životnost nemrznoucí směsi,
  • bezproblémový chod solárního systému.

Při montáži solárního systému trvejte na odborném provedení:

  • ptejte se na nastavení tlaku,
  • chtějte vědět, kde je pojistný ventil a expanzní nádoba,
  • zajímejte se o doporučený servisní interval a kontrolu tlaku.

Dobře navržený a zabezpečený solární systém vám pak může spolehlivě sloužit řadu let bez zbytečných ztrát a nervů.

Podobné příspěvky

  • Sluneční energie: využití, výhody a podmínky v ČR

    Sluneční energie – vznik, využití a podmínky v České republice Sluneční energie je jedním z nejdůležitějších a nejdostupnějších přírodních zdrojů. Umožňuje existenci života na Zemi, ovlivňuje klima, cirkulaci oceánů i atmosféry a poskytuje lidstvu obrovský potenciál k výrobě tepla a elektřiny. Přesto využíváme jen nepatrnou část tohoto nevyčerpatelného zdroje. Obecně o sluneční energii Slunce je…

  • Složení solárního systému

    Aby solární systém vydržel 20–30 let: musí být z kvalitních součástí Solární systémy na ohřev vody určené k celoročnímu provozu se skládají z přesně definovaných komponent.  Proč u solárního systému nešetřit Složení solárního systému na ohřev vody Solární kolektory – srdce solárního systému Solární kolektor není solární panel Jak funguje solární kolektor Typy solárních kolektorů…

  • Solární ohřev pomocí kolektorů Regulus

    Solární systém Regulus jsme otestovali v reálné montáži. Podívejte se, co dodavatel přibalil, co chybělo, jak kolektory KPG1H vypadají uvnitř a s jakými problémy se můžete setkat. Přinášíme férovou a praxí ověřenou recenzi. Solární ohřev Regulus: zkušenosti z reálné montáže a recenze kolektorů V garáži na nás čeká hromada materiálu Jakou dodává Regulus konstrukci k…

  • Solární ohřev vody a kotel na tuhá paliva

    Solární ohřev vody a kotel na tuhá paliva: dokonalá kombinace pro maximální úsporu Kombinace solárního ohřevu vody a kotle na tuhá paliva patří k nejúspornějším řešením pro domácnosti. Solární kolektory ohřívají vodu od jara do podzimu zdarma a v zimních měsících se o dohřev postará kotel. Díky tomu výrazně snižujete spotřebu dřeva, uhlí i elektřiny…

  • Solární kolektory na ohřev vody od A do Z

    Solární kolektory na ohřev vody od A do Z Tento článek slouží jako kompletní rozcestník pro všechny, kdo se zajímají o solární kolektory na ohřev vody. Najdete zde odkazy na nejdůležitější témata – od účinnosti, výkonu a odolnosti až po ceny, možnosti zapojení, údržbu a návratnost. Pokud zvažujete pořízení solárních kolektorů nebo se chcete lépe…

  • Když instalaci solárů provádí každý, kdo má ruce a nohy

    Když instalaci solárů provádí každý, kdo má ruce a nohy Demontáž solárního systému Solární ohřev vody coby zmařená investice Solárního ohřev je úžasná věc, instalaci ale svěřte profesionálům. Kdo vám dnes může nainstalovat solární ohřev vody? 1. Svépomocná montáž solárního systému 2. Všechno je jednou poprvé, aneb instalatér bez zkušeností 3. Ti co montovali solární…