Installation och rördragning av solvärmesystem

När det gäller solcellssystem skiljer man mellan solcellssystem för elproduktion och solcellssystem för varmvattenproduktion.

Solsystem för varmvattenproduktion används vanligen för att producera varmvatten till hushåll, uppvärmning av pooler samt för uppvärmning och stöd för produktion av processvärme. De utgör således ett förnuftigt alternativ till konventionell uppvärmning av vatten. Idag installeras huvudsakligen tvåkretssystem.

I den första kretsen pumpas ett värmeöverföringsmedium (en blandning av vatten och frostskyddsmedel) genom kollektorn och den absorberade värmen överförs till dricksvattnet via en värmeväxlare i varmvattenbehållaren. I den andra kretsen leds det uppvärmda dricksvattnet till konsumenten.

I enkelkretsar leds vattnet direkt genom kollektorn och värms upp. Detta system används ibland för att värma poolvatten utan risk för frost. I länder där det finns risk för frost måste enkretsanläggningar kunna stängas av och tömmas med hjälp av ett lämpligt styrsystem.

En korrekt dimensionering av systemet är en förutsättning för att det ska fungera på ett tillfredsställande sätt. För små system i en- och tvåfamiljshus kan man utgå från en vattenförbrukning på cirka 50 l varmvatten per person och dag. Med en temperaturspecifikation på 50 °C och nödvändiga reserver för dagar med mindre strålning bör kollektorytan vara cirka 2 m² per person.

Material för rörledningar

Lämpliga material för rören i solvärmesystemet erbjuder:

tillräcklig temperaturbeständighet
glykolbeständighet.
motståndskraft mot högt tryck
nödvändig väder- och korrosionsbeständighet för utomhusbruk (inga galvaniserade rör).

Varmvattenbehållare

Varmvattenbehållaren bör ha en volym som är 1,5 till 2 gånger större än den dagliga varmvattenförbrukningen per person, dvs. cirka 100 liter per person, för att lagra varmvatten för dagar med mindre strålning. Lagertankarna bör ha en smal, cylindrisk form för att säkerställa en god temperaturskiktning. Lagertanken bör ha minst 10 cm tät och spaltfri värmeisolering för att minimera värmeförlusterna.

Solcellskrets

Solkretsen transporterar värme mellan solfångaren och värmeväxlaren i varmvattenbehållaren. Kretsen bör vara så kort som möjligt; för system i en- och tvåfamiljshus räcker det vanligtvis med en rördiameter på 15 mm eller 18 mm. De höga temperaturerna på över 110 °C i kollektorn och i kollektorkretsen kräver också en anpassad värmeisolering av rören. Utomhus måste värmeisoleringen också tåla UV-strålning, väder och vind och fågelskador. Därför måste UV-beständiga och/eller blyhaltiga material med motsvarande temperaturbeständighet användas där. Ofta använda skummaterial, som endast är avsedda för värmesystem upp till 90 °C, misslyckas här ofta redan efter några dagar.

Det finns särskilda skummaterial på marknaden för de krav som ställs på kollektorkretsen. Dessutom finns det möjlighet till värmeisolering med hjälp av sten- eller glasull samt melaminharts. Rören måste isoleras mot värmeförluster i enlighet med värmesystemförordningens isoleringstjocklekar. I mindre system för en- och tvåfamiljshus är den vanliga flödeshastigheten 30–50 liter per m² kollektoryta. Tryckprovet ska utföras enligt solsystemtillverkarens anvisningar.

Förångning under stillastående

Om solenergisystemet står stilla - t.ex. för att lagertanken redan är fulladdad och ingen förbrukning sker eller för att pumpen i kollektorkretsen inte är i drift - kan det bildas ånga i solfångarna om solinstrålningen fortsätter. Ångrummet motsvarar vanligtvis solfångarvolymen och en kort del av anslutningsrören.

I konventionella platta solfångare uppnås stillastående temperaturer på upp till 250 °C, i vakuumrörsolfångare till och med upp till 350 °C. När systemet omstartas efter en sådan stilleståndsfas kan det uppstå ganska höga temperaturer i solkretsen under en mycket kort tidsperiod. Mätningar från Fraunhoferinstitutet för solenergisystem (ISE) visar att när den platta solfångaren inte är fylld - dvs. under byggnadsfasen när den utsätts för solstrålning - kan det uppstå ca 160 °C i solfångaren vid stillastående temperatur (210 °C solfångartemperatur). Beroende på vädret kan detta vara fallet i flera månader, beroende på hur långt byggandet fortskrider. EPDM-tätningsringar skulle redan här få preliminära skador - utan att systemet ens har tagits i drift.

Användning av rördelar i koppar

SANHA® presskopplingar i koppar (serie 12000/13000) rekommenderas därför att användas tillsammans med kopparrör. Alternativt finns SANHA® NiroSan® press system serie 18000 (rostfritt stål) eller NiroTherm® Industry (serie 98000).

Båda press systemen (se även www.sanha.com/en/about-sanha/news-and-press-releases/news/5-reasons-to-use-press-fittings/) har en högre temperaturbeständighet tack vare FKM-tätningsringen och är lämpliga för vatten-glykolblandningar i alla blandningsförhållanden. Vid topptemperaturer som beskrivs ovan når dock även FKM-tätningsringar sina gränser. Därför bör rörsystemet inte anslutas direkt till kollektorytan, utan ett avstånd på minst 3 meter bör hållas.

När det gäller vakuumrörskollektorer rekommenderas att anslutningarna mellan kollektorn och solkretsen samt övriga anslutningar i själva solkretsen görs med hjälp av hårdlödning, eftersom temperaturer på upp till 280 °C kan uppstå vid övergångsställena och vid övriga anslutningar mellan rör och rördelar när systemet startas på nytt efter stillestånd.

Rördragning

Till- och returledningarna ska läggas med en lutning så att systemet kan tömmas vid behov. När det gäller solkretsen måste särskild uppmärksamhet ägnas åt rörens längdförändring. På grund av de stora temperaturskillnader som kan förväntas expanderar rören i koppar eller rostfritt stål flera gånger jämfört med en konventionell varmvatteninstallation. Denna längdutvidgning måste beaktas genom lämplig infästning (kompensatorer) och installation av expansionsböjningar eller böjbara skarvar i röret. Solcellsrör dimensioneras på samma sätt som värmerör.