Wyjechali na 2 tygodnie i przestali zużywać ciepłą wodę. Solary rozgrzały się do ponad 200°C
Państwo Kowalscy wyjechali na długie wakacje, pozostawiając duży dom bez nadzoru. Po powrocie zauważyli, że ich instalacja solarna nie działa już tak samo, jak przed urlopem. Zaskoczeni mieszkańcy zadzwonili po instalatora, który przekazał im nieprzyjemną wiadomość.
- Pod ich nieobecność doszło do uszkodzenia solarów
- Co się dzieje z kolektorami podczas stagnacji?
- Jak zabezpieczyć instalację solarną podczas dłuższego wyjazdu?
- Jak rozpoznać, że kolektory uległy uszkodzeniu na skutek przegrzania?
Pod ich nieobecność doszło do uszkodzenia solarów
Rodzina Kowalskich na przełomie lipca i sierpnia wybrała się na dwutygodniowe wakacje. W tym czasie ich dom był zupełnie pusty. Kowalscy korzystali z kolektorów słonecznych do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. System działał bez zarzutu aż do momentu powrotu z wakacji. Przed wyjazdem rodzina nie zastanawiała się nad tym, co może stać się z uruchomioną instalacją w momencie, gdy nikt nie będzie z niej korzystać przez 14 dni. Tę beztroskę właściciele przypłacili awarią solarów.
Podczas nieobecności domowników zapotrzebowanie na ciepłą wodę było zerowe. W tym okresie w Polsce panowała ładna pogoda – słońce świeciło przez większość dnia, a kolektory ciągle pochłaniały energię. Po pewnym czasie zasobnik CWU osiągnął maksymalną dopuszczalną temperaturę i nie mógł już przyjmować kolejnych porcji ciepła. To zjawisko nazywamy stagnacją.
Chociaż pompa obiegowa przestała pracować, to kolektory wciąż pochłaniały promieniowanie słoneczne. Temperatura absorbera sięgała ponad 200°C, co doprowadziło do gwałtownego parowania i zwiększenia objętości czynnika solarnego. Instalacja była poddawana ogromnym obciążeniom termicznym – w przypadku państwa Kowalskich nie doszło do groźnego uszkodzenia kolektorów, ale fachowiec zalecił kontrolę czynnika solarnego.
Co się dzieje z kolektorami podczas stagnacji?
Typowa instalacja solarna zawiera specjalny czynnik grzewczy. Najczęściej jest to mieszanina zawierająca glikol. Odbiera ona energię z kolektorów, później trafia do wymiennika w zasobniku i podgrzewa wodę użytkową. Następnie schłodzony czynnik powraca w kierunku kolektorów, a cały proces rozpoczyna się od nowa.
Podczas stagnacji pompa nie pracuje, a ciecz przestaje krążyć w instalacji. Kolektor wciąż jest jednak wystawiony na działanie słońca. Pod wpływem bardzo wysokiej temperatury zwiększa się objętość czynnika i rośnie ciśnienie, następnie po osiągnięciu temperatury wrzenia pojawia się para. W dalszej fazie część cieczy zostaje wypchnięta z kolektora, temperatura może rosnąć dalej, a po osłabieniu promieniowania para kondensuje się i kolektor ponownie wypełnia się czynnikiem. Jeśli widzimy parę w pobliżu kolektora, nie musi to świadczyć o jego awarii. Prawidłowo zaprojektowana instalacja powinna poradzić sobie ze stagnacją.
Ważnym elementem zabezpieczającym kolektory jest naczynie wzbiorcze, które może kompensować zmiany objętości glikolu wynikające ze zmieniającej się temperatury roboczej. Jeżeli jednak naczynie jest za małe albo zostało nieprawidłowo zainstalowane, to ostatnim ratunkiem będzie zawór bezpieczeństwa. W takim przypadku może dojść do jego otwarcia i wyrzucenia części płynu, jednak po tym zdarzeniu konieczne będzie uzupełnienie czynnika. Co więcej, podczas silnego obciążenia termicznego może dochodzić do degradacji czynnika solarnego. Po pewnym czasie może to doprowadzić do problemów z rurami i pompami. Instalator wyjaśnił rodzinie Kowalskich, że wielokrotne i długotrwałe przegrzewanie negatywnie oddziałuje na czynnik solarny i pozostałe elementy układu, dlatego po dłuższej stagnacji warto zadbać o dokładną kontrolę całej instalacji.
Jak zabezpieczyć instalację solarną podczas dłuższego wyjazdu?
Jeśli planujemy dłuższy wyjazd, nie musimy od razu spuszczać płynu z instalacji solarnej. Stagnacja jest zjawiskiem znanym projektantom systemów solarnych, więc układ powinien być przygotowany na jej wystąpienie. Ważne jest jednak to, by cała instalacja była prawidłowo zaprojektowana i poprawnie wykonana.
Długotrwałe przegrzewanie instalacji solarnej to zjawisko niepożądane, dlatego producenci zalecają zapewnienie odbioru ciepła poprzez zużywanie CWU albo aktywowanie funkcji urlopowej w automatyce sterującej. Sterownik instalacji wyposażonej w takie rozwiązanie może w nocy uruchomić pompę obiegu solarnego i wykorzystać kolektory do schłodzenia wody zgromadzonej w zasobniku. Dzięki temu rano zbiornik jest chłodniejszy i ponownie może przyjąć energię wytwarzaną przez kolektory.
W nowych instalacjach solarnych wykorzystuje się także inne zabezpieczenia. Producenci kolektorów wyjaśniają, że po osiągnięciu odpowiedniej temperatury właściwości warstwy absorbera zmieniają się w taki sposób, aby zdecydowanie zwiększyć oddawanie ciepła i ograniczyć dalsze nagrzewanie kolektora. Istnieją też instalacje typu drain-back, w których po zatrzymaniu pompy czynnik odpływa z kolektorów do zbiornika. W ten sposób można ograniczyć problem przegrzewania cieczy pozostającej w absorberze.
Jak rozpoznać, że kolektory uległy uszkodzeniu na skutek przegrzania?
Jeśli wróciliśmy z dłuższych, letnich wakacji, to możemy podejrzewać, że nasze kolektory co najmniej jeden raz weszły w stagnację. Przy prawidłowo zaprojektowanej instalacji i sprawnych zabezpieczeniach układ powinien powrócić do normalnej pracy. Niepokój właścicieli mogą jednak wzbudzić nietypowe zjawiska, takie jak wyraźny spadek ciśnienia, ślady wyrzucenia płynu przez zawór bezpieczeństwa, wyciek albo problemy z ponownym uruchomieniem prawidłowego obiegu.
Po długotrwałym lub wielokrotnym przegrzewaniu warto również zweryfikować stan czynnika solarnego poprzez ocenę jego pH oraz ochrony przed zamarzaniem. Jeśli parametry nie mieszczą się w ustalonym zakresie, instalator może uzupełnić czynnik solarny albo zdecydować o jego wymianie.
Przed dłuższym wyjazdem warto zajrzeć do instrukcji sterownika kolektorów i sprawdzić, jakiego zabezpieczenia przed przegrzewaniem użyto w danym modelu. Jeśli jest to możliwe, skorzystajmy z trybu urlopowego. W razie wątpliwości skontaktujmy się z producentem lub instalatorem i zapytajmy, czy dana instalacja wymaga specjalnego zabezpieczenia na czas nieobecności domowników.