Jak podłączyć kolektor słoneczny do bojlera – instrukcja krok po kroku

Podłączenie kolektora słonecznego do bojlera wymaga czterech elementów: bojlera z dwiema wężownicami, zespołu pompowo-sterowniczego, naczynia wzbiorczego przeznaczonego do płynu solarnego oraz rur preizolowanych odpornych na wysoką temperaturę. Do tego dochodzą zawory zwrotne, odpowietrznik i mieszacz termostatyczny na wyjściu ciepłej wody. Poniżej opisuję cały proces krok po kroku, tak jak wygląda on na budowie, łącznie z różnicami przy instalacji ciśnieniowej i podłączeniu do już działającej instalacji c.w.u.

Najważniejsze informacje z artykułu

• Podłączenie kolektora do bojlera wymaga bojlera dwuwężownicowego, zespołu pompowo-sterowniczego, naczynia wzbiorczego przeznaczonego do glikolu oraz preizolowanych rur odpornych na wysoką temperaturę.
• Kolektor ciśnieniowy pracuje w układzie zamkniętym i wymaga naczynia przeponowego z odpowiednim ciśnieniem wstępnym oraz zaworu bezpieczeństwa dobranego do temperatury pracy glikolu.
• Przelicznik doboru instalacji to 1 metr kwadratowy powierzchni czynnej kolektora na każde 50 litrów pojemności bojlera.
• Dla rodziny czteroosobowej sprawdza się bojler o pojemności 150-200 litrów i co najmniej trzy kolektory o powierzchni 2 metrów kwadratowych każdy.
• Przy bojlerze z jedną wężownicą podłączenie kolektora do instalacji można wykonać przez zewnętrzny wymiennik płytowy, bez wymiany całego zbiornika.

Czym różni się kolektor ciśnieniowy od innych typów przy podłączeniu do bojlera?

Kolektor ciśnieniowy pracuje w zamkniętym obiegu pod stałym ciśnieniem płynu solarnego i wymaga innej armatury zabezpieczającej niż układ otwarty. Glikol krąży pod ciśnieniem utrzymywanym przez naczynie wzbiorcze przeponowe, a taki układ musi mieć zawór bezpieczeństwa dobrany do temperatury pracy glikolu (nawet powyżej 120°C latem) oraz manometr pozwalający kontrolować ciśnienie robocze bez rozkręcania instalacji.

Miałem sytuację, gdzie inwestor zgłosił upust glikolu przez zawór bezpieczeństwa w upalny lipcowy dzień – membrana naczynia przeponowego nie utrzymywała odpowiedniego ciśnienia wstępnego, więc płyn nie miał gdzie się rozprężyć i wypłynął awaryjnie. Po skorygowaniu ciśnienia wstępnego zgodnie z wysokością instalacji problem zniknął całkowicie.

Jakie elementy są potrzebne do podłączenia kolektora do bojlera?

Instalacja składa się z sześciu głównych elementów, które muszą współpracować bez przecieków i strat ciepła. Bojler dwuwężownicowy pozwala podłączyć równocześnie kolektor słoneczny i drugie źródło ciepła, na przykład kocioł gazowy, na wypadek dni bez słońca. Zespół pompowo-sterowniczy odpowiada za wymuszoną cyrkulację glikolu solarnego między kolektorem a wężownicą dolną bojlera, sterowany różnicą temperatur mierzoną przez czujniki. Naczynie wzbiorcze odbiera nadmiar płynu podczas rozprężania i chroni przed wzrostem ciśnienia ponad dopuszczalną wartość.

Rury preizolowane muszą wytrzymywać temperatury sięgające 150°C latem, dlatego zwykła izolacja z pianki PE się do tego nie nadaje. Do tego dochodzą zawór zwrotny, zawór odpowietrzający montowany w najwyższym punkcie instalacji oraz mieszacz termostatyczny na wyjściu ciepłej wody, chroniący domowników przed poparzeniem, gdy bojler nagrzeje się powyżej 60°C.

Jak krok po kroku podłączyć kolektor słoneczny do bojlera?

Cały montaż obejmuje siedem etapów wykonywanych w ściśle określonej kolejności, od dachu aż po kotłownię. Zaczynam od montażu kolektora na dachu skierowanym na południe, z kątem nachylenia 30-45°, na uchwytach dostosowanych do rodzaju pokrycia dachowego. Następnie prowadzę rury preizolowane najkrótszą możliwą trasą do pomieszczenia z bojlerem, unikając zbędnych załamań zwiększających opory przepływu.

Kolejny krok to podłączenie obiegu solarnego do dolnej wężownicy bojlera, ponieważ zimna woda z sieci trafia do dna zbiornika i tam najefektywniej odbiera ciepło z płynu solarnego. Montuję zespół pompowo-sterowniczy, instalując czujnik temperatury na wylocie kolektora oraz drugi w dolnej części bojlera. Sterownik różnicowy uruchamia pompę dopiero wtedy, gdy temperatura na kolektorze przewyższa temperaturę w bojlerze o ustaloną wartość, zwykle 5-8°C.

Po podłączeniu wszystkich elementów napełniam układ mieszanką glikolu z wodą i odpowietrzam instalację od najniższego do najwyższego punktu. Naczynie wzbiorcze montuję na powrocie, tuż przed pompą, zgodnie z kierunkiem przepływu. Na koniec wykonuję próbę ciśnieniową całego obiegu i sprawdzam, czy sterownik poprawnie uruchamia i wyłącza pompę przy zadanej różnicy temperatur.

Jak podłączyć kolektor słoneczny do istniejącej instalacji c.w.u.?

Podłączenie do istniejącej instalacji wymaga sprawdzenia, ile wężownic ma zamontowany bojler, zanim zdecydujesz się na wymianę całego zbiornika. Jeśli bojler ma tylko jedną wężownicę albo nie ma jej wcale, rozwiązaniem jest zewnętrzny wymiennik płytowy montowany między obiegiem solarnym a instalacją c.w.u. Solar podłącza się wtedy równolegle z dotychczasowym źródłem ciepła przez zawór trójdrogowy albo mieszający, tak aby kolektor grzał wodę w pierwszej kolejności, a kocioł dogrzewał ją tylko wtedy, gdy energii ze słońca zabraknie.

Realizowałem modernizację starej instalacji c.w.u. w domu z lat 90., gdzie stał bojler jednowężownicowy podłączony do pieca węglowego. Zamiast wymieniać cały zbiornik, zamontowałem zewnętrzny wymiennik płytowy i zawór mieszający, który automatycznie przełącza priorytet grzania na kolektor, gdy tylko temperatura na jego wylocie przekracza temperaturę wody w bojlerze. Koszt takiej modernizacji był znacząco niższy niż wymiana zbiornika na dwuwężownicowy.

Jak dobrać moc kolektora do pojemności bojlera?

Przelicznik doboru instalacji to 1 metr kwadratowy powierzchni czynnej kolektora na każde 50 litrów pojemności bojlera. Dla domu jednorodzinnego zamieszkanego przez dwie osoby wystarczy zwykle bojler 100-120 litrów i dwa kolektory po 2 metry kwadratowe każdy. Dla rodziny czteroosobowej sprawdza się bojler o pojemności 150-200 litrów i co najmniej trzy kolektory po 2 metry kwadratowe, co daje łączną powierzchnię czynną około 6 metrów kwadratowych.

Dobór zależy też od realnego zużycia ciepłej wody, a nie tylko liczby domowników – gospodarstwo z wanną zużywa więcej wody niż mieszkanie z samym prysznicem. Zbyt mała powierzchnia kolektora względem pojemności bojlera oznacza, że instalacja solarna nigdy nie pokryje całego zapotrzebowania, nawet przy pełnym nasłonecznieniu.

Jak przetestować i uruchomić instalację po podłączeniu?

Pierwsze, co sprawdzam po zakończeniu montażu, to szczelność wszystkich połączeń pod ciśnieniem próbnym, zanim uznam instalację za gotową do eksploatacji. Kontroluję każde złącze rur preizolowanych, sprawdzam manometrem ciśnienie wstępne w naczyniu wzbiorczym i weryfikuję, czy glikol solarny krąży w prawidłowym kierunku – od kolektora, przez pompę, do wężownicy dolnej bojlera i z powrotem.

Kolejny krok to test sterownika różnicowego – symuluję różnicę temperatur między czujnikiem na kolektorze a czujnikiem w bojlerze i sprawdzam, czy pompa uruchamia się i wyłącza zgodnie z zaprogramowanymi progami. Na koniec odpowietrzam najwyższy punkt instalacji jeszcze raz, ponieważ powietrze uwięzione w układzie po pierwszym napełnieniu potrafi ujawnić się dopiero po kilku godzinach pracy pompy.

O czym pamiętać przy eksploatacji kolektora słonecznego podłączonego do bojlera?

Raz w roku, najlepiej wiosną przed sezonem intensywnego nasłonecznienia, sprawdzam stan i poziom glikolu solarnego w układzie, ponieważ jego właściwości antykorozyjne i temperatura wrzenia spadają po kilku latach eksploatacji. Czyszczę też powierzchnię kolektora z kurzu i osadów, co bezpośrednio przekłada się na sprawność przetwarzania energii słonecznej. Latem, przy niskim poborze ciepłej wody i pełnym nasłonecznieniu, instalacja może wejść w stan stagnacji – wtedy dobry sterownik uruchamia funkcję chłodzenia nocnego, obniżającą temperaturę w bojlerze poprzez cyrkulację w godzinach, gdy kolektor nie nagrzewa się od słońca.

Jeśli planujesz remont instalacji grzewczej albo dopiero zastanawiasz się nad wyborem bojlera do domu, zajrzyj też na inne poradniki na blogu dotyczące ogrzewania i instalacji wodnych.

Najczęściej zadawane pytania

Czy można podłączyć kolektor słoneczny do zwykłego bojlera elektrycznego?

Tylko wtedy, gdy bojler ma drugą wężownicę przeznaczoną do obiegu solarnego, albo po zamontowaniu zewnętrznego wymiennika płytowego. Zwykły bojler jednogrzałkowy bez wężownicy nie umożliwia bezpośredniego podłączenia kolektora.

Jaki glikol stosuje się w instalacji solarnej?

Stosuje się glikol propylenowy z inhibitorami korozji, odporny na temperatury od minus 25°C do ponad 150°C latem. Zwykły glikol samochodowy się nie nadaje, ponieważ nie ma odpowiednich dodatków antykorozyjnych.

Ile kosztuje podłączenie kolektora słonecznego do bojlera?

Koszt zależy od liczby kolektorów, pojemności bojlera i tego, czy trzeba wymieniać zbiornik na dwuwężownicowy. Ostateczna wycena wymaga oględzin dachu, długości tras rurowych i stanu istniejącej instalacji c.w.u.

Czy instalacja solarna działa zimą?

Działa, ale przy niższym nasłonecznieniu pokrywa mniejszą część zapotrzebowania na ciepłą wodę niż latem. Dlatego bojler dwuwężownicowy z drugim źródłem ciepła jest rozwiązaniem praktycznym przez cały rok.