Výměna nemrznoucí směsi v solárním systému

Nemrznoucí směs v solárním systému a její výměna

vymena nemrznouci smesi solarniho systemuSolární systémy na ohřev vody k celoročnímu využití se plní nemrznoucí směsí. Tyto směsi se skládají z inhibitorů koroze, vody  a glykolu. Směs cirkuluje v uzavřeném okruhu a zabraňuje poškození solárních systémů v zimním období. Nemrznoucí kapalina mění své skupenství v závislosti na teplotě kolektoru. Při teplotách až -30°C se mění na ledovou kaši, která svým skupenstvím brání roztržení sběrače absorbéru tlakem zmrzlé kapaliny. Zároveň má tato kapalina vysokou teplotu varu čímž zajistí provozní funkčnost solárního systému a lepší převod tepelné energie z kolektorů do výměníku v nádržích. Solární systémy zpravidla pracují v teplotách do 110°C , následně dochází k vypnutí čerpadla solárním regulátorem. Inhibitory koroze obsažené v nemrznoucí směsi zajišťují lepší ochranu solárního okruhu a výměníků (zpravidla železných) umístěných v solárních zásobnících. Záruka na nemrznoucí směs je udávána výrobcem v délce 5ti let. Po tomto období se doporučuje nemrznoucí kapalinu nahradit směsí novou.

Kdy vyměnit nemrznoucí směs v systému?

V průběhu užívání solárního systému, přenosu tepelné energie ze solárních panelů přes čerpadlovou jednotku do solárních nádrží dochází k degradaci této směsi. Směs degraduje vlivem několika faktorů. V období vyššího slunečního svitu, menšího odběru TUV, vlivem mrazu. K zjištění nezámrzných hodnot nemrznoucí směsi a stanovení bodu tuhnutí se používá refraktometr. Opticky lze rozeznat degradovanou kapalinu i skrze sklíčko průtokoměru umístěné na čerpadlové jednotce pod čerpadlem. Pokud je kapalina silně zabarvená či se v kapalině při průtoku tvoří shluky apod. je nejvyšší čas přistoupit k její výměně. Ignorování těchto varovných signálů může mít za následek poškození čerpadla, tlakoměru, průtokoměru a zanesení celého solárního systému degradovanou směsí. Extrémní situace nastává při dlouhodobém opomenutí servisních intervalů a pokud se k tomu přidá únik nemrznoucí směsi s poklesem tlaku solárního systému na 0, může být systém již velmi znečištěn. V těchto případech se může v solárním systému vytvořit hmota podobná řídkému asfaltu. Čištění a znovu uvedení do provozu takto poškozených systémů bývá zpravidla problémové, časově náročné a finančně nákladné. Doporučujeme provádět výměnu nemrznoucí směsi každých 5 let při servisování solárního systému. Objem kapaliny v běžných solárních systémech rodinných domů bývá při velikosti solárního zásobníku 200 až 300 l, do 20 m potrubí, v objemu od 25 do 40 l. Pokud máte zájem o výměnu solární nemrznoucí směsi ve vašem systému, můžete nás kontaktovat pomocí formuláře v sekci servis.

Kvalita a životnost prvků solárního systémů

Kvalita a životnost prvků solárního systému

Velice často se na nás obrací zákazníci s dotazy na kvalitu a životnost jednotlivých součástí solárního systému. Abychom mohli spolehlivě určit nejslabší článek začneme složením solárního systému. Vakuovým kolektorům a jejich porovnání s plochými kolektory jsme se věnovali v článku: vakuové nebo deskové kolektory. V tomto článku se budeme věnovat solárním systémům s deskovými kolektory.


Solární kolektory

U námi dodávaných solárních kolektorů značek Immo Logis a Apollon jsme se doposud nesetkali s jakýmkoliv poškozením či závadou. Těchto kolektorů jsme namontovali na rodinné domy v ČR tisíce. Jedná se o špičkové kolektory laserově svařované nýtované ploché deskové kolektory.

Solární deskové kolektory mají obecně dlouholetou životnost. Solární kolektor jako prvek může být poškozen buď fyzicky, například kroupami nebo roztržením či proděravěním části sběrače. Tyto faktory lze označit za vnější vlivy.

Poškození kroupami

U deskových kolektorů je velmi nepravděpodobné, kolektory jsou díky síle solárního skla velmi odolné. V naší historii jsme se nesetkali s poškozením skla u deskových plochých solárních kolektorů. Známe případy kdy kroupy byly tak velké, že nadělali důlky do profilu kolektoru, sklo však nijak neponičili. Došlo pouze k estetickému poškození, které lze pozorovat pouze z bezprostřední blízkosti kolektoru.

Poškození roztržením sběrače kolektoru

Připadá v úvahu pouze za předpokladu, že nemrznoucí směs cirkulující v uzavřeném solárním systému již neplní svoji funkci, je značně zdegradovaná a je již na konci své životnosti. Výše popsaná nemrznoucí kapalina neplní svůj účel a nechrání solární kolektory v zimním období před roztržením vlivem roztažnosti kapaliny. Pokud směs zamrzne v solárních kolektorech může dojít k roztržení sběrače kolektoru. Výrobci nemrznoucích směsí dávají zpravidla záruku 5 let na stálou kvalitu této směsi. Po uplynutí této doby by mělo dojít k výměně solární směsi.

Jsou známy případy kdy při svépomocné montáži solárních kolektorů došlo k napuštění solárního systému vodou z řadu. Montážníci zpravidla odsunou termín napuštění solárního systému nemrznoucí směsí. To, že došlo k roztržení sběrače kolektoru pak poznají dle úniku média z kolektorů a celkovému poklesu tlaku solárního systému. Takto realizované solární systémy považujeme za značně nezodpovědné, amatérsky provedené.

Poškození proděravěním sběrače kolektoru

K takovému poškození může dojít nesprávnou volbou média v uzavřeném solárním okruhu. Jsou známy případy, kdy zákazník sám napojil solární kolektory na ohřev bazénu napřímo, bez instalace bazénového výměníku. Pokud solárním kolektorem cirkuluje bazénová chlorovaná voda, solární kolektory Vám dlouho nevydrží. Chlorovaná voda postupem času udělá ze solárních kolektorů cedník.

Všechna výše uvedená případná poškození solárních kolektorů připadají v úvahu při hrubém zanedbání servisních intervalů či hrubém zanedbání jasně stanovených montážních postupů.

Pokud se budete tedy o solární systém řádně starat, bude Vám dobře sloužit po celá desetiletí.

Solární kolektory Sun WING T4 Alu

Jedná se o kolektory českého výrobce firmu T.W.I.. Kolektory tohoto výrobce lze nalézt na celé řadě rodinných montovaných domů RD Rýmařov. Tyto kolektory aktuálně bohužel nedodáváme, neboť se nám neosvědčili v porovnání s dalšími produkty. Značnou nevýhodou těchto kolektorů je nutnost montáže ochranného sítka při vstupu média do kolektoru. Pokud se toto sítko zanese, znemožní průtok nemrznoucí směsi a solární systém odstaví od provozu. Další nevýhodou bylo časté zavzdušňování kolektorů a jejich nemožnost opětovné funkce po dosažení stagnačních teplot bez dodatečného odvzdušnění. Mezi nevýhody patří komplikovaná demontáž kolektorů z konstrukce, kdy spodní rám kolektoru byl přišroubován závitořeznými šrouby s nosnou konstrukcí. Jakákoliv demontáž, např. při výměně střešní krytiny byla komplikovaná. Mezi výhody kolektorů patří snadná montáž a hydraulické propojení. Další vady na kolektorech této firmou jsou nám známy v případech, kdy na vývodu kolektoru byl použit pružný vlnovec, který se časem poškodil. Pozitivně hodnotíme přístup firmy, kdy takto poškozené kolektory vyměnili v rámci záruční 5ti leté lhůty. Klademe vysoký důraz na kvalitu a pečlivě vybíráme solární kolektory pro naše zákazníky. Tyto kolektory nesplňují naše očekávání a tak je máme v nabídce pouze okrajově.


Solární regulátory

Solární regulace jsou dnes již na vysoké úrovni a k poškození dochází zřídka. Solární regulátory Sorel, Tech i Resol chrání pojistky proti možnému přepětí v síti. Součástí každého regulátoru je i náhradní pojistka. Vzhledem k tomu, že se na nás zákazníci neobrací s poškozením regulace vlivem přepětí, lze usuzovat, že naše el. distribuční sít je již na vysoké kvalitativní úrovni a k takovýmto jevům dochází sporadicky.

Regulátory Sorel

U regulátorů Sorel STDC docházelo k poruchám na displeji, kdy tento mizel, nebyl čitelný, regulace přesto plnila řádně svoji provozní funkci. Původ poruchy není znám. Vyskytovala se velmi omezeně, historicky a nyní nejsou známy žádné nové případy poškození.

U regulátorů TDC1 a 3 jsou známy případy poškození relé č.1, kdy nedocházelo k řádnému spínání oběhového čerpadla solárního systému. I tyto poruchy se vyskytovaly historicky a novodobě nám nejsou hlášeny další poruchy tohoto typu. Lze dovodit, že výrobce podnikl všechny kroky k jejich nápravě.

Regulátory Tech

Jedná se o velice spolehlivé regulátory, jedinou dosud známou poruchou bylo zobrazení chybového hlášení na informačním displeji, které nešlo vymazat. Tato vada se vyskytla u 0,3% regulací a je vázána na období příchodu těchto regulátorů na náš trh. Posledních několik let jsou tyto regulátory zcela bezproblémové. Doporučujeme.

Regulátory Resol

Tyto regulace byly zcela bezproblémové. Jedinou nevýhodou je složité menu regulace, které není v češtině, čímž odsouvá tyto kvalitní produkty do ústraní.


Solární čerpadla

U solárních systémů doporučujeme používat čerpadla značek Wilo a Grundfos. Tato čerpadla jsou velice spolehlivá  a téměř nezničitelná. Případy poškození, které jsou nám známy byly zapříčiněny nesprávným zacházením a vlivem obsluhy solárního systému. Solární čerpadla jako součást celého systému jsou chráněna proti vysokým teplotám solárním regulátorem. Tento regulátor by měl vždy pracovat v režimu automatického provozu.

Jsou známy případy, kdy obsluha solárního systému volila manuální režim v době stagnace solárního systému. Sepnutím solárního čerpadla došlo k cirkulaci vroucí solární směsi napříč celým systémem a došlo k roztavení oběhového kola čerpadla.


Solární zásobníky vody

Obecně lze říci, že životnost solárních zásobníků je přímo závislá na kvalitě vody a servisních úkonech. K našim sestavám dodáváme solární zásobníky značek: Cordivari, Tesy, Cosmo a Dražice. Každý zásobník má své přednosti. Zaměřujeme se na kvalitu a zákazníkům dodáváme osvědčené produkty. Seřadit uvedené zásobníky dle kvality a životnosti není jednoduché a je přímo závislé na % poruchovosti k objemu instalací. Všechny zásobníky disponují vyměnitelnou hořčíkovou anodou a mělo by na nich docházet k pravidelné údržbě ve formě výměny této anody a čistění vnitřní části zásobníku.

Solární zásobníky Tesy

Nejčastěji instalujeme solární zásobníky bulharského výrobce Tesy. Jejich obrovskou předností je kvalita, životnost, design, rozměry, rozmístění jednotlivých vstupů. Další výhodou jsou vnitřní závity na zásobníku, čímž je vyloučeno jejich poškození vlivem transportu. Těchto solárních zásobníků jsme instalovali stovky a doposud nebyla uplatněna žádná reklamace. Z našeho pohledu se jedná o špičkový produkt. Kvalitní izolace, minimální tepelné ztráty a designový látkový obal s plastovým víkem posouvají tento produkt mezi premianty. Doporučujeme.

Solární zásobníky Cordivari

S těmito italskými zásobníky renomované firmy máme malou zkušenost. Zásobníky působí kvalitně, mají robustnější vzhled. Z instalačních důvodů považujeme jako nevýhodu umístění vypouštěcích armatur u dna solárního zásobníku. Povrch zásobníku je látkový s látkovým víkem, které dokonale chrání zásobník při transportu.

Solární zásobníky Cosmo

Jedná se o produkty německé firmy Gienger. Doposud neevidujeme žádnou reklamaci, jedná se o spolehlivý produkt. Nevýhodou těchto produktů je z instalačních důvodů pouze jejich výška. Uvítali bychom změnu v podobě vnitřních závitů namísto vnějších – závity by byly lépe chráněny proti poškození při transportu. Zásobníky mají nízké tepelné ztráty, kvalitní izolaci. Povrch zásobníku je plastový stejně jako víko. Zásobníky Cosmo lze vizuálně zaměnit s bojlery Dražice. Co do kvality považujeme bojlery Cosmo za jednoznačně lepší produkt, než výše uvedené DZD OKC NTRR SOL. Doporučujeme.

Solární zásobníky Dražice

Solární zásobníky českého výrobce ohřívačů vody používáme při realizacích zřídka. Pravděpodobně vlivem rozšíření těchto produktů evidujeme historicky celou řadu vad na těchto zásobnících. V posledních letech docházelo ze strany výrobce k výrobním změnám na těchto produktech, což v nás evokuje dojem, že stále ještě neznáme tu pravou cestu, kterou se při výrobě vydat. Mezi námi zjištěné vady bylo: proděravění při vstupu TUV do zásobníku, vady u výměníků tepla, stržené závity, praskající plastový obal. Výrobce vyžadoval přepravu těchto zásobníků pouze ve svislé poloze, aby nedošlo k možnému poškození. Zásobníky Dražice putují mnoha sklady, mnoha dodavateli a není v naší moci zajistit, že nedojde k poškození zásobníku, než se dostane na sklad k nám. Z těchto a dalších důvodů je volíme jako poslední možnost při našich realizacích. Jako další neduhy bychom jen okrajově uvedli: stržení závitů v konzolích na nožky zásobníku, v dalších stádiích výrobu k nevhodnému zafoukání polyuretanové pěny do závitu určenému pro umístění nožek bojleru. Další značnou nevýhodou je plastový povrch zásobníku, který se při demontáži z transportní palety velice snadno poškodí. Několikrát se také stalo, že zásobníky měli vlivem transportu sražené závity, což způsobuje značné komplikace při montáži. Bojlery o objemu 200 l nemají čistící přírubu, což je znevýhodňuje. S těmito zásobníky se nám bohužel pracuje nejhůře a je to takový trest za volbu českého produktu.

Závěrem hodnocení solárních bojlerů podotýkáme, že volbu zásobníku necháváme plně na odběrateli. Naše zkušenosti s jednotlivými výrobky poslouží pouze jako doporučení ke správné volbě.


Teplotní čidla

Teplotní čidla PT 1000 umístěná v solárních kolektorech mohou být poškozena vlivem vnějších vlivů. Mezi časté příčiny patří poškození čidla ptáky a kunami. Zjevně je čidlo vyráběno z materiálu, který láká uvedená zvířaty a ty daná čidla poškodí. Čidla se neopravují, nahrazujeme je novými. Tato poškození evidujeme v cca 2% realizací. Zabránit opětovnému poškození teplotního čidla kolektoru lze rozličnou důmyslnou ochranou.   

Je lepší fotovoltaika nebo fototermika?

Srovnání fotovoltaického a fototermického systému

Solární kolektory nebo solární panelyZajímá vás, který systém je vhodnější k ohřevu teplé užitkové vody? Popíšeme si srovnání fototermického solárního systému s fotovoltaickým systémem. S poklesem ceny fotovoltaických systémů se začalo více hovořit i o možnostech ohřevu vody těmito systémy. Mezi lidmi začal tradovat mýtus o tom, že účinnost fotovoltaických panelů v zimním období neklesá a převažují tak  výhody použití tohoto systému nad systémem fototermickým. Zároveň vznikl jakýsi předpoklad toho, že fototermické kolektory od podzimu do jara negenerují tepelnou energii potřebnou k ohřevu vody. Tyto a další podobné názory jsou v rozporu s realizovanými měřeními a technickými výpočty. Čím dál více webových stránek na internetu dává prostor fotovoltaickým systémům, jejichž výkony jsou založeny spíše na kupeckých počtech, namísto regulérních technických výpočtů. Původcem těchto dezinformací jsou zpravidla prodejci jednotlivých systémů, kteří se tímto snaží zvýšit šanci v prodeji toho nebo onoho produktu. Pokud chceme vyrábět elektřinu, vždy volíme solární fotovoltaické systémy, neboť fototermika výrobu elektřiny neumožňuje. Naproti tomu, pokud chceme ušetřit náklady za ohřev teplé užitkové vody, vždy je vhodnější pořídit si fototermický solární systém, který je pro tyto účely vhodnější. Fotovoltaický systém nám oddává elakřinu, fototermický systém nám dodává tepelnou energii. Při výběru jednotlivých systémů je také třeba vzít v potaz potřebnou plochu pro správné dimenzování jednotlivých systémů. Solární fototermické systémy zpravidla vyžadují k instalaci o mnoho méně plochy na střeše RD, než systémy fotovoltaické.

Abychom dospěli k jednoznačnému závěru, který ze systému je vhodnější, je nutné zabývat se technicko- výpočtovou částí navrženého systému. V článku srovnáme výkony jednotlivých systémů a budeme si tak moci vytvořit objektivní názor, kterému ze systémů dát přednost. Jedná se o srovnání zisků všech sestav, které jsou určeny k ohřevu teplé užitkové vody.

 

Základní vstupy pro porovnání:

Odběr TUV 160l / den, teplota teplé vody 55°C, teplota studené vody 10°C, 3 osoby, sklon solárních kolektorů 45st a čistý jih, umístění systému v Praze. Celková potřeba tepla na přípravu TUV je 2767 kWh/rok. Všechny navržené varianty počítají se solárním zásobníkem o objemu 200l.

Fotovoltaický systém s polykrystalickými panely

Složení systému: 200 l solární zásobník, 8 polykrystalických panelů 8x 250 W zapojených sériově do DC elektrického topného tělesa o výkonu 2 kW umístěného ve spodní části zásobníku TUV. Výkon těchto kolektorů je 2 kW a plocha potřebná k instalaci solárních panelů na střeše RD je 13.5 m2. Největší vliv na výkon celého fotovoltaického solárního systému má sluneční ozáření, které má přímý vliv na generovaný elektrický proud. Další zásadní vliv je teplota fotovoltaických článků, která ovlivňuje napětí na jednotlivých solárních panelech. Do výpočtu bude zahrnuta fotovoltaická varianta se sledovačem i bez sledovače.

Fototermický systém s deskovými solárními kolektory

Složení systému: 200 l solární zásobník, 2 ks deskové kolektory s absorpční plochou 2.5 m2. Délka kolektorového okruhu je 2x 20m, tepelná izolace 19mm skelnou vatou. Umístění tepelného výměníku ve spodní části solárního zásobníku. Pro stanovení skutečných přínosů je do spotřeby energie zahrnuta i spotřeba čerpadla a solárního regulátoru potřebného k řízení solárního fototermického systému.

Roční výsledky simulace solárního ohřevu vody

Solární systémy

Energie potřebná pro dohřev

kWh

Solární tepelné zisky

kWh

Solární podíl na pokrytí

%

Fotovoltaický systém MPPT off  1964  803  29 
 Fotovoltaický systém MPPT on 1442  1325 48 
Fototermický solární systém  1090  1677  61 

 

Výsledky

Ve výsledcích celoročního přínosu pro ohřev teplé užitkové vody jednoznačně nad všemi fotovoltaickými systémy vítězí právě fototermický solární systém složený z plochých deskových kolektorů. Právě tento systém dodá téměř o 25% více energie, než srovnatelný fotovoltaický systém se sledovačem výkonového maxima  a téměř o 100% více energie, než fotovoltaický systém, který není opatřen sledovačem výkonového maxima. Z výsledků srovnání fototermických a fotovoltaických systémů vyplývá, že FV solární systémy jsou k ohřevu teplé užitkové vody oproti fototermickým solárním systémům značně nevýhodné. Pokud bychom uvažovali o stejné pořizovací ceně jednotlivých systémů, fotovoltaické systémy by tak byly značně nevýhodné a jejich návratnost by byla mnohem delší. Vzhledem k tomu, že ve fotovoltaických systémech je topné těleso umístěno ve spodní části solárního zásobníku, značně se snižuje využitelnost  fotovoltaické energie oproti systémům fototermickým, které mají topné těleso zpravidla v ½ zásobníku a tepelný výměník se nachází při jejich spodní části. Pro instalaci fotovoltaického solárního systému k ohřevu teplé užitkové vody se stejným výkonem jako ohřev TUV fototermikou bude také zapotřebí mnohonásobně větší plocha na střeše rodinného domu. To stejné platí i při zatížení střešní konstrukce, které při větším množství fotovoltaických panelů bude větší. Zatížení střechy fotovoltaickými panely je na 1m2 menší, než fototermikou, zároveň, je ale třeba k instalaci takového systému potřeba mnohem větší plocha. Je to dáno především nižší účinností fotovoltaických panelů oproti deskovým kolektorům. Náklady na dohřev fotovoltaikou jsou mnohem větší, než náklady na dohřev fototermiky. V potaz také musíme vzít degradaci výkonu cca 1% ročně, která se týká všech fotovoltaických systémů. Po 20 letech užívání takového systému bychom dospěli k závěru, že je v porovnání s fototermickým systémem k ohřevu vody zcela nevhodný. Otázkou zůstává dlouhodobá bezpečnost fotvoltaických systémů, jejich recyklace a  přístup k těmto systémům v krizových situacích například hasiči.