Procesele de planificare și construcție a instalațiilor solare nu diferă cu mult de viața normală: „Cu toții suntem oameni”. Pentru evitarea, pe cât posibil, a greșelilor din timpul construcției și a urmărilor acestora ar fi nevoie să se descrie minim douăzeci de instalații solare diferite, lucru care ar depăși cu mult spațiul alocat acestui capitol. Scenariul de groază prezentat în cele ce urmează este o încercare de a ilustra greșelile obișnuite și mai puțin obișnuite și urmările acestora pe baza unui exemplu al unei instalații care nu ar trebui construită astfel niciodată.
Ar trebui să se construiască o instalație solară pentru apa menajeră pentru o casă cu o familie, locuită de patru persoane. Montarea are loc conform standardelor tehnice, iar componentele instalației sunt livrate la locul de montare: trei colectori plați cu o suprafață absorbantă de 2 m2, montare pe acoperiș, un rezervor solar cu sistem de reglare, un vas de expansiune solar și 10 kg de antigel — este așadar vorba despre o instalație obișnuită.
Acum poate începe instalarea. Transportul rezervorului în pivniță s-ar realiza mai ușor cu ajutorul unui cărucior, căci rezervorul are o greutate totală de 200 kg. Rezervorul dublu emailat se va transporta în pivniță de către trei instalatori. Aici are loc primul accident: rezervorul cade pe o treaptă [1] (parantezele [] indică posibilele greșeli). Nu se poate spune dacă stratul de email care are rolul de a proteja rezervorul împotriva coroziunii este fisurat sau nu, întrucât nu există fisuri vizibile [2]. Odată ajuns jos, transportul nu poate continua; ușa pivniței are o deschidere de 720 mm; rezervorul are o izolație care nu poate fi dată jos, iar rezervorul are totuși o lățime de 750 mm [3]. Șmecheri cum sunt, instalatorii vor scoate repede ușa din țâțâni. Astfel, rezervorul se va monta în cele din urmă în pivniță.
Acum începe montarea rezervorului. Racordul la conductele de apă rece și caldă se realizează rapid, întrucât există deja o grupă de siguranță pentru apa rece cu reductor de presiune. Problema apare atunci când se montează în rezervor anodul de magneziu: dacă pivnița are o înălțime de 1900 mm, iar rezervorul o înălțime de 1860 mm, nu se poate monta un dispozitiv pentru anodul de magneziu cu o lungime de 600 mm [4]. Aceasta nu este însă o problemă gravă: se poate monta și un anod în lanț.
Lucrările în pivniță continuă; se montează stația solară și un vas de expansiune solar (se livrează un vas de expansiune cu membrana cu o pre-presiune de 4,5 bari) și se racordează la schimbătorul de căldură aflat în partea superioară a rezervorului [5] Corect? Aveți dreptate, schimbătorul de căldură din partea de jos este montat pentru instalația solară. Mai mult decât atât: pre-presiunea vasului de expansiune cu membrana de 4,5 bari nu este corectă[6]. Se va stabili mai târziu dacă sistemul de alimentare solară este corect racordat la rezervor.
Întrucât apa caldă se producea până acum printr-un rezervor separat, care funcționa pe bază de combustibil, trebuie să se realizeze și racordarea la apa menajeră. Procesele de alimentare și evacuare au loc cu ajutorul unei pompe de alimentare a rezervorului care are și clapetă de închidere pentru curgerea înapoi și – după repararea greșelii nr. 5 – se racordează pentru încălzirea ulterioară la schimbătorul de căldură liber din partea superioară.
Bine gândit, însă durează mai mult de 1 oră și jumătate până când apa din volumul rezervorului atinge temperatura necesară de 45°C [7]. Printr–o simplă verificare se poate vedea dacă există sau nu o problemă a sistemului de reglare. În cele din urmă apare efectul „Aha„ — este vorba despre o problemă hidraulică. Pompa cazanului are o clapetă de reținere a fluxului defectă sau deschisă. Astfel, pompa de alimentare a rezervorului poate pompa apă rece din sistemul de alimentare. O zi neagră pentru instalatori.
Racordul de țevi al circuitului solar trebuie să se realizeze cu atenție. Aceasta nu durează mult, însă izolația nu se montează înainte de montarea țevilor [8]. Prin împingerea izolației din partea de sus apare altă problemă. Din cauza faptului că spațiul disponibil nu este decât de 8 m, nu se poate monta o izolație rigidă completă pe toată lungimea tuburilor. Astfel, apar probleme ale izolației [9].
Racordul electric al sistemului de reglare este relativ ușor de realizat, întrucât acesta se poate realiza direct la 230 V de la cazanul de încălzire. Din nefericire, racordul se află în spatele întrerupătorului de siguranță al încălzirii. Utilizatorul are obiceiul de a aduce cazanul de încălzire în stare de stagnare apăsând pe butonul de siguranță al încălzirii. Aceasta înseamnă că sistemul de reglare al instalației solare nu mai este activ. Rezultatul: lipsa apei calde când vremea este frumoasă. Atenție: bineînțeles că nici sistemul de alimentare cu apa menajeră nu mai funcționează dacă sistemul de încălzire este oprit. Pe de altă parte, o instalație solară bine dimensionată poate asigura o acoperire de 100% cu apă caldă in timpul lunilor de vara.
Și acum să trecem la lucrările de pe acoperiș. Din cauza condițiilor de la fața locului nu există decât două posibilități de montare a colectorului: înspre nord sau sud. Deoarece soarele este în nori și nu este vizibil și nu există nici o busolă, vă puteți da deja seama ce se întâmplă conform scenariului de față [11]. După ce se identifică și se evită această greșeală și se montează corect cârligul de acoperiș și pofilele de susținere, se merge mai departe cu montarea colectorului. Colectorii cu o greutate de aproximativ 40 kg se urcă succesiv pe acoperiș cu ajutorul a două scări. Conform normelor de protecție a muncii, instalatorii au centuri de siguranță. Se recomandă montarea unor grile supresoare, întrucât nu este exclus să cadă un șurub sau un alt instrument în panta acoperișului.
Se montează apoi aerisitorul automat [12] în partea cea mai de sus a sistemului de alimentare solară. Senzorii colectorului se montează cu ajutorul unor cleme într-un spațiu umed și se fixează de țiglele acoperișului. Din nefericire nu se montează niciun fel de dispozitiv paratrăsnet [13], ceea ce înseamnă că, după o furtună puternică, va fi necesar să se înlocuiască nu numai senzorul colectorului, ci și întreg sistemul de reglare.
Instalația solară se umple cu apă după încheierea lucrărilor de montare și se verifică dacă este etanșă. Se pornește sistemul de reglaj, astfel încât pompa să alimenteze rezervorul pentru prima oară cu apă caldă încălzită solar. Fluxul trebuie setat la 40 l/m2h. În mod bizar însă, sistemul de reglare solar pornește și se oprește singur, deși soarele strălucește [14].
Dacă vă numărați printre cititorii atenți ai acestei cărți, precis ați identificat deja cauza acestei probleme. Aveți dreptate: sistemele de alimentare și evacuare au fost schimbate între ele la montarea în pivniță. Elementele absorbante se încălzesc, iar sistemul de reglare arată că „pompa este pornită”; apa rece din rezervor intră din sistemul solar de alimentare cald, adică din același loc unde este montat și senzorul, iar acesta din urmă semnalizează că: „nu mai există energie termică – pompa este oprită”. Pompa solară se oprește, astfel, din nou. Același lucru se repetă de mai multe ori. După identificarea greșelii se modifică țevile; instalatorii își strâng lucrurile și pleacă.
Clientul se bucură de apa caldă încălzită solar. După o absență de mai multe zile, se duce repede în pivniță pentru a observa efectul unor zile însorite succesive, precum și pentru a controla temperaturile colectorului și pe cele ale rezervorului. Rămâne însă surprins. Deși temperatura colectorului este de 115°C, termometrul rezervorului arată o temperatură de 94°C. Se aude un zgomot puternic și se vede și cum curge apa prin două locuri. Ce s-a întâmplat?
În primul rând, nu s-a montat un vas de expansiune pentru apa menajeră între grupa de siguranță pentru apă rece și rezervor [15], astfel încât apa potabilă caldă rămâne nefolosită și ajunge în sistemul de canalizare. Dacă volumul rezervorului este de 400 l, iar temperatura crește de la 10°C la 90°C, înseamnă că volumul de dilatare a apei este de 7%.
Pe de altă parte — va aduceți aminte — pre-presiunea mare a vasului solar de expansiune de 4,5 bari nu a fost redusă la presiunea instalației [16]. Astfel, ventilul de siguranță trebuie să reziste la o presiune de 4 bari, iar apa curge pe lângă acesta. Zgomotul ciudat se aude din cauza termoizolației nerezistente la căldură [17]. Izolația tuburilor din sistemul solar de alimentare se topește și astfel au de suferit și senzorii din țevi. Se cheamă din nou instalatorii și ar fi bine să învețe din propriile greșeli!
Însăși temperatura ridicată a apei menajere de 95°C indică o hibă. Bineînțeles că în scenariul de fată s-a uitat complet de amestecătorul pentru apa menajeră [18]: în cazul in care consumatorul dorește să spele ceva de mănă cu apa la aceste temperaturi, precis se va alege cu arsuri. De aceea amestecătorul pentru apa menajeră cu un limitator de temperatură a rezervorului, nu este de neglijat. Mai mult decât atât, se recomandă montarea acestuia și din motive energetice, pentru că apa se amestecă deja în rezervor și nu la robinet. Aici trebuie menționat faptul că amestecătoarele convenționale pentru apa menajeră nu funcționează bine împreună cu pompele de circulare.
Șase luni mai târziu: s-a uitat demult de canistra pe care scrie „antigel”, de care consumatorul a rămas așa uimit la început [19]. Brusc totuși, instalația rămâne fără presiune; nimic nu mai funcționează: colectorii nu au supraviețuit primului îngheț.
De această dată se introduce antigel cu ajutorul pompelor. Instalatorii se miră de ce nu s-a mai introdus substanță antigel, întrucât canistra de 10 kg nu ajunge pentru umplerea instalației [20]. O scurtă convorbire telefonică cu producătorul și misterul este elucidat. Nu s-a livrat un amestec prefabricat de apă cu glicol. Aceasta înseamnă că amestecul de apă și 40% glicol trebuie realizat la fața locului; cu ajutorul unui verificator de îngheț trebuie să se verifice dacă instalația rezistă acum la temperaturi de -25°C. Atenție! Prea multă substanță antigel diminuează capacitatea termică și crește vâscozitatea agentului termic, ceea ce determină în cele din urmă scăderea gradului de eficiență a instalației.
Ceva asemănător se întâmplă și în mijlocul verii: după o vacanță de o săptămână a utilizatorului nu mai există presiune în sistem și nici apă caldă. De această dată de vină sunt aerisitoarele rapide automate [21], care nu mai pot face diferența între aer și abur cald. Dacă rezervorul este încărcat și nu mai livrează apă caldă, atunci temperatura colectorului în zilele calde crește cu mult peste 100°C. Apare o bulă de abur care ajunge la dezaeratoarele rapide și se evaporă, moment în care capacul dezaeratoarelor se distruge din cauza temperaturii ridicate a aburului. De aceea se recomandă instalarea unei benzi de închidere în loc de dezaeratoarele automate. În multe cazuri se poate renunța la dezaeratoarele automate.
După remedierea tuturor defecțiunilor de montaj instalația funcționează bine timp de câțiva ani. Încet-încet însă, abia vizibil, scade și rata de acoperire solară. Există, desigur, o explicație și pentru acest fenomen și, din nou, ne întoarcem la o greșeală de montaj: deasupra colectorilor există o antenă, iar în vecinătate există un porumbar. Aceasta înseamnă că porumbeii se așază deseori pe antenă și fac mizerie – din nefericire direct pe învelișul de sticlă al colectorilor, ceea ce reduce pe termen lung gradul de transmisie al colectorilor [22]
Printre îmbunătățirile inițiale se numără și izolația rezistentă la căldură (vezi [17]). Din păcate, nu s-a luat în considerare și rezistența izolației la radiațiile UV. În afara învelișului acoperișului, izolația tuburilor instalației solare nu rezistă nici după câțiva ani.
Pentru a nu exista neînțelegeri: acest scenariu nu are scopul de a vă speria in ceea ce privește tehnologia solară, ci dimpotrivă! Majoritatea firmelor solare și instalatorii lucrează de mult in domeniu: tehnologia nu mai este chiar așa de nouă, iar instalațiile solare nu mai sunt un secret. Majoritatea instalațiilor solare funcționează pentru perioade mari fără să necesite lucrări de întreținere, iar posesorii de instalații solare termice pot confirma acest lucru.