Montaż kolektorów – dach nachylony, dach płaski, fasada

Kolektor słoneczny jest dobry tylko wtedy, gdy jego montaż jest odpowiedni. Można kupić najlepszy płaski lub próżniowy kolektor na rynku, ale jeśli konstrukcja, która go trzyma na dachu, fasadzie lub na ziemi, nie odpowiada typowi dachu, nachyleniu, orientacji oraz obciążeniu wiatrem i śniegiem w danej lokalizacji, to wcześniej czy później skończy się to problemem – od zmniejszonego wydajności przez przeciekanie dachu aż po odspajanie się kolektora przy silniejszym wietrze. Dlatego właśnie montaż kolektorów w praktyce zasługuje na taką samą uwagę jak wybór samego kolektora, choć jest to „tylko” element montażowy, o którym mówi się najrzadziej w materiałach marketingowych.

Przegląd trzech podstawowych sposobów montażu kolektorów słonecznych.

W tym artykule zajmiemy się trzema podstawowymi sytuacjami, z którymi najczęściej się spotykamy przy montażu systemu słonecznego do podgrzewania wody: dachem nachylonym z różnymi typami pokrycia dachowego, dachem płaskim z regulowanym nachyleniem oraz wreszcie fasadą lub wolnym terenem, gdzie kolektory montuje się wtedy, gdy dach z jakiegoś powodu nie nadaje się. Wyjaśnimy, dlaczego konstrukcja musi dokładnie odpowiadać wymiarom konkretnego typu kolektora, jaki kąt nachylenia jest optymalny i dlaczego przy dachach płaskich prawie zawsze wybiera się przynajmniej 15°, a także jak montaż wiąże się z resztą zestawu słonecznego – od rozprowadzenia rur przez jednostkę pompową aż po regulację i uzupełnienie obiegu.

Na wstępie przypomnijmy też szerszy kontekst: system słoneczny do podgrzewania wody (zestaw słoneczny do wody ciepłej) składa się z kolektorów słonecznych na dachu, które podgrzewają ciecz nośną (mieszaninę wody i substancji niezmrażającej), zbiornika słonecznego z wymiennikiem, jednostki pompowej i jednostki sterującej. System uzupełnia, nie zastępuje całkowicie, główny źródło ciepła – kocioł lub pompa ciepła – i najbardziej pokrywa podgrzew wody ciepłej w zimie. Montaż kolektorów to pierwszy fizyczny krok, od którego zależą wszystkie inne, dlatego poświęcamy mu oddzielny, szczegółowy artykuł.

Dlaczego montaż kolektorów jest kluczowy dla wydajności i bezpieczeństwa

Montaż kolektorów pełni w rzeczywistości dwie funkcje jednocześnie, a obie są równie ważne. Pierwszą z nich jest czysta bezpieczeństwo mechaniczne – kolektor z ramą i szklaną pokrywą waży z zawartością dziesiątki kilogramów i jest narażony na wiatr, śnieg, deszcz i temperaturowe wahania przez cały rok, często dziesiątki lat. Konstrukcja musi bezpiecznie go trzymać w każdym pogodowym warunku, jaki może wystąpić w danej lokalizacji, w tym wiatr burzowy lub obciążenie mokrym śniegiem. Drugą funkcją jest gwarancja optymalnego nachylenia i orientacji kolektora względem słońca, ponieważ właśnie od kąta padania promieni słonecznych zależy, ile energii kolektor rzeczywiście wygeneruje w ciągu roku.

Dlatego kolektory mocuje się specjalizowaną konstrukcją montażową zgodnie z typem dachu – dach nachylony z różnymi pokryciami (dachówka, blacha, bobrówka), dach płaski z regulowanym nachyleniem (zazwyczaj 15° lub więcej ze względu na samooczyszczenie deszczem), lub fasada czy ziemia. Kluczowe jest, że konstrukcja musi dokładnie odpowiadać wymiarom konkretnego typu kolektora – uniwersalna konstrukcja „na wszystko” w praktyce nie istnieje, ponieważ odstęp mocowań, długość profili oraz sposób zakotwienia się różnią w zależności od producenta i modelu kolektora. Dlatego przy zamawianiu konstrukcji zawsze podaje się dokładny typ i wymiary kolektora, do którego ma pasować konstrukcja.

Niewłaściwie wybrana lub źle zamontowana konstrukcja w praktyce objawia się na kilka sposobów: kolektor może mieć niewłaściwe nachylenie i tym samym niższą roczną wydajność, może dochodzić do mechanicznego obciążenia ramy kolektora (co skraca jego żywotność), przy przejściach przez pokrycie dachowe może przeciekać, a w najgorszym przypadku przy ekstremalnym wietrze konstrukcja z kolektorem może się odspaj. Dlatego właśnie zalecamy zlecenie montażu firmie z doświadczeniem właśnie w systemach słonecznych, a nie tylko w ogólnej budowie czy kowalstwie – szczegóły zakotwienia do krokwi, uszczelnienia przejść i statycznego obliczenia obciążenia wiatrem wymagają specyficznej wiedzy.

Montaż na dachu nachylonym: dachówka, blacha, bobrówka

Dach nachylony w Polsce jest najczęściej wybieranym miejscem montażu kolektorów słonecznych, a to po prostu dlatego, że większość domów jednorodzinnych ma dach nachylony z dobrą orientacją na południe lub południowy zachód. Zasada montażu na dachu nachylonym jest w ogólności podobna do montażu paneli fotowoltaicznych: do krokwi (nośnego elementu dachu) mocuje się hak dachowy lub element zakotwienia, który przechodzi przez pokrycie dachowe na zewnątrz, a na te hakach mocuje się następnie profile montażowe (szyny), na które w końcu montuje się samą ramę kolektora. Liczba haków i ich rozmieszczenie zależy od wielkości i wagi kolektora, jak również od przewidywanej obciążenia śniegiem i wiatrem w danej lokalizacji.

Typ pokrycia dachowego zasadniczo wpływa na sposób, w jaki hak dostaje się przez dach na zewnątrz i jak jest uszczelniany przejście:

• Dachówka – najbardziej typowy przypadek. Stosuje się hak dachowy dokładnie przystosowany do profilu danej dachówki (istnieją różne wersje dla różnych typów dachówek), który zawiesza się na latce lub śrubuje bezpośrednio do krokwi, przy czym dachówka w miejscu haków jest lekko modyfikowana lub stosuje się specjalną dachówkę przejściową. Zaletą dachówki jest to, że samo przejście haków jest stosunkowo łatwo uszczelniane, ponieważ dachówka z zasady przewiduje pokrycie szpar.
• Blacha dachowa (blacha falowana, blacha trapezowa, dachówkowa) – tutaj zazwyczaj stosuje się specjalne elementy zakotwienia bezpośrednio do danego typu pokrycia blachowego, często z uszczelką gumową lub silikonową i przejściem przez falę lub falę blachy w miejscu, gdzie najlepiej można uszczelnić. Przy blachach ważne jest, aby element zakotwienia nie zaburzał odpływu deszczu po falach blachy i aby unikać korozyji elektrochemicznej przy kontakcie różnych metali.
• Bobrówka (dachówka bobrowa) – małe, gęsto układane dachówki wymagają własnego typu haków przystosowanych do mniejszego formatu i gęstszego odstępu latowania, podobnie jak przy klasycznej dachówce, tylko z delikatniejszym dopasowaniem wymiarowym.

Po osadzeniu haczków na nie przymocowuje się profile montażowe (zazwyczaj aluminiowe, odporne na korozję), które tworzą płaszczyznę, na którą układany jest kolektor i mechanicznie mocowany za pomocą kątowników idealnie dopasowanych do ramienia danego kolektora. Na dachu nachylonym najczęściej wykorzystuje się sam nachylenie dachu – kolektor kopiuje nachylenie pokrywy, co zmniejsza obciążenie aerodynamiczne konstrukcji (wiatr „nie przechwytuje” kolektora ustawionego prostopadle do dachu, ale ślizga się po jego powierzchni podobnie jak po reszcie dachu). Jeśli nachylenie dachu nie jest optymalne pod względem zysku słonecznego (np. bardzo płaski dach nachylony lub nieodpowiednia orientacja), istnieją również konstrukcje dodatkowe, które lekko odchylają kolektor do lepszego kąta, choć to już zwiększa obciążenie wiatrem i wymaga dogłębniejszego projektu statycznego.

Przytwierdzenie na dachu płaskim: dostosowywalny kąt nachylenia i samooczyszczenie

Na dachu płaskim kolektor naturalnie nie kopiuje żadnego istniejącego nachylenia – dach jest poziomy lub ma jedynie minimalny spadek w celu odprowadzania wody – dlatego tu zawsze stosuje się samodzielny nośny szkielet, który nachyla kolektor do odpowiedniego kąta. Tutaj właśnie pojawia się np. zestaw mocujący do kolektorów na dach płaski do nachylenia 15°, który został stworzony specjalnie dla kolektora typu KS 2100F o powierzchni 1,82 m² – ponownie, wymiary konstrukcji muszą być dopasowane do konkretnego typu i rozmiaru kolektora, nie jest to uniwersalny element.

Porównanie typowego nachylenia kolektora przy różnych sposobach montażu.

Nachylenie 15° na dachach płaskich wybiera się jako praktyczne minimum, a to z dwóch powodów. Pierwszym jest efekt samooczyszczający – deszcz musi mieć wystarczające nachylenie, aby oczyścić zanieczyszczenia, kurz i pył z powierzchni szklanej pokrywy bez potrzeby ręcznego czyszczenia; przy zbyt płaskim ułożeniu (blisko 0°) zanieczyszczenia trzymają się szkła, co z czasem widocznie obniża wydajność kolektora. Drugim powodem jest odprowadzanie deszczówki z samego dachu pod konstrukcją – kolektor ułożony prawie poziomo mógłby w miejscu kontaktu z konstrukcją zatrzymywać wodę i przyspieszać degradację pokrywy dachowej lub izolacji hydrofobowej. Wyższe nachylenie (np. 30°–45°) wybiera się wtedy, gdy to pozwala statyka dachu i projektant chce zbliżyć roczny zysk słoneczny do wartości typowych dla nachylenego dachu z optymalną orientacją.

Równie ważna jest kwestia, w jaki sposób konstrukcja na dachu płaskim jest mocowana, ponieważ tu nie ma dostępnej krokwi, do której można by bezpośrednio przykręcić. W praktyce stosuje się zasadniczo dwa podejścia:

• Mocowanie bezpośrednio do nośnej konstrukcji dachu – przez pokrywę dachową i izolację hydrofobową wiercony jest przebicie, nośny element mocowany jest do żelbetowego stropu lub innej nośnej warstwy, a przebicie dokładnie, zazwyczaj podwójnie, uszczelnia odpowiednią manchetą lub taśmą kompatybilną z daną izolacją hydrofobową. Ta metoda jest mechanicznie najbardziej niezawodna, ale wnikanie w ciągłą warstwę izolacji hydrofobowej wymaga profesjonalnej pracy, najlepiej z udziałem wykonawcy dachu, aby zachować gwarancję na pokrywę dachową.
• Konstrukcja obciążona (ballastowa) bez przebicia – konstrukcja nie mocowana jest przez dach, ale jest wystarczająco ciężka lub obciążona dodatkowymi ciężarami (np. betonowymi płytkami lub kontenerami z piaskiem), aby swoją masą odpierać podnoszenie i przesuwanie spowodowane wiatrem. Zaletą jest to, że nie narusza się izolacji hydrofobowej dachu, wadą jest większa całkowita masa na dachu, którą musi unieść nośna konstrukcja budynku, oraz konieczność dokładnego obliczenia potrzebnego obciążenia zgodnie z wiatrową strefą i wysokością budynku.

Wybór między obydwoma podejściami zależy od typu dachu, jego nośności, wiatrowej strefy oraz od tego, czy można bez ryzyka naruszyć istniejącą izolację hydrofobową. W obu przypadkach obowiązuje, że orientacja rzędów kolektorów na dachu płaskim wybiera się tak, aby się nawzajem nie cieniły – odstęp między rzędami kolektorów musi uwzględniać wysokość słońca nad horyzontem również w zimie, kiedy słońce jest najniżej, w przeciwnym razie tylny rząd kolektorów przez większą część zimowego dnia znajdowałby się w cieniu przedniego rzędu.

Przytwierdzenie na fasadzie lub na ziemi

Nie każda budowa ma dach odpowiedni do zamontowania kolektorów – czasem brakuje wystarczająco dużej powierzchni z odpowiednią orientacją, czasem dach jest już całkowicie zajęty panelami fotowoltaicznymi, a czasem właściciel z estetycznych lub statycznych powodów nie chce na dachu dodatkowego obciążenia. W takich przypadkach warto rozważyć montaż na fasadzie budynku lub na samodzielnej konstrukcji na ziemi (przykładowo na tarasie, pergole lub samodzielnej niszce).

Montaż na fasadzie ma swoje szczególności. Kolektor w tym przypadku jest ustawiony prawie pionowo (blisko 90° od poziomu), co z punktu widzenia rocznego zysku jest mniej korzystne niż optymalne nachylenie ok. 30–45° typowe dla dachu, ale ma również swoje zalety: w zimie, kiedy słońce jest nisko nad horyzontem, promienie padają na pionową fasadę pod bardziej korzystnym kątem niż na płaski dach, więc pionowe ustawienie częściowo kompensuje niższy całkowity roczny zysk lepszą wydajnością właśnie w zimowych miesiącach, kiedy dom potrzebuje energii najbardziej. Konstrukcyjnie chodzi o mocowanie do muru lub nośnej ściany za pomocą elementów mocujących o odpowiedniej nośności, z przebiciem rurociągu przez ścianę tuż pod lub obok kolektora, co skraca trasę rozdzielczej do pomieszczenia technicznego.

Montaż na ziemi lub na samodzielnej konstrukcji (np. przy domu jednorodzinnym z nachylonym dachem z nieodpowiednią orientacją na północ, ale z wystarczająco dużym działką na południe od domu) rozwiązany jest podobnie jak w przypadku dachu płaskiego – samodzielny stojak z dostosowywalnym nachyleniem, zamontowany albo w betonowe podpory wbite w ziemię, albo obciążony ciężarem. Zaletą jest łatwy dostęp podczas montażu i serwisu oraz możliwość wyboru idealnego nachylenia i orientacji niezależnie od kształtu dachu. Wadą jest dłuższa trasa rurociągu między kolektorem a pomieszczeniem technicznym (większe straty ciepła na trasie i wyższe koszty rozdzielczej) oraz konieczność ochrony dolnej części konstrukcji i rurociągu przed uszkodzeniem mechanicznym, np. przy kosierniu trawy lub ruchu maszyn na działce.

We wszystkich trzech przypadkach (dach nachylony, dach płaski, fasada/ziemia) wspólnym mianownikiem jest to, że system mocujący projektowany jest dla konkretnego typu i liczby kolektorów, konkretnej lokalizacji (strefy wiatrowej i śnieżnej zgodnie z obowiązującymi normami) oraz konkretnego sposobu mocowania do nośnej konstrukcji budynku. Państwo mogą również się poradzić w wyborze odpowiedniej konstrukcji bezpośrednio za pomocą szczegółowego poradnika montażu systemu słonecznego – krok po kroku, w którym mocowanie kolektorów jest jednym z pierwszych kroków realizacji.

Jak różni się mocowanie między kolektorami płaskimi a próżniowymi

Różna konstrukcja kolektora wymaga innego rozwiązania mocowania.

Wybór między kolektorem płaskim a próżniowym (rurkowym) ma bezpośredni wpływ również na konstrukcję mocowania, ponieważ oba typy mają inne kształty, wagi i rozłożenie obciążenia. Kolektory płaskie mają powierzchnię absorpcyjną pokrytą szkłem hartowanym w izolowanym ramieniu – jest to kompaktowy, zamknięty „pudełko” podobny do dużego okna, które mocuje się wzdłuż całego obwodu ramienia, podobnie jak wspomniany panel fotowoltaiczny. Są tańsze, mechanicznie bardziej odporne (np. na grad) i zwykle wystarczają do podgrzewania wody użytkowej w naszych warunkach klimatycznych, co czyni je najczęściej wybieranym rozwiązaniem dla domów jednorodzinnych, również pod względem mocowania – istnieje dla nich najwięcej sprawdzonych, znormalizowanych zestawów montażowych, w tym wspomnianego zestawu do dachu płaskiego o nachyleniu 15°.

Kolektory próżniowe (rurkowe) mają wyższą sprawność zwłaszcza przy niskich temperaturach zewnętrznych i niskiej intensywności promieniowania słonecznego, są jednak droższe i kruchejsze – składają się z szeregu oddzielnych szklanych rurek zamontowanych w wspólnym kolektorowym rurociągu zbiorczym (głowicy kolektora). Z punktu widzenia mocowania oznacza to, że konstrukcja nośna trzyma przede wszystkim tę głowicę zbiorczą i ramie, do którego są włożone rurki, przy czym poszczególne rurki można w wielu przypadkach wyciągnąć i włożyć ponownie podczas montażu lub późniejszej wymiany bez demontażu całej konstrukcji. To praktyczna zaleta podczas serwisu (uszkodzoną rurkę można wymienić bez ingerencji w mocowanie), z drugiej strony całość konstrukcji kolektorów próżniowych jest zazwyczaj nieco bardziej wymagająca pod względem dokładnego wyważenia i zakotwienia ze względu na inne rozłożenie masy w porównaniu do kolektora płaskiego. Szczegółowe różnice między obydwoma typami, w tym rekomendacje, kiedy opłaca się zainwestować w droższe rozwiązanie próżniowe, znajdzie Państwo w artykule kolektory płaskie vs. próżniowe.

Połączenie konstrukcji z rozprowadzeniem rur

Mocowanie kolektora nie jest samodzielnym, izolowanym krokiem – bezpośrednio wiąże się z tym, jak doprowadzana jest i odprowadzana ciecz grzewcza. Rozprowadzenie między kolektorem a pomieszczeniem technicznym może przebiegać albo klasycznymi rurami miedzianymi lub nierdzewczościelnymi, albo predizolowaną rurą elastyczną 2w1 (przewód doprowadzający i powrót w jednym elastycznym, już izolowanym obudowie) – ta skraca czas montażu, ponieważ nie trzeba dodatkowo izolować jej na dachu ani w kominie. Właśnie przy montażu na dachu ta oszczędność czasu jest odczuwalna, ponieważ praca na wysokości zawsze jest wolniejsza i bardziej skomplikowana niż praca na ziemi czy w pomieszczeniu technicznym.

Trasa rur od kolektora musi być zaplanowana już przy projektowaniu mocowania – konstrukcja powinna umożliwiać prowadzenie rur bez zbędnych ostrych zakrętów tuż przy kolektorze i powinna chronić rury przed uszkodzeniem mechanicznym (np. odpięciem od krawędzi dachu lub konstrukcji przy wietrze). Przy dachu nachylonym rury najczęściej prowadzi się wzdłuż deski łańcuchowej lub krokwi do wspólnego przejścia przez dach, przy dachu płaskim – po powierzchni dachu do przejścia lub kominu, a przy montażu na fasadzie trasa jest najkrótsza, ponieważ pomieszczenie techniczne często znajduje się bezpośrednio za ścianą, na której jest zamontowany kolektor.

Konkretną realizację rozprowadzenia można obejrzeć np. na solarnym rurze elastycznej 2 w 1, długości 10 m – predizolowanym dwuprzewodowym rurociągu, który dostarczany jest na rolce i łatwo montuje się obok konstrukcji kolektora do przejścia przez dach. Tam, gdzie z kolei wybiera się klasyczne rozwiązanie z osobnymi rurami, często stosuje się rurę nierdzewczościelną, falowaną – elastyczną nierdzewczościelną rurę odporną na wysokie temperatury, jakie ciecz grzewcza w kolektorze słonecznym osiąga zwykle w miesiącach letnich przy dużym promieniowaniu słonecznym i niskim poborze ciepłej wody. Więcej na temat wyboru i montażu rozprowadzeń znajdzie Państwo w artykule solarny rurociąg i nierdzewczościelne falowce – jak działają.

Co następuje po zamontowaniu konstrukcji: zasobnik, pompa i regulator

Samodzielne mocowanie kolektora to tylko pierwszy krok realizacji fizycznej – aby system naprawdę działał, musi być połączony z trzema kolejnymi elementami zestawu. Pierwszym jest zasobnik słoneczny, który w porównaniu do typowego bojlera ma dodatkowo przynajmniej jeden wymiennik ciepła połączony z układem słonecznym (często również drugi wymiennik do podgrzewania kotłem) – woda podgrzewana jest pośrednio, ciecz grzewcza krąży oddzielnie w zamkniętym obiegu i nie kontaktuje się z wodą użytkową. Który typ i rozmiar zasobnika jest odpowiedni dla Państwa domu, dowiadcie się w artykule jaki zasobnik słoneczny potrzebujecie.

Drugim elementem jest jednostka pompowa, która zawiera pompę, zawory zamykające, termometry czy manometry oraz zawór bezpieczeństwa – w jednym kompaktowym module ułatwia montaż i serwis. Dlatego właśnie jednostka pompowa montowana jest zazwyczaj bezpośrednio w pomieszczeniu technicznym przy zbiorniku, a nie przy kolektorze na dachu, do którego prowadzi już tylko samo rurkowanie. Przykładem jest solarna jednostka pompowa ZP2-12 ECO – kompletna grupa pompowa (pompa obiegowa, zawory, manometry, zawór bezpieczeństwa) do obiegu płynu solarnego między kolektorem a zbiornikiem.

Trzim elementem jest sterująca (solarna) jednostka, która porównuje temperaturę na kolektorze i w zbiorniku za pomocą czujników – gdy kolektor jest cieplejszy od zbiornika o ustawioną różnicę, włącza pompę obiegową grupy solarniej. Jeden z czujników montowany jest bezpośrednio na kolektorze lub w jego bliskim sąsiedztwie, co jest kolejnym powodem, dla którego przy projektowaniu mocowania kolektora już od samego początku przewiduje się prowadzenie kabla czujnika obok rurkowania – tą samą trasą, jaką prowadzi sam rozprowadzalnik solarny. Przykładem sterującej jednostki jest Euroster 813 Solar, który służy do sterowania pompą na podstawie różnicy temperatur między kolektorem a zbiornikiem. Szczegóły dotyczące wyboru i ustawiania regulacji oraz jednostek pompowych omawiamy w artykule sterujące jednostki i grupy pompowe systemów solarnych.

System solarny uzupełnia więc główny źródło ciepła – kocioł lub pompa ciepła – przede wszystkim przy podgrzewaniu ciepłej wody użytkowej w miesiącach letnich. Jak dokładnie działa podgrzewanie solarny w połączeniu z kotłem przez cały rok i kiedy włączanie się podgrzewania następuje automatycznie, wyjaśniamy w artykule solarny podgrzew jako uzupełnienie do kotła.

Napełnianie, odpowietrzanie i naczynie wzbiorcze po montażu konstrukcji

Po zakończeniu mocowania kolektora, połączeniu rur oraz podłączeniu do zbiornika i jednostki pompowej następuje ostatni krok – napełnienie i odpowietrzenie obiegu solarnego. Obieg solarny jest zamknięty, ciśnieniowy system z własnym naczyniem wzbiorczym (naczyniem ekspansyjnym), które kompensuje rozszerzalność objętościową płynu cieplnego przy wysokich temperaturach – w lecie temperatura płynu na kolektorze może osiągać wysokie wartości, zwłaszcza gdy ciepło z kolektora chwilowo nie ma dokąd uciekać (np. gdy zbiornik jest już całkowicie podgrzany), a bez odpowiednio dobranego naczynia wzbiorczego ciśnienie w obiegu mogłoby niebezpiecznie wzrosnąć.

Obieg napełniany i odpowietrzany jest ręczną lub elektryczną pompą napełniającą przez zawory napełniające, podobnie jak obieg grzewczy – płyn jest tłoczony pod ciśnieniem do systemu w górę w stronę kolektora, przy czym powietrze jest jednocześnie wypychane przez odpowietrzacze, które zazwyczaj znajdują się w najwyższym punkcie obiegu, czyli bezpośrednio przy kolektorze lub tuż pod nim. Dlatego właśnie ważne jest, aby konstrukcja mocowania umożliwiała bezpieczny i wygodny dostęp do odpowietrzacza przy pierwszym napełnieniu, a także przy ewentualnym uzupełnieniu systemu po latach eksploatacji – jeśli kolektor jest zamontowany tak, że do odpowietrzacza można dojść tylko z ryzykiem wykonywania akrobacji na krawędzi dachu, znacząco utrudnia to codzienny serwis.

Pełne odpowietrzenie jest ważne również dlatego, że bąbel powietrza utkany w najwyższym punkcie obiegu (czyli właśnie przy kolektorze) mógłby przeszkadzać w przepływie płynu cieplnego i lokalnie mógłby spowodować jego przegrzanie. Po pierwszym napełnieniu i odpowietrzeniu system uruchamia się, a sterująca jednostka przejmuje automatyczną pracę – włącza i wyłącza pompę na podstawie różnicy temperatur między kolektorem a zbiornikiem bez dalszego zaangażowania operatora, z wyjątkiem regularnej rocznej kontroli ciśnienia, stanu niezmrażającej mieszaniny i szczelności połączeń. Typowe usterki i czynności serwisowe, w tym okresowe uzupełnianie i kontrolę ciśnienia, szczegółowo opisujemy w artykule serwis, napełnianie i częste usterki systemów solarnych.

Rzeczywiste przykłady z praktyki

Kolejność montażu od uchytenia kolektora aż po uruchomienie obiegu w rzeczywistym przykładzie.

Domy rodzinny z nachylonym dachem pokrytym pionową cegłą. Jest to dom jednorodzinny z dachem dwuspadowym o nachyleniu około 38°, z jednym spodem zwróconym na południe bez cieniujących przeszkód (komin ani wieża nie zakłócają powierzchni rozważanej dla kolektorów). Na dachu zamontowano dwa płaskie kolektory obok siebie, zamontowane za pomocą haków dachowych przystosowanych do konkretnego typu cegły pionowej, zawieszonych bezpośrednio na latce i zakotwionych śrubami do krokwi. Montażowe profile łączące hakami stworzyły płaszczyznę kopiującą nachylenie dachu, dzięki czemu kolektory nie wystawiały się na wiatr więcej, niż było konieczne. Rozprowadzalnik do pomieszczenia technicznego w piwnicy rozwiązano za pomocą rurki izolowanej 2w1, która prowadzona była obok konstrukcji do wspólnego przejścia przez dach blisko ściany szczytowej, od której prowadziła dalej ścianą w dół do pomieszczenia technicznego. Dzięki temu nie było potrzeby dodatkowej izolacji rur bezpośrednio na dachu, co przy pracy na wysokości zawsze wiąże się z ryzykiem i stratą czasu. Przejście przez dach zostało uszczelnione specjalną manchetą kompatybilną z tym typem cegły, z podwójnym pokryciem sąsiadujących cegiel ze względu na pewność braku przecieków. System został podłączony do zbiornika solarnego z dwoma wymiennikami (solarnym i grzejnym kotłem), jednostki pompowej i sterującej jednostki porównującej temperaturę kolektora i zbiornika. Po pierwszym napełnieniu i odpowietrzeniu obiegu (odpowietrzacz był umieszczony tuż pod grzbietem dachu, dostępny z drabiny bez konieczności chodzenia po dachu) system przejął automatyczną pracę i w lecie pokrywa większość zużycia ciepłej wody użytkowej bez potrzeby podgrzewania kotłem.

Domy rodzinne z płaskim dachem (bungalowy). Drugim typowym przypadkiem jest jednopiętrowy dom rodzinny z płaskim dachem i klasyczną konstrukcją (żelbetowy strop nośny, izolacja termiczna, ciągła folia hydroizolacyjna). Ponieważ dach nie posiada naturalnego nachylenia wykorzystywalnego dla kolektora, konieczne było zastosowanie samodzielnej konstrukcji nośnej z nastawianym nachyleniem – w tym przypadku zestaw mocowania do dachu płaskiego z nachyleniem 15°, odpowiadający wymiarom zamontowanego kolektora. Ponieważ właściciel nie chciał wpływać na ciągłość hydroizolacyjnej folii (aby nie stracić gwarancji na dachodół oferowaną wykonawcą dachu), wybrano wersję konstrukcji obciążonej – ramy nośne były wystarczająco obciążone płytkami betonowymi rozmieszczonymi zgodnie z zaleceniami producenta konstrukcji, aby własną masą odpierać wiatr unoszący przy silnym wietrze, bez pojedynczego przebicia folii. Nachylenie 15° zapewniło, że deszczowa woda niezawodnie myje kurz i pył z powierzchni szkła kolektora, więc nie było konieczne żadne ręczne czyszczenie nawet po kilku miesiącach eksploatacji. Przewód do pomieszczenia technicznego w tym przypadku rozwiązano klasycznym falowanym rurkowcem nierdzewnym prowadzonym po powierzchni dachu do przebicia dachowego w miejscu istniejącej klatki wentylacyjnej, gdzie przebicie zostało zrealizowane z punktu widzenia konstrukcji i nie było konieczne tworzenie nowego. Ta kombinacja – konstrukcja obciążona bez przebicia folii, istniejąca klatka do prowadzenia rur – umożliwiła realizację bez jakiegokolwiek ryzyka dla pierwotnej hydroizolacji dachu.

Częste pytania o mocowanie kolektorów

Czy tę samą konstrukcję montażową można użyć do każdego kolektora?
Nie. Konstrukcja musi dokładnie odpowiadać wymiarom i masie konkretnego typu i wielkości kolektora – rozstawienie uchwytów, długość profili oraz sposób kotwienia się różni w zależności od producenta i modelu. Dlatego zestawy montażowe sprzedawane są zawsze jako zestaw „dla kolektora typu XY”, a nie jako uniwersalne elementy.

Jakie jest minimalne nachylenie kolektora na dachu płaskim?
W praktyce jako minimum najczęściej wybiera się 15°, głównie ze względu na samooczyszczenie deszczem i odprowadzenie wody od spodka konstrukcji. Mniejsze nachylenie zwiększa ryzyko, że kurz i brud będą długoterminowo trzymać się szkła kolektora, co obniża wydajność.

Czy przy montażu na dachu płaskim zawsze trzeba przebić hydroizolację?
Nie, istnieją również konstrukcje obciążone (ballastowe), które nie kotwią się przez dachodół, ale odpierają wiatr własną masą lub dodatkowym obciążeniem. Wybór zależy od nośności dachu, strefy wiatrowej i od tego, czy jest odpowiednie wprowadzanie zmian do istniejącej hydroizolacji.

Czy mocowanie na fasadzie jest tak samo wydajne jak na dachu?
Z punktu widzenia rocznego zysku pionowa montaż na fasadzie zazwyczaj jest mniej korzystna niż optymalne nachylenie na dachu, ale w zimowych miesiącach, kiedy słońce jest nisko nad horyzontem, może pionowe ustawienie przynieść zaskakująco dobre wyniki właśnie wtedy, gdy dom potrzebuje ich najbardziej.

Jak wiąże się typ pokrycia dachu nachylonego z wyborem elementu kotwiącego?
Zasadniczo – dla dachów z cegłami, blachą i dachówkami bobrowymi istnieją różne typy haków dachowych i elementów przebicia, dokładnie dopasowane do danego profilu pokrycia, aby przebicie można było niezawodnie uszczelnić, a hak bezpiecznie zawiesić lub przykręcić.

Gdzie umieszcza się wentyl odwietrzający w obiegu słonecznym?
Zazwyczaj w najwyższym punkcie obiegu, czyli bezpośrednio przy kolektorze lub tuż pod nim. Dlatego ważne jest, aby konstrukcja mocowania umożliwiała bezpieczny dostęp do tego miejsca przy pierwszym napełnieniu i późniejszym serwisie.

Czy typ rury (flexi rura vs. miedziana/nierdzewcza rura) wpływa na sposób mocowania kolektora?
Bezpośrednie mocowanie kolektora nie, ale wpływa na trasę prowadzenia rury przy konstrukcji i przebicie dachu – izolowana z góry flexi rura 2w1 prowadzona jest jako jeden element i nie wymaga dodatkowej izolacji na dachu, co skraca czas montażu w wysokości.

Dlaczego obieg słoneczny ma własną naczynie wzbiorcze, skoro ma go również obieg grzewczy?
Obieg słoneczny jest samodzielny, zamknięty system ciśnieniowy oddzielony od obiegu grzewczego wymiennikiem w zbiorniku. Ciecz grzewcza w nim osiąga w lecie wysokie temperatury i potrzebuje własnego naczynia wzbiorczego do kompensacji objętościowej rozszerzalności, niezależnie od systemu grzewczego.

Czy kolektor próżniowy można zamontować na tej samej konstrukcji co płaski?
Nie bezpośrednio – kolektory próżniowe mają inne rozłożenie masy (głowica zbierająca i rząd szklanych rurek zamiast zamkniętego ramienia), dlatego do nich stosuje się konstrukcje dopasowane właśnie do tego kształtu, choć zasadniczo zasada kotwienia do dachu lub fasady jest podobna.

Powiązane tematy

• Jak wybrać system słoneczny do podgrzewania wody
• Dachowe vs. próżniowe kolektory słoneczne
• Jaki zbiornik słoneczny potrzebujesz
• Rury słoneczne i falowce nierdzewne – jak działają
• Jednostki sterujące i pompy obiegowe systemów słonecznych
• Podgrzewanie słoneczne jako uzupełnienie kotła
• Montaż systemu słonecznego – krok po kroku
• Serwis, napełnianie i częste awarie systemów słonecznych
• Częste pytania o zestawy słoneczne i kolektory

Masz pytanie dotyczące systemów słonecznych lub kolektorów?

Nie możesz się zdecydować lub rozstrzygasz konkretną sytuację w swoim domu? Napisz do nas – chętnie doradzimy.

Imię i nazwisko Nie wypełniaj tego pola:

E-mail

Wiadomość