Koger solvarmeanlæg over om sommeren?

Nej! Moderne, korrekt opbyggede solvarmeanlæg "koger" ikke, uanset hvad der sker.

Selvfølgelig kan man komme i en situation, hvor man ikke kan bruge al den varme, solfangerne laver. For eksempel hvis der er hedebølge, mens man er på ferie og derfor ikke bruger noget varmt vand. Eller hvis strømmen pludselig går en dag med højt solskin.

Fælles for disse situationer er, at solvarmeanlægget, som det hedder i fagsproget, går i stagnation.

Og grunden til, at anlægget i denne situation ikke koger over, er, at det er opbygget på en særlig måde, der forhindrer det - opskrift følger længere nede på siden.

Jeg vil gerne starte med at kigge på, hvad det er der sker i et "gammeldags" solvarmeanlæg, når varmen ikke aftages.

Stagnationens forløb

Stagnationens faser i et "gammeldags" solvarmeanlæg kan beskrives således:

Solen skinner, men der er ikke et tilsvarende forbrug af varme eller varmt vand - temperaturen i systemet stiger

Solfangeren køles ikke længere tilstrækkeligt af den indstrømmende væske

Væsken i solfangeren bliver så varm, at den begynder at gå over i dampform, dvs. udvider sig kraftigt

Systemtrykket stiger til over sikkerhedsventilens åbningstryk

Sikkerhedsventilen nede i anlægget åbner, så der sprøjter kogende væske ud i bryggerset, og/eller luftudladeren på taget lukker damp (=væske) ud

Hvorfor byggede man anlæggene sådan?

Tja! De grunde, jeg kan se er:

Tidligere var anlæggene mindre. Mindre solfanger - mindre problem. Hvis solfangeren er mindre, og mindre effektiv, produceres der sjældent mere energi end der tabes som varmetab fra beholder og rør, når først hele systemet er oppe på 100 °C eller mere

Solfangerne var mindre effektive

Rør og beholder var måske dårligere isoleret

Solfangerne var ikke altid konstrueret til at modstå den temperatur og det tryk, der opstår under en kontrolleret stagnation

Gængs praksis indenfor VVS-faget er at sætte en automatudlufter på rørsystemets øverste punkt

Gængs praktis i almindelige varmeanlæg er at bruge en sikkerhedsventil på 2,5 bar, og en ret lille ekspansionsbeholder

Vanetænkning - teori og praksis bag kontrolleret stagnation var ikke udviklet

Hvordan undgås problemer ved stagnation?

Heldigvis er det ret enkelt at opbygge systemet, så stagnation ikke bliver et problem.

Det, der skal til er:

en tilstrækkeligt stor trykekspansionsbeholder, beregnet for solvarme, dvs. med et højere tilladt max.-tryk

en sikkerhedsventil med 4 el. 6 bar åbningstryk

en udlufter, der enten er af speciel, højtemperaturbestandig type og kan afspærres, når anlægget er udluftet, og/eller placeret nede i solvarmestationen

Stagnation i et moderne solvarmeanlæg

I stagnationsprocessen sker der i anlæg som dem, vi sælger, blot dét, at væsken i solfangerne "skifter tilstand", fra flydende til dampform. Dette kan også udtrykkes som at solfangerne "evakueres": Den væske, der før var i solfangerne, trykkes ned i trykekspansionsbeholderen.

Det kræver en masse energi at holde væsken på dampform...! Så snart solen begynder at gå ned, sørger ekspansionsbeholderen derfor for, at væsken trykkes op i solfangerne igen. Man kan sige at dampen "klapper sammen", fortættes. Dagen efter kører anlægget videre som før. Denne kontrollerede fordampning er langt mere skånsom for solvarmevæsken end den kogning, der sker, når den slipper ud i det fri, og moderne solvarmevæske er lavet til at klare denne behandling.

Hvorfor er der stadig nogle, der bygger "gammeldags" anlæg?

Pas. Formentlig kender de ikke teknikken.

Er der da slet ingen fornuftige grunde til ikke at gøre det rigtigt?

Jeg er i tidens løb stødt på solvarmefolk, der med bestemthed hævder, at kontrolleret stagnation er noget pjat, der slet ikke virker i praksis.

Det har jeg nu selv erfaret at det gør, selv om der bestemt er ting, der skal tages hensyn til - specielt:

Udluftning

Tryk- og ekspansionsforhold, specielt forhold ved rørsolfangere

Udluftning

Når man placerer en udlufter traditionelt, øverst på solfangeren hvor den varme væske kommer ud, så er det nemt at drifte anlægget, fordi både den luft, der skal ud, når anlægget fyldes med væske og den, der evt. udskilles fra væsken i løbet af den første tid, nemt og uden problemer lukkes ud af den automatiske luftudlader.

I de anlæg vi sælger, sidder udlufteren i stedet på fremløbet (=det varme rør) i form af en "kolbe" i solvarmestationen ved siden af cirkulationspumpen. Det virker fint, fordi luftbobler, der dannes ved opvarmningen oppe i solfangeren, bliver trukket med nedad i fremløbsrøret - med de flows og rørdimensioner, der typisk bruges i solvarmeanlæg. Kolben, den såkaldte "permanentudlufter" eller Air-Stop sørger for at opsamle den luft, der er opløst i væsken, der cirkulerer forbi, så den kan lukkes ud ved at dreje på en luftskrue.

Når anlægget påfyldes er det imidlertid ofte nødvendigt at gå op på taget og løsne en omløber ved solfangerens udgang, så større luftlommer pifter ud. Det burde være OK, da man jo lige har været deroppe for at montere solfangerne og derfor formentlig har det nødvendige stillads mv., men selvfølgelig kan det være sværere ved senere væskeskift.

Ved almindelige plane solfangere anbefaler jeg her at bruge vandværksvand og -tryk til at få fyldt solfangerne, hvorefter anlæggets egen pumpe kan bruges til at suge den nødvendige mængde koncentrat op i kredsen - vandet lukkes ud i den ene ende i takt med at væsken suges op.

Det er imidlertid ikke muligt at starte med at fylde solkredsen med postevand, hvis der skal bruges færdigblandet væske som Tyfocor LS, eller hvis der er risiko for frost. Her kan man blive nødt til at bruge en "jetpumpe", der med høj fart presser solvarmevæsken gennem hele rørsystemet. Pumpen, der ikke er i vores almindelige sortiment men kan skaffes, pisker vandet rundt mellem beholder og system, indtil der ikke længere kommer luftbobler retur. Varmt vand fra solens kunder kan ved behov låne en sådan pumpe.

Stagnation i rørsolfangere

Jeg er efterhånden kommet til den konklusion, at selv om rørsolfangere kan tåle stagnation, så er det ikke den måde man skal planlægge at løse varmeoverskuds-problemet på i anlæg med rørsolfangere. Der bliver simpelthen så forbasket varmt, at både rør, isolering og selve solfangeren kan tage skade, hvis det forekommer ofte. Derfor mener jeg, at større rørsolfangeranlæg altid bør planlægges, så der er et sted at lukke overskydende varme hen. Det kan være et garagegulv, en vinterhave (hvor vinduerne kan åbnes) eller husets centralvarmesystem, hvis man kan leve med det.

Så bliver stagnation en undtagelse, som kan forekomme, når alt svigter, og så er der ikke noget problem, fordi det vil være tilpas sjældent - en eller to gange om året, hvilket ikke burde være et problem. 

Tryk- og ekspansionsforhold

Afgørende for, hvor godt rørisolering mv. klarer stagnationen er, at der anvendes et så lavt anlægstryk som muligt. Når anlægstrykket er lavt, sker stagnation/fordampning ved lavere temperatur, dvs. rør og væske opvarmes til en lavere temperatur og belastes dermed mindre. Når først fordampningsfasen, der gerne skal foregå ved max. 130-140°C  er overstået, og solfangertemperaturen stiger videre opad, er der kun "tør damp" i solfangeren, hvilket betyder, at varmen ledes så dårligt, at den ikke vandrer ud i rørene og skader rørisolering mv.

Rørsolfangere har vist sig at kræve meget større ekspansionskapacitet end plane solfangere. Det har ført til, at vi har revideret vores måde at sammensætte disse anlæg, så ekspansionen bliver 2-3 gange så stor som ved plane solfangere. Fordi, selv om man ikke ved denne type anlæg skal bruge stagnation som generel sommer-sikring, så kan strømsvigt og andre tekniske fejl jo forekomme, og det skal anlægget kunne tåle.

Konklusion

Hos Varmt vand fra solen har vi lige fra starten i 2001 bestræbt os på at levere stagnationssikre solvarmeanlæg. Vores erfaringer, bl.a. fra en rundspørge efter en strømafbrydelse en solskinsdag i efteråret 2003 bekræfter, at vores anlæg også i praksis håndterer stagnationsproblematikken fint.

Vi har også lavet anlæg hvor det ikke har fungeret! Det drejer sig om solvarmeanlæg med rørsolfangere, og erfaringerne herfra er opsummeret i det ovenstående.