Saulės kolektoriaus valdiklis: kaip veikia, kokius nustatymus pasirinkti ir kodėl siurblys sukasi naktį

Saulės kolektorius šildo vandenį tik tada, kai šilumnešis cirkuliuoja tinkamu metu: kai kolektorius šiltesnis už vandenį talpoje. Tai lemia nedidelis elektroninis prietaisas – saulės kolektoriaus valdiklis, dar vadinamas saulės automatika ar temperatūrų skirtumo reguliatoriumi. Nuo jo nustatymų ir jutiklių vietos priklauso, kiek šilumos kolektorius atiduos, ar sistema neperkais vasarą ir ar siurblys be reikalo nesisuks naktį. Šiame straipsnyje paaiškiname, kaip valdiklis veikia, ką reiškia pagrindiniai nustatymai ir kaip atpažinti gedimus. Apie kolektorių tipus ir kainas rašome straipsnyje apie saulės kolektorius, o visa saulės energijos tema apžvelgta mūsų saulės energijos gidas.

Valdiklis įjungia siurblį, kai kolektorius šiltesnis už talpą

Dauguma priverstinės cirkuliacijos saulės šildymo sistemų valdomos pagal temperatūrų skirtumą. Valdiklis turi bent du jutiklius: vieną kolektoriuje, kitą karšto vandens talpos apačioje, šilumokaičio aukštyje. Kai saulė įšildo kolektorių ir jo temperatūra tampa nustatytu skirtumu didesnė nei talpos apačioje, valdiklis įjungia cirkuliacinį siurblį. Šilumnešis (dažniausiai vandens ir glikolio mišinys) perneša šilumą į talpos šilumokaitį. Kai skirtumas sumažėja – pavyzdžiui, debesis užstojo saulę ar talpa įšilo, – siurblys išjungiamas, kad šiluma nebūtų pumpuojama atgal į vėstantį kolektorių.

Įjungimo ir išjungimo skirtumai skiriasi tyčia. Jei jie būtų vienodi, siurblys nuolat įsijungtų ir išsijungtų, nes vos pradėjus cirkuliuoti šaltam šilumnešiui kolektorius trumpam atvėsta. Šiuolaikiniai valdikliai dažnai keičia ir siurblio sūkius: kai skirtumas didelis, siurblys sukasi greičiau, kai mažas – lėčiau.

Pagrindiniai nustatymai: ΔT įjungimo, ΔT išjungimo ir temperatūrų ribos

Kaip pavyzdį imame plačiai naudojamo vokiečių gamintojo RESOL valdiklio „DeltaSol BS Plus“ gamyklinius nustatymus:

Daugumai namų sistemų gamykliniai nustatymai tinka. Didžiausią talpos temperatūrą kartais didina, kad talpa sukauptų daugiau šilumos, tačiau karštesnis vanduo greičiau kaupia nuosėdas, o maišytuvuose reikia termostatinio maišymo vožtuvo, kad būtų išvengta nusiplikymo. Avarinė kolektoriaus temperatūra saugo sistemą: kai talpa jau įkaitusi, o saulė vis dar šviečia, siurblys sustabdomas, kad karštas šilumnešis nesugadintų siurblio ir vamzdyno.

Vasarą valdiklis turi apsaugoti sistemą nuo perkaitimo

Vasarą saulės kolektoriai gali pagaminti daugiau šilumos, nei namuose suvartojama karšto vandens. Saulėtą liepos dieną, kai namuose niekas nevartoja vandens (pavyzdžiui, atostogų metu), talpa greitai pasiekia didžiausią temperatūrą, o kolektorius stagnuoja – įkaista virš 100 °C. Valdikliai turi kelias apsaugos funkcijas: kolektoriaus aušinimą (siurblys trumpam įjungiamas, kad šilumos dalį perimtų talpa), talpos atvėsinimą naktį ir avarinį siurblio sustabdymą. Šias funkcijas įjungia montuotojas pagal sistemą; jos paaiškina, kodėl siurblys kartais sukasi vėlai vakare ar naktį. Jei vasarą šilumos perteklius kartojasi, verta pagalvoti apie papildomą vartotoją, pavyzdžiui, baseiną ar grindų šildymo kontūrą.

Žiemą pagrindinė apsauga – šilumnešis su antifrizu

Daugelis valdiklių turi apsaugos nuo užšalimo funkciją: kai kolektoriaus temperatūra nukrenta arti nulio, siurblys trumpam įjungiamas ir šilumnešis pašildomas šiluma iš talpos. Lietuvos klimate tai tik papildoma priemonė – pagrindinė apsauga yra šilumnešis su antifrizu, pavyzdžiui, propilenglikolio tirpalu. Jo koncentraciją ir rūgštingumą verta tikrinti kas kelerius metus, nes perkaitęs glikolis senka ir praranda savybes. Valdiklyje nustatoma šilumnešio rūšis ir koncentracija, jei skaičiuojamas šilumos kiekis.

Teisinga jutiklių vieta svarbiau už nustatymus

Dažniausia blogo darbo priežastis – ne nustatymai, o jutikliai. Kolektoriaus jutiklis įkišamas į jutiklio įvorę prie karščiausio kolektoriaus išėjimo ir turi gerai liestis su ja (dažnai naudojama šilumai laidi pasta). Talpos jutiklis montuojamas talpos apačioje, šilumokaičio aukštyje. Jei jutikliai sumaišyti ar išslydę iš įvorių, valdiklis „mato“ netikras temperatūras: siurblys sukasi naktį arba neįsijungia saulėtą dieną. Daugelyje valdiklių naudojami platininiai varžiniai jutikliai (pavyzdžiui, „Pt1000“), kurių varžą pagal temperatūrą galima patikrinti multimetru ir palyginti su gamintojo lentele.

Valdiklis gali skaičiuoti pagamintą šilumą ir valdyti papildomą šildymą

Pažangesni valdikliai turi daugiau jutiklių ir relių. Jie gali skaičiuoti, kiek šilumos per dieną ar metus pagamino kolektoriai, valdyti antrąjį kolektorių lauką (pavyzdžiui, rytų ir vakarų), elektrinį kaitinimo elementą, katilą ar šilumos siurblį, kai saulės neužtenka. Jei namuose jau yra saulės elektrinė, karšto vandens talpą galima šildyti ir jos pertekliumi – apie tai rašome straipsnyje apie saulės elektrinę ir šildymą. Keičiant seną valdiklį, svarbu, kad naujasis tiktų esamiems jutikliams ir siurbliui; dažnai kartu verta pakeisti ir jutiklius.

Renkantis naują valdiklį, verta įvertinti, kiek jutiklių įėjimų ir relių išėjimų jam reikia dabar ir kiek gali prireikti ateityje, ar jis gali valdyti efektyvaus siurblio sūkius, ar turi duomenų registravimą ir ryšį su kompiuteriu ar programėle. Paprastai sistemai su vienu kolektorių lauku ir viena talpa pakanka paprasto dviejų ar trijų jutiklių valdiklio, o sudėtingesnėms sistemoms su keliais šilumos šaltiniais renkamasi daugiau įėjimų ir funkcijų turinčius modelius.