Montáž solárního systému krok za krokem – od kolektoru po zásobník

Produkty teprve připravujeme.

Můžete se ale podívat na ostatní kategorie.

Montáž solárního systému krok za krokem – od kolektoru po zásobník

Solární systém na ohřev teplé vody patří k investicím, které se při správné instalaci vyplácí spolehlivě a dlouhodobě. Problém však bývá v tom, že většina lidí vidí jen kolektor na střeše a zásobník v koupelně – a vše mezi tím považuje za „nějakou instalatérskou práci“. Ve skutečnosti je montáž solárního systému sled přesně navazujících kroků, kde každá chyba v pořadí nebo v detailu může znamenat buď nefunkční systém, nebo vážnou poruchu po několika sezónách. Tento článek proto rozoberá celý postup – od přípravných prací, cez uchytení kolektorů, vedení potrubí, instalaci čerpadlové jednotky, napojení zásobníku, až po napuštění, odvzdušnění a uvedení do provozu. Vychází z běžné praxe rodinnodomové instalace, tedy 2–4 ploché kolektory, zásobník 200–400 litrů, typická sedlová střecha.

Příprava a projektová dokumentace – co musí být hotové předtím, než otevřete batoh s nářadím

První a nejčastěji podceňovaná fáze. Mnoho montérov přijde na stavbu s materiálem, jen aby zjistili, že nevědí, kde přesně půjde potrubí, jaký je sklon střechy ve skutečnosti (ne podle projektu), kde je rozvaděč nebo kde je zásobník. To prodlužuje práci a vede k improvizovaným řešením, která později dělají problémy.

Ještě před objednávkou materiálu je nutné vědět:

Orientace a sklon střechy – ideální je jih ±30°, sklon 30–50°. Odchylky jsou možné, ale mění výpočet výkonu a v některých případech i způsob uchytení.
Zatížení střešní konstrukce – plochý kolektor s plochou ~2 m² váží 30–45 kg, k tomu je třeba připočítat sníh. Staré domy s lehkou vaznicovou konstrukcí si někdy vyžadují statické posouzení.
Trasa potrubí od kolektoru po zásobník – délka, počet kolínek, přechody přes konstrukce (střecha, strop, stěny). Ideální trasa je co nejkratší a s co nejmenším počtem kolínek.
Umístění zásobníku – zásobník musí být nižší než kolektory (při termosifónovém systému o minimálně 0,5 m, při čerpadlovém to není podmínka, ale ovlivňuje hydrauliku).
Elektrická přípojka – čerpadlová jednotka potřebuje 230 V/50 Hz, regulátor také.
Dimenzování – počet kolektorů, objem zásobníku, průměr potrubí. Pokud jste ještě neřešili dimenzování, přečtěte si nejprve náš článek Aký výkon solárního kolektoru potřebujeme – výpočet podle počtu osob a spotřeby a také Dimenzování solárního potrubí a čerpadlové jednotky – jak na to.

Výstupem přípravy je jednoduchý náčrtek – střecha s polohou kolektorů, trasa potrubí s délkami jednotlivých úseků a výkresbem přechodů, poloha zásobníku a čerpadlové jednotky v koupelně. Nemusí to být výkres v AutoCADu, ale musí to být na papíře před začátkem práce.

Montáž kolektorů na střechu – uchytení, sklon a orientace

Fyzická montáž začíná na střeše. Tato fáze je náročná z hlediska bezpečnosti práce (zajištění výstupu, poistná lana, případně lešení při větším počtu kolektorů) a vyžaduje minimálně dvě pracovníky – kolektor s plochou 2 m² váží 35–45 kg a jeho manipulace na šikmé střeše osamotě je nebezpečná.

Kotvení nosné konstrukce

Před jakýmkoli uchytením je nutné najít polohu krokví – buď pomocí detektoru kovů (šroubky/klince), nebo vizuálně z podkrovního prostoru. Uchytení do krokvě přes šklovou krytinu pomocí střešního háku je standardní řešení při šikmých střechách s hákovou krytinou (betonová šklová, keramická šklová). Při ploché plechové nebo falcované střeše se používají svorky na falc nebo lepené konzoly.

Střešní háky se umisťují vždy přímo do krokvě, nikoli do latě samotné. Minimální hloubka zapuštění šroubu do krokvě je 50 mm, doporučené je 70–80 mm. Háky musí být ve svislém řadě (shora dolů), ne posunuté do stran – jinak se kojnice nebude dát rovnoměrně osadit.

Kojnice (hliníkový nebo ocelový profil) se připevní k hákům a tvoří základ, na který se kolektor uchytí svorkami. Délka kojnice závisí na počtu a šířce kolektorů. Při 2 kolektorech o šířce 1,23 m uložených horizontálně vedle sebe potřebujete kojnicu minimálně 2,6 m, aby byl přesah na každé straně aspoň 5–10 cm. Kolektory jsou spojené hydraulicky sériově nebo paralelně – při více než dvou kusech je paralelní zapojení lepší pro vyváženou cirkulaci. Více o této tématu najdete v článku Aký výkon solárního kolektoru potřebujeme – výpočet podle počtu osob a spotřeby.

Připojení kolektorů mezi sebou

Moderní ploché kolektory, jako je plochý rámový solární kolektor IVAR.SOLAR 210 M5 (1230×1696×86 mm, plocha 2,09 m²), mají přípojky na bočních stranách rámu s vnějším závitem, obvykle ¾". Na tyto přípojky se nasadí šroubení s tesněním odolným vůči glykolu a teplotám do 200 °C – to je podmínka, standardní kaučuková tesnění zde nemají místo.

Při sériovém připojení dvou kolektorů se výstup prvního připojí ke vstupu druhého pomocí krátké spojky (často součást montážní sady kolektoru). Vstup a výstup celého pole kolektorů zůstávají otevřené – to jsou body, kde se připojí solární potrubí směřující dolů do kotelny.

Solární potrubí – výběr, izolace a vedení trasy

Solární potrubí není běžná instalační trubka. Primární okruh pracuje s teplotami, které za plného slunečního záření a při stagnaci (zastavené čerpadlo) mohou přesáhnout 150–180 °C. Standardní měkké měděné potrubí nebo plastové trubky (PEX, PPR) nejsou pro tyto podmínky vytvořené. Běžně se používají:

Tvrdá měď R220 (Ø 15 mm nebo 18 mm) spojovaná pájením (ne lisováním, resp. jen s přípojkami certifikovanými pro glykol a vysoké teploty)
Nerezové vlnité potrubí – flexibilní, odolné vůči vysokým teplotám, snadněji instalovatelné v omezených prostorech
Předizolované dvojité potrubí – ideální pro dlouhé trasy venku nebo přes nevyhřívané prostory

Pro solární instalaci je velmi praktickým řešením nerezové potrubí v kaučukové izolaci dvojité s kablem (2× Ø 16, 10 m). Toto řešení kombinuje oba primární kanály (výstup + návrat) v jednom balíčku s kaučukovou izolací odolnou vůči UV záření a zároveň obsahuje kabel pro teplotní čidlo kolektoru. To výrazně zjednodušuje instalaci a eliminuje potřebu samostatně řešit ochranu kabelu čidla na trase ze střechy.

Izolace potrubí – proč a jak

Solární potrubí v exteriéru musí mít izolaci odolnou vůči UV záření, teplotám minimálně 150 °C a mechanickému namáhání. Kaučuková izolace (např. Armaflex HT, Aeroflex) splňuje tyto podmínky – standardní PE izolace na solární potrubí v exteriéru nehodí, při dlouhodobém slunečním záření praská. Minimální tloušťka izolace je 19 mm pro potrubí do Ø 18 mm, v chladnějších oblastech doporučuji 25 mm.

Potrubí v interiéru (od vstupu do budovy po čerpadlovou jednotku a zásobník) může být izolováno běžnou EPDM izolací, ale tepelná odolnost stále musí být aspoň 100 °C. Těsnění, lepidlo na izolaci a páskování – vše musí být certifikované pro tento teplotní rozsah.

Přechody přes střechu a stěny

Každý přechod přes střešní plášť je potenciální místo pro únik vody. Na trhu jsou kaučuková těsnění – tzv. „kelmáky“ nebo solární přechody – která se navléknou přes potrubí ještě před samotnou instalací potrubí a utěsní místo přechodu. Kotvení přechodu musí být vodotěsné a dlouhodobě odolné. Nikdy nezalepit přechod jen tmelovým silikonem – tyto materiály nestárnou dobře při teplotních šoky.

Přechod přes stěnu do kotelny se utěsní minerální vatou a trvale elastickým tmlem (ne akrylátovým). Potrubí v místě přechodu nesmí být pevně upevněno – musí mít možnost tepelné dilatáce (cca 1,2 mm/m potrubí při Δt = 100 °C pro měď).

Instalace čerpadlové jednotky a expanzní nádoby

Čerpadlová jednotka je srdcem systému. Obsahuje obehové čerpadlo, regulátor průtoku (přítokoměr), pojistný ventil, koule ventily pro servis, odvzdušňovač a připojení pro expanzní nádobu. V moderních jednotkách je regulátor integrovaný přímo do těla.

Dobrým příkladem z praxe je čerpadlová solární jednotka IVAR.SOLAR K s regulací IVAR.SOLAR IMTDC. Jedná se o kompaktní jednotku s integrovanou diferenciální regulací, která ovládá čerpadlo na základě teplotního rozdílu mezi kolektorem a zásobníkem. Regulátor IMTDC umožňuje nastavit hodnoty ΔT spuštění (typicky 6–10 °C) a ΔT vypnutí (typicky 3–4 °C), což je základ správní funkce systému.

Rozmístění čerpadlové jednotky

Čerpadlová jednotka se umisťuje:

Vždy na návratové lince (chladná strana z pohledu kolektoru, teplá strana z pohledu zásobníku) – takto čerpadlo nepřacuje s nejvyššími teplotami a má delší životnost
Co nejblíže zásobníku, aby byl návratový okruh krátký
V přístupné poloze pro servis – ne za zásobníkem, ne pod stropem bez žebříku
Hřídel čerpadla vždy v horizontální poloze (čerpadla série s mokrým rotorem nejsou určena k provozu s vertikálním hřídelem)

Rozpěrná nádoba

Rozpěrná nádoba je bezpečnostní prvek – zachytává objem kapaliny, který vznikne tepelnou roztažností směsi glykol/voda při zahřátí. Objem rozpěrné nádoby se vypočítá z objemu systémové kapaliny (objem potrubí + objem výměníku v zásobníku + objem kolektoru) a maximálního provozního tlaku. Pro běžný 2-kolektorový systém s ~15–20 m potrubí vychází rozpěrná nádoba na 8–12 litrů.

Předpětí dusíku v rozpěrné nádobě (nastavuje se před napuštěním!) musí odpovídá hydrostatickému tlaku sloupce kapaliny od místa montáže nádoby po nejvyšší bod systému (kolektory). Jednoduchý výpočet: výška h [m] × 0,1 = tlak [bar]. Pokud je výška od nádoby po kolektor 8 m, předpětí je 0,8 bar. V praxi se zaokrouhluje nahoru na 1,0 bar a přidává se bezpečnostní rezerva 0,2–0,3 bar, tedy předpětí = 1,0–1,1 bar.

Připojení na zásobník – solární výměník a sekundární okruh

Zásobník pro solární systém se liší od běžného bojleru tím, že má druhý výměník tepla (hadicu nebo plášťový výměník) v dolní části nádrže. Tento výměník tvoří spojení mezi primárním solárním okruhem (glykol) a sekundárním okruhem (pítová voda). Oba okruhy jsou hydraulicky oddělené – glykol se nikdy nesmí smíchat s pítovou vodou.

Zapojení je jednoduché, ale pořadí připojek je důležité:

Výstup (horké médium z kolektoru) vede do dolního vstupu výměníku zásobníku – tedy teplé médium vstupuje zdola nahoru a ohřívá vodu v zásobníku od spodku
Návrat (ochlazené médium) odchází z horního výstupu výměníku zpět do čerpadlové jednotky (návratní linií)

Tento protiproudový princip (teplé médium zdola, chladné médium zvrchu) maximalizuje efektivitu tepelné výměny.

Teplotní čidla – správné umístění je základ regulace

Solární regulace porovnává teplotu na kolektoru (T1) s teplotou v zásobníku (T2). Bez správně umístěného a funkčního čidla systém neví, kdy spustit nebo zastavit čerpadlo. Čidlo kolektoru (T1) je obvykle umístěno v jímce přivařené k absorbéru kolektoru – tato poloha je specifická pro každý typ kolektoru a je určena výrobcem.

Čidlo zásobníku (T2) se umisťuje do jímky na zásobníku. Správná výška je dolní třetina zásobníku, aby regulace reagovala na skutečnou teplotu studené vody (ne na horkou vrstvu nahoře). Na tento účel jsou vhodné například čidlo teploty do jímky 180 °C; kabel 2 m nebo pro méně náročné aplikace snímač do jímky – PVC kabel 4 m; 95 °C. Při výběru čidla zásobníku pozor: čidlo s max. teplotou 95 °C je vhodné pouze pro zásobník, ne pro kolektor (tam teploty při stagnaci překračují 150 °C).

Kabel čidla T1 (kolektor) vede stejnou trasou jako solární potrubí – při použití předizolovaného dvojitého potrubí s kabelem je kabel čidla integrovaný a chráněný izolací. Kabel čidla T2 (zásobník) je krátký a vede přímo do regulátoru v čerpadlové jednotce.

Naplnění, odvzdušnění a tlaková zkouška

Toto je fáze, kde se většina problémů objeví – a pokud se provádí špatně, problémy se objeví až o sezónu později. Postup je následující:

Příprava glykolové směsi

Primární okruh se naplňuje směsí propylénglykolu a vody (nikdy ethylénglykolu, ten je jedovatý a nevhodný do solárních systémů s přístupem do pitné vody). Poměr závisí od požadované mrazuvzdornosti:

40 % glykol / 60 % voda → ochrana do -25 °C (běžná česká zima)
50 % glykol / 50 % voda → ochrana do -35 °C (hornaté oblasti)

Směs se předem připraví do kanystry. Nikdy neplníme systém čistou vodou – v případě neplánované stagnace by voda vykypala a potrubní systém by byl vystaven teplotám, na které voda nestačí.

Napínací zařízení

Na naplnění solárního systému se používá membránová tlaková pumpa (ruční nebo elektrická) s manometrem. Postup:

Všechny odvzdušňovací ventily a vypouštěcí kohouty zavřít
Připojit pumpu na plnicí kohout (obvykle na spodní straně čerpadlové jednotky)
Otevřít kulový ventil na výstupu čerpadlové jednotky směrem k kolektoru
Pomalu pumpovat – systém plníme zdola nahoru, aby vzduch unikal do nejvyššího bodu (kolektor)
Na nejvyšším bodě (obvykle na kolektoru nebo na odvzdušňovacím ventilu u kolektoru) postupně otevírat odvzdušnění – dokud nepřiteče kapalina bez bublinek
Tlaková zkouška: nafouknout systém na 1,5× provozní tlak (pokud je provozní tlak 3 bar, zkouška je na 4,5 bar), nechat 30 minut – tlak nesmí klesnout
Znížit tlak na provozní (typicky 2,5–3 bar za studena)

Vzduch v systému je nejčastější příčina slabého nebo nerovnoměrného průtoku po spuštění. Pokud po naplnění čerpadlo běží, ale průtok je nízký nebo nulový, s největší pravděpodobností jde o vzduchové vrecko v systému. O tom více v článku Zaseknuté nebo slabě čerpající solární čerpadlo – příčiny a řešení.

První spuštění a nastavení regulátoru

Po naplnění a tlakové zkoušce následuje první spuštění. Jde o okamžik, kdy vidíte, zda všechno funguje správně:

Zapněte čerpadlovou jednotku manuálně (bypass regulátoru) a sledujte průtok na průtokoměru – při správném dimenzování by měl být 60–120 l/hod. pro 2-kolektorový systém
Průtok regulujte škrticím ventilem na čerpadlové jednotce – příliš vysoký průtok snižuje teplotu výstupu, příliš nízký průtok zvyšuje teplotu, ale snižuje množství odovzdávaného tepla
Nastavte parametry regulátoru: ΔT spuštění 6–8 °C, ΔT zastavení 3–4 °C, maximální teplota zásobníku 60–65 °C (proti legionelle je potřeba aspoň jednou měsíčně ohřát na 65 °C)
Kontrolujte všechny spoje na netěsnosti – po zahřátí systému při prvním slunečném dnu se spoje mohou trochu pohnout

Elektrické zapojení regulátoru a čidel

Elektrické zapojení musí být v souladu s návodem výrobce regulátoru. Základní pravidla:

Regulátor se napájí z 230 V/50 Hz – fáze, nula, ochranný vodič (PE)
Čerpadlo je zapojeno přes relé regulátoru – nikdy přímo do sítě
Kabely čidel jsou nízkonapěťové (typicky NTC termistor, odpor 10 kΩ při 25 °C) – vedou se odděleně od silnoproudu, maximální délka kabelu čidla je obvykle 30 m bez zesilovače
Kabel čidla kolektoru nesmí být vedeno ve společné chráničce se silovým potrubím – tepelné záření potrubí by mohlo kabel poškodit
Všechny spoje ve venkovním prostředí musí být v krytí minimálně IP54

Typické chyby z praxe – čemu se vyhnout

Za roky instalací se určité chyby opakují. Tady jsou ty nejčastější:

Bezpečnostní ventil orientovaný špatně – bezpečnostní ventil na primárním okruhu musí být schopen odvádět kapalinu. Pokud je výpustná hadice bezpečnostního ventilu vedena dolů a zaslepená, při jeho otevření může dojít k nebezpečnému vystřelení horkého glykolu.
Čidlo zásobníku umístěné příliš vysoko – čidlo měří teplotu horké vrstvy nahoře a regulátor si „myslí", že zásobník je horký, i když většina vody je ještě studená. Systém vypíná téměř a energetický výnos je nízký.
Špatný předtlak expanzní nádoby – pokud je předtlak příliš nízký, membrána v nádobě je neustále stlačená a nádoba plní svou funkci jen částečně. Při teplotní expanzi bezpečnostní ventil otevírá dříve, než by měl, a systém ztrácí kapalinu.
Izolace potrubí přerušená při přechodu – na místech přechodů přes konstrukce se izolace často odřízne nebo stlačí. Toto místo poté kondenzuje vlhkost a koroďuje.
Zapojení kolektorů v sérii při 3+ kusech – při sériovém zapojení tří a více kolektorů je teplotní rozdíl mezi prvním a posledním kolektorem příliš velký, což snižuje celkový výkon. Doporučený limit pro sérii jsou 2 kolektory.
Zásobník bez magnetické anody – solární zásobník pracuje s vyššími teplotami než běžný bojler. Bez funkční anody se jeho životnost dramaticky zkrátí. Anodu je třeba kontrolovat každých 2 roky.

Závěrečná kontrola a předání systému

Před předáním zákazníkovi vyplňte protokol z předání, kde zaznamenáte:

Tlak v systému za studena (např. 2,5 bar)
Předtlak expanzní nádoby (např. 1,1 bar)
Typ a koncentrace nemrznoucí směsi (např. propylénglykol 40 %, ochrana do -25 °C)
Nastavení regulátoru (ΔT spuštění, ΔT zastavení, max. teplota zásobníku)
Nastavený průtok (l/hod.)
Výrobní čísla čerpadlové jednotky, zásobníku a kolektorů
Datum montáže a datum první plánované kontroly

Zákazník by měl být poučen o tom, jak systém funguje, jak rozpoznat běžný stav od poruchy, a kdy zavolat servis. Dobrým doplňkovým čtením pro zákazníka je článek Údržba a servis solárního systému – co kontrolovat každý rok.

Nejčastější otázky (FAQ)

Musím mít na solární systém stavební povolení?

V převážné většině případů ne. Montáž solárních kolektorů na rodinný dům patří podle českého stavebního zákona (zákon č. 50/1976 Zb. v znení neskorších předpisů) mezi ohlášené stavby nebo dokonce nevyžaduje ani ohlášení, pokud kolektory nepřekračují plochu střechy, nemění tvar střechy a jsou umístěny v souladu s územním plánem. Konkrétní podmínky se mohou lišit podle obce a lokality (památková zóna). Před zahájením montáže vždy ověřte situaci na místním stavebním úřadě.

Jak dlouho trvá montáž solárního systému na běžném rodinném domě?

Skusená dvojice montérů zvládne instalaci 2-kolektorového systému se jednoduchým zásobníkem za 1–2 pracovní dny. První den: uchycení kolektorů, vedení potrubí, osazení zásobníku a čerpadlové jednotky. Druhý den: elektrické zapojení, naplnění, tlaková zkouška, nastavení a spuštění. Komplikovanější trasy potrubí, větší počet kolektorů nebo rekonstrukce existující kotelny mohou čas prodloužit.

Co se stane se solárním systémem v zimě, když je mráz?

Správně dimenzovaný a naplněný systém se směsí propylénglykolu a vody (min. 40 % glykolu) bez problému přežije běžné české zimy. Kolektory nejsou citlivé na mráz – skleněná krytina odolá mechanickým namáháním. Problém nastane až tehdy, pokud systém ztratí kapalinu (např. po netěsnosti) a zůstane v něm jen vzduch a zbytky vody. Proto je důležitá každoroční kontrola tlaku a koncentrace glykolu.

Můžu připojit solární systém i na vytápění, nejen na ohřev vody?

Ano, ale je to podstatně komplexnější instalace. Solární systém na podporu vytápění vyžaduje větší počet kolektorů (min. 6–10 m²), velký kombinovaný zásobník (pufrovací nádrž 500–1 000 l), správné hydraulické připojení ke zdroji tepla (kotel, tepelné čerpadlo) a inteligentnější regulátor. Tato aplikace má smysl hlavně u dobře izolovaných domů s podlahovým vytápěním (nízká teplota odovzdávaného tepla). Více informací najdete v článku Jak vybrat solární systém na ohřev vody pro rodinný dům.

Jak dlouho vydrží nezmrazující směs v solárním systému?

Propylén glykol degraduje vlivem vysokých teplot a oxidace. Při solárních systémech, kde při stagnaci teploty dosahují 150–180 °C, by se směs měla kontrolovat každých 2 roky a vyměnit každých 4–6 let, nebo dříve, pokud pH klesne pod 7 (směs kyslí a začíná korozi kovových částí). Kontrola se provádí refraktometrem (měření koncentrace = mrazuvzdornost) a lakmusovým testem (pH). O tomto více v článku Údržba a servis solárního systému – co kontrolovat každý rok.

Je rozdíl mezi plochým a trubkovým kolektorem z hlediska montáže?

Ano. Ploché kolektory se montují jako kompaktní celek – jsou těžší a objemnější, ale jednodušší na hydraulické zapojení (připojení na bočních stranách). Trubkové vakuové kolektory se montují po trubicích – rám je relativně lehký, trubice se zasušují zvlášť, což usnadňuje manipulaci na střeše, ale samotné zapojení může být složitější. Při plochém kolektoru, jako je IVAR.SOLAR 210 M5, je postup montáže standardizovaný a většina montéřů s ním má více zkušeností. Porovnání obou typů najdete v článku Plochý vs. trubkový solární kolektor – porovnání typů pro české podmínky.

Závěr

Montáž solárního systému je technicky náročná práce, která vyžaduje přípravu, správní materiál a dodržení přesného postupu. Každá fáze – od uchycení kolektorů na střechu, přes vedení izolovaného potrubí, instalaci čerpadlové jednotky, správné umístění čidel, až po napuštění a nastavení regulátoru – má svá pravidla a časté chyby. Dobra zpráva je, že pokud je systém správně navržen a nainstalován, pracuje spolehlivě desítky let s minimálními nároky na údržbu. První roční kontrola po sezóně vám ukáže, zda je vše v pořádku – a od té chvíle vám solární kolektory ticho a spolehlivě dělají to, co mají: mění sluneční záření na teplou vodu.

Máte dotaz k této tématu?

Nevíte se rozhodnout nebo řešíte konkrétní situaci ve vaší domácnosti? Napište nám - rádi poradíme.