Fördelare och samlare i solvärmesystemet – vad används de till och när behöver jag dem

Fördelare och samlare i solsystemet – vad det är, till vad det används och när du verkligen behöver det

När en kund för första gången tittar på en solsystemsskiss med flera solfångare, så dras oftast uppmärksamheten till solfångarna själva, pumpgruppen, expansionskärl eller buffert. Fördelare och samlare – den synnerligen diskreta stålstången full med muttrar och kranar – står i skuggan. Även om det är just denna komponent som avgör om systemet arbetar effektivt, jämnt och länge utan problem – eller tvärtom – att några solfångare i fältet arbetar fullt ut medan andra knappt cirkulerar vätska. I denna artikel går jag in i detalj med fördelare och samlare: vad det fysiskt är, vilka funktioner det utför, i vilka situationer det är nödvändigt och i vilka enklare lösningar räcker, och vad man ska tänka på vid val.

Grunderna: varför räcker inte bara rör kopplat i rad

För att förstå fördelare och samlare måste man först förstå vad som händer i en hydraulisk krets när man har mer än en solfångare. Det finns två grundläggande sätt att koppla solfångare – i serie och parallellkoppling. I serie upphettas vätskan successivt genom varje solfångare efter varandra. I parallellkoppling kommer värmebäraren in i varje solfångare samtidigt och går också ur samtidigt. Temat om när man väljer vilken metod behandlas mer ingående i artikeln Seriekoppling vs parallellkoppling av solfångare – vad väljer man i Värmekunskapscentret. Här intresserar oss det som händer i en parallellkoppling utan fördelare och samlare.

Om du kopplar tre solfångare parallellt med vanliga T-ventiler och förlänger röret med fler T-ventiler, får du en så kallad "kam" eller "ribb" koppling (från engelska "direct return"). I detta fall passerar vätskan till första solfångaren den kortaste sträckan och tillbaka lika snabbt. För tredje solfångaren måste vätskan gå en längre sträcka. Hydraulisk motstånd i varje gren är olika. Resultatet: första solfångaren får betydligt större flöde än tredje. Den första upphettas inte tillräckligt eftersom vätskan passerar för snabbt. Den tredje överupphettas eftersom vätskan nästan stagnerar. Hela systemet arbetar ineffektivt och ojämnt.

Fördelare och samlare löser detta problem elegant: alla grenar till solfångarna går ut från ett gemensamt utrymme (fördelare) och återgår till ett gemensamt utrymme (samlare). Om de är korrekt dimensionerade och grenarna har samma diameter och längd är hydraulisk motstånd i varje gren identiskt och flödet fördelas jämnt.

Vad exakt är fördelare och vad är samlare – fysisk beskrivning

Fördelare och samlare är hydrauliska komponenter i form av en cylinder- (eller fyrkantig) kammare med större diameter, där smalare grenar är anslutna på sidorna. Den huvudsakliga inre diametern på kammaren är tillräckligt stor för att vätskan ska kunna röra sig långsamt – flödeshastigheten i själva kammaren bör idealiskt vara under 0,1–0,2 m/s. Anledningen är enkel: vid så låg hastighet utjämnas trycket inuti kammaren och varje gren "ser" samma statiska tryck. Vi pratar om en så kallad hydrauliskt neutralt område.

I praktiken tillverkas fördelare och samlare av rostfritt stål, messing eller koppar. För solapplikationer är rostfritt stål företrädesvis, eftersom det tål höga temperaturer hos värmebäraren (även över 120 °C vid stagnation) och är kompatibelt med frostskyddsmedel baserade på propylenglykol. För en idé om en konkret produkt – Industrimässig rostfri fördelare/samlare med kulventiler - 6/4"x1"; 2-vegig är ett exempel på en professionell rostfri enhet utrustad med kulventiler på varje gren. Kulventiler (kranar) är viktiga – de gör att man kan stänga av en solfångare utan att behöva stänga hela systemet. Vid service, vid fel i en solfångare eller vid utbyggnad av fältet är det oumbärligt.

På fördelare och samlare hittar man ofta andra anslutningar: luftventil (automatisk eller manuell) på toppen, avloppskran på botten och ibland även temperaturgivare. Dessa komponenter måste vara en del av varje installation – luft i systemet är fiende nummer ett, den orsakar buller, korrosion och minskar flödet.

När du verkligen behöver fördelare och samlare i solsystemet

Det här är en fråga som nästan varje kund som planerar en solinstallation stöter på. Svaret är inte svartvitt, det beror på systemets konfiguration.

En eller två solfångare i serie

Om du har en eller två solfångare kopplade i serie – alltså att vätskan går genom första solfångaren och sedan in i den andra – behöver du inte fördelare och samlare. Flödet går i en enda väg, hydraulisk balansering behövs inte. Installationen är enkel och du räcker med vanligt rör och anslutningsutrustning. För att koppla solfångarna används anslutning mellan solfångare – standardiserad utrustning som säkerställer tät och termiskt motståndskraftig anslutning mellan två solfångare direkt på taket.

Tre eller fler solfångare i parallellkoppling

Här är fördelare och samlare nästan alltid nödvändiga. Redan vid tre solfångare i parallellkoppling utan hydraulisk balansering blir skillnaderna i flöde mellan olika solfångare så markanta att systemet aldrig når den planerade prestandan. Vid fem eller fler solfångare är det praktiskt taget omöjligt att uppnå jämnt flöde med vanliga installationsmedel utan fördelare och samlare.

Flera grupper solfångare på olika ytor eller orienteringar

En annan vanlig situation från praxis: kunden har solfångare på syd- och sydostsida av taket. Det är två grupper med olika orientering. Även om varje grupp är intern hydrauliskt balanserad kräver deras parallella anslutning till en cirkulation fördelare och samlare – annars dominerar en grupp och den andra "lirar".

System med flera cirkulationer (solfångare + annan värmekälla)

I komplexa system där solcirkulationen samverkar t.ex. med en värmepump eller värmepanna via en buffert eller värmesken, används fördelare och samlare även som hydrauliskt separerande armatur mellan primärvärme och sekundär distribution. Här har den en lite annan funktion – den separerar hydrauliska kretsar med olika flöden, så att förändringar i flödet i en cirkulation inte påverkar de andra. Detta är dock mer ett ämne för kombinerade uppvärmningssystem.

Hydraulisk balans – hjärtat i hela saken

Begreppet hydraulisk balans kan låta komplicerat, men principen är enkel. Varje gren i en parallell cirkulation har sin egen hydrauliska motstånd – det beror på längden av röret, dess diameter, antalet kurvor, vinklar och armaturer. Pumpgruppen trycker vätskan i riktning av minst motstånd. Om motstånden i grenarna skiljer sig delas flödet ojämnt upp.

I praktiken uppnås hydraulisk balans på två sätt:

• Geometriskt – kallad Tichelmann (revers anslutning), där summan av längden på till- och avrör är samma för varje solfångare. Detta sätt kräver inte fördelare och samlare, men ställer höga krav på installationsgeometrin och är inte alltid genomförbart.
• Med hjälp av fördelare och samlare – varje gren har samma diameter och samma (eller nästan samma) längd från kammaren till värmesken. Tryckskillnaden mellan fördelarkammaren och samlarkammaren är samma för alla grenar, vilket säkerställer jämnt flöde.

På varje gren av fördelare och samlare bör det finnas en balansventil (eller kulventil med möjlighet att reglera flödet), som gör att man kan justera flödet i varje gren individuellt. I praktiken behövs inställning oftast inte vid identiska solfångare, samma diameter och samma längd – systemet balanserar sig själv. Men vid olika rörlängder är reglering nödvändig.

Dimension och dimensionering av fördelare och samlare för solsystem

Dimensionen av fördelare och samlare beror på två viktiga parametrar: antalet solfångare (eller grenar) och det totala flödet i systemet. För orientering gäller dessa grundregler:

• Hastigheten av vätskan inuti fördelare/samlarkammaren bör inte överstiga 0,1 m/s (vissa källor anger max 0,2 m/s). Högre hastighet stör den jämnta tryckfördelningen.
• Den inre diametern av kammaren bör vara minst 2–3 gånger den inre diametern av en gren.
• För ett typiskt solsystem med 3–6 solfångare och ett flöde på 2–4 l/min per solfångare (dvs. 6–24 l/min totalt) räcker en kammare med inre diameter 6/4" (DN40) och grenar 1" (DN25).
• För större system (8–12 solfångare) används kammare DN50 eller DN65.

Just rostfritt stål fördelare/samlare 6/4"x1" 2vägs täcker standardbostadskonstruktioner och mindre kommersiella installationer. Benämningen "2vägs" betyder att den har två grenar – den är alltså avsedd för två parallella grenar. Om du behöver fler grenar finns det 3- och 4vägs- och andra varianter.

Det är också viktigt med materialval. Rostfritt stål (AISI 304 eller AISI 316) är idealiskt för solsystem. Messingversioner är billigare, men man måste kontrollera kompatibiliteten med frostskyddsmedlet – vissa propylenglykoler innehåller tillsatsmedel som agerar aggressivt mot messing. Kupfer är också vanligt i solsystem, men dess pris är högre. Temat med att välja rätt medium behandlas i artikeln Frostskyddsmedel till solsystem – hur man väljer rätt sammansättning och koncentration i Värmekunskapscentrum.

Installation av fördelare och samlare – praktiska riktlinjer

I praktiken stöter jag regelbundet på detta: fördelare och samlare har inköpts, men vid installationen görs fel som sedan orsakar problem i flera år. Här är de viktigaste riktlinjerna:

Placering i teknikrummet

Fördelare (primärcircuit, tillförselssidan) och samlare (returström) placeras i teknikrummet så nära pumpgruppen som möjligt. De placeras intill varandra, parallellt, vanligtvis i horisontell position. Vertikal installation är också möjlig, men i sådana fall måste avluftningsventilen striktigt placeras i den högsta punkten – vilket är automatiskt uppfyllt vid horisontell installation om ventilen är på toppen av kammaren.

Avluftning

På varje fördelare och samlare måste det finnas en automatisk avluftningsventil på toppen. Luften samlas just här. Utan avluftning blir systemet bullrigt, pumpningen ineffektiv och luftbubblor kan skada cirkulationspumpen. Manuell avluftning är minimum, men automatiska ventiler spar tid vid drifttagning och vid säsongstart.

Isolering

Fördelare och samlare är ofta i teknikrummet, där det är varmt, men även här gäller att den varma vätskan (vid solsystem kan det vara 90–120 °C vid stagnation) inte får förlora värme onödigt. Kammaren bör vara isolerad. Tillbehör för isolering är ofta tillgängligt som tillägg.

Anslutningar och trådtyper

Varning för rätt trådtyper och tätningmaterial. Yttre tråd 1" eller 6/4" tätas med teflonpåse eller lin med pasta, alternativt specialpackningar mot propylenglykol. Vanliga gummipackningar kan spricka vid högre temperaturer och glykolmedium – kontrollera kompatibilitet. Vid solsystem är det alltid bättre att använda teflon eller specialtätningar.

Koppling till kollektorstöd

Självklart är fördelare och samlare bara en del av hydrauliska systemet. På taket måste kollektorerna vara korrekt fästa och anslutna. För standardinstallationer på sluttak används stöd för inbyggning av två kollektorer, medan vid utökning av fältet till ytterligare en kollektor används stöd för inbyggning av ytterligare en kollektor. Mer om rätt val av stöd hittar du i artiklarna Hur man väljer rätt stöd för solfångare – plan tak mot sluttak och Vilken storlek och typ av stöd behöver jag för mina kollektorers antal.

Fördelare och samlare vs. Tichelmann – jämförelse i praktiken

I praktiken stöter jag på frågan: "Vilket är bättre – fördelare och samlare eller Tichelmannkoppling?" Det handlar om två olika tillvägagångssätt för hydraulisk balansering, varje har sitt användningsområde.

Tichelmannkopplingen (reversed return) fungerar så att tillförselströmmen går genom kollektorerna från första till sista, medan returströmmen går i motsatt riktning – från sista till första. Detta gör att den totala längden av tillförsel + returström för varje kollektor blir densamma. Balansen är geometrisk och kräver ingen särskild komponent. Det är ett elegant lösning, men det ställer krav på utrymme och installationsgeometri – röret måste gå en längre väg, vilket vid vissa installationer inte är möjligt eller ekonomiskt fördelaktigt.

Fördelare och samlare är en fysiskt större komponent, men den möjliggör flexibel försörjning av kollektorerna från ett ställe, är oberoende av installationsgeometrin och tillåter dessutom att varje gren kan stängas av separat (vid kulventiler på grenarna). För större system (4+ kollektorer) eller vid komplicerade installationer är det praktiskt taget alltid den bättre lösningen.

Typproblem och fel vid installation av fördelare och samlare

Under åren har jag upprepade gånger stött på samma fel. Jag går igenom dem så att ni kan undvika dem:

För liten kam – hög flödeshastighet

Vanligaste felet: kunden köper en fördelare med för liten diameter på kammen, eftersom den var billigare. Om den inre diametern på kammen bara är något större än diameter av uttagen, blir flödet turbulänt och trycket sprids inte jämnt. Resultat: solfångarna vid början av fördelaren har ett annat flöde än de sist. Innan inköp beräkna alltid flödet och kontrollera att kammen är tillräckligt stor.

Saknad av luftutsläpp

Systemet fungerar den första veckan, men sedan börjar det koka, flödet sjunker, pumpen överhettas. Orsaken är luft som ackumuleras i kammen. En automatisk luftutsläpp är en nödvändighet, inte en lyx.

Isoverkabel mellan solfångarna och fördelaren saknas

Värmd vätska kommer från solfångaren, men efter en lång sträcka av oisolerad ledning kommer den till fördelaren markant kallare. Värmförluster i ledningarna kan i värsta fall sluka 30–40 % av den producerade värmen. Ledningarna mellan solfångarna och teknikrummet måste vara isolerade med material motståndskraftigt mot UV-strålning och höga temperaturer (mineralull, specialiserade solfångarisoleringsskydd).

Förväxling av fördelare och samlare

Det låter skämtsamt, men det händer i praktiken. Fördelaren är på inloppssidan (varm vätska från solfångarna), samlaren på retursträckan (kallare vätska som återgår till solfångarna). Om de byts plats, fungerar systemet fortfarande, men luftutsläpp och avstängning är på fel platser. Markera alltid sidorna före installation.

Varmvattenberedare och upphettning – hur solsystemet kommer in i bilden

I sammanhanget med hela solsystemet är fördelaren och samlaren placerade mellan solfångarfältet och varmvattenberedaren (eller kombinerad varmvattenberedare). Varmvattenberedaren är utrustad med en värmväxla (solspiral), genom vilken den primära solcirkulationen överför värme till dricksvattnets varmvattenberedare. Vid långvarigt molnigt väder eller vintern, när solsystemet inte räcker, kommer upphettning in – en elektrisk spira eller värmepanna. Till exempel elektrisk spira 2 kW till varmvattenberedare OKC är en typisk kompletterande komponent som säkerställer värme i varmvattenberedaren även utan solstrålning.

Fördelaren och samlaren är alltså inte en isolerad komponent – den är en del av en komplex hydraulisk schema. Vid utformning av systemet bör man alltid tänka i hela kedjan: solfångare → bärare → anslutning → fördelare/samlare → pumpgrupp → varmvattenberedare → upphettning.

Utökning av befintligt solsystem – när behöver man lägga till en fördelare

Mycket vanlig situation i praktiken: kunden hade ursprungligen ett två-solfångarsystem anslutet i serie. Efter några år med nöjdhet beslutar sig att utöka fältet med fler solfångare (till exempel på grund av köp av elbil, utökning av familjen eller enkelt för att priset på solfångarna sjunkit). Vid övergång till tre eller fyra solfångare anslutna parallellt undviks inte installation av fördelare och samlare.

I sådana fall rekommenderar jag att man direkt vid första installationen installerar en fördelare/samlare med reservkapacitet – till exempel en 4-vegs, även om man bara har två solfångare. Överflödiga uttag kan enkelt täppas av. Vid utökning av systemet räcker det att ta bort täpporna och ansluta nya grenar. Det spar pengar på att byta ut fördelaren och demontera hela hydrauliken vid framtida utökning.

Utökning hänger också ihop med val av bärare – bärare för montering av ytterligare en solfångare är utformad just för sådana tillägg, när den befintliga konstruktionen på taket stannar kvar och enbart en ytterligare solfångare läggs till. Mer om proceduren för utökning av fältet hittar du i artikeln Installation av bärare för solfångare steg för steg.

Temperaturgivare och deras relation till fördelare och samlare

Styrsystemet för solsystemet är baserat på en differensregulator som jämför temperaturen på solfångaren med temperaturen i varmvattenberedaren och enligt det slår cirkulationspumpen på. Temperaturgivaren på solfångaren är vanligtvis placerad direkt på absorberna. Temperaturgivaren i varmvattenberedaren är i en dränkbar kopp. Ibland placeras en ytterligare givare direkt på inlopp eller returledning nära fördelaren/samlaren – för att övervaka systemets verkliga prestanda. Mer om korrekt placering av givare hittar du i artikeln Installation av temperaturgivare för solfångare – placering och anslutning.

Service, underhåll och kontroll av fördelare och samlare

Fördelare och samlare är relativt underhållsfria komponenter, men några kontroller är bra att göra regelbundet:

• Gå igenom en gång per år (bäst vid början av säsongen): kontrollera tätningen av alla skruv- och flänsanslutningar. Sök efter tecken på korrosion, läckage eller saltavlagringar.
• Varje 2–3 år: kontrollera funktionen av bollventiler – öppna och stäng varje en, så att de inte fastnar i en position. En fastnande ventil kan gå sönder vid tvungen öppning.
• Vid utbyte av frostskyddsmedel (rekommenderas varje 4–5 år): vid avpumpning av systemet genom avstängningsventilen på fördelaren/samlaren kontrollera tillståndet på vätskan. Mörk färg, trubbighet eller obehaglig lukt indikerar nedbrytning – mer om detta hittar du i artikeln Underhåll och utbyte av frostskyddsmedel i solcirkulationen – när och hur.
• Efter varje avbrott i systemet: vid återstart av systemet avlufta det manuellt eller kontrollera att de automatiska luftutsläpp fungerar.

Fel direkt på fördelaren och samlaren är relativt sällsynta. Vanligaste problemet är en blockad eller läckande automatisk luftutsläpp – den kan enkelt bytas utan att man behöver påverka resten av systemet. Vanliga fel i tillbehöret till solsystem, inklusive fördelare, beskrivs mer detaljerat i artikeln Vanliga fel i tillbehöret till solsystem och hur man åtgärdar dem.

Vanliga frågor (FAQ)

Kan jag använda enkla T-ventiler istället för fördelare och samlare vid parallellkoppling av solfångare?

Teoretiskt ja, praktiskt sett är det ett dåligt lösning. T-ventiler balanserar inte hydraulisk motstånd i varje gren. Flödet kommer att koncentreras till den kortaste sträckan (första solfångaren), andra solfångarna kommer att vara underanvända. Systemet kommer aldrig nå det planerade effektnivået. Enda undantaget: Tichelmannkoppling, där den geometriska längden på alla grenar är identisk – men även där gäller att vid 4 eller fler solfångare är fördelare med samlare mer praktisk.

Vilken diameter behöver jag för fördelare och samlare till fyra solfångare?

För fyra solfångare med flöde 2–2,5 l/min per solfångare (totalt 8–10 l/min) räcker en kam 6/4" (DN40) med uttag 3/4" eller 1". Viktigt är att kontrollera att flödeshastigheten inom kammen inte överstiger 0,2 m/s. Vid större flöde eller fler solfångare (6+) överväg DN50-kam. Om du är osäker, välj en fördelare med större diameter – överdimensionering skadar aldrig, underdimensionering gör det.

Är en rostfri fördelare/samlare bättre än en messing?

För solapplikationer är rostfri stål vanligtvis en bättre val. Den motståndskraftigare mot högre temperaturer (även vid stagnationsvillkor över 150 °C), är motståndskraftig mot frostskyddsmedel baserade på propylenglykol och har en längre livslängd. Messing är billigare och vid lägre temperaturer och neutrala medier räcker det fullt ut, men i solsystem med mer aggressiv frostskyddsmedel kan långsam korrosion uppstå. Kontroller alltid kompatibiliteten mellan material och specifikt frostskyddsmedel.

Kan jag installera fördelare och samlare direkt på taket vid solfångarna?

Teoretiskt sett ja, men det rekommenderas inte i praktiken. Fördelare och samlare är en tung komponent som måste vara tillgänglig för service, avluftning och eventuell reparation. Utöver det skadliggör yttre miljön (UV-strålning, frost, regn) livslängden på ventiler och tätningar. Standardplatsen är i teknikrummet, så nära som möjligt till pumpgruppen. Ledningarna mellan taket och teknikrummet är isolerade och skyddade.

Hur många grenar bör fördelaren/insamlaren ha om jag vill utöka systemet i framtiden?

Regeln är enkel: alltid en eller två grenar mer än du just nu behöver. Ytterligare uttag kan enkelt stängas av med flänsnippel. Priset på en fördelare med fyra uttag är bara något högre än en med två, men vid framtida utökning spar du från att demontera hela hydrauliken. Om du planerar systemet definitivt för två solfångare utan utökning räcker en tvåvägsfördelare. Om en utökning är minst något trolig, investera i en större redan nu.

Måste jag göra hydrauliska beräkningar vid installation av fördelare och insamlare?

För typiska bostadsinstallationer (3–6 solfångare, villa) är detaljerade beräkningar inte nödvändiga – det räcker att följa grundregler för dimensionering av kamrarna och lika långa grenar. För större system (kommerciella byggnader, bostadsbyggnader, system över 10 solfångare) är en hydraulisk beräkning nödvändig. Om du är osäker, tveka inte att kontakta oss – en erfaren tekniker bedömer schemat och rekommenderar rätt fördelare. Vanliga frågor om tillbehör till solfångare sammanfattas också i artikeln Vanliga frågor om tillbehör till solfångare i Veta-mer-centret.

Sammanfattning: Fördelare och insamlare som investering i effektivitet

Fördelare och insamlare är inte en trendig tillägg eller onödigt utlägg. Det är en hydraulisk nödvändighet i varje system med mer än två parallella solfångare. Genom att välja och installera rätt fördelare säkerställer du att varje solfångare i fältet arbetar fullt ut, systemet uppnår det planerade prestationen och hela installationens livslängd förlängs. Tvärtom kan dess frånvaro eller felaktig dimensionering orsaka att investeringen i solfångare aldrig ger tillbaka det den borde.

Vid val fokusera på material (rostfritt stål för solfångarapplikationer), inre diameter i kamrarna (måste matcha flödet), antal uttag (med marginal för framtida utökning) och utrustning (kulventiler, luftutsläpp, avloppshahn). Om du löser en specifik konfiguration och inte vet vad du ska göra, titta också på relaterade artiklar i Veta-mer-centret – särskilt Serie- eller parallellkoppling av solfångare – vad väljer du och Vilken storlek och typ av bärare behöver jag för mitt antal solfångare, som hjälper dig att planera hela systemet komplett från taket till värmebufferten.

Har du en fråga om denna ämne?

Har du svårt att besluta eller löser en specifik situation i din bostad? Skriv till oss – vi hjälper gärna.

Namn och efternamn Fyll inte i detta fält:

E-post

Meddelande