Givare och reglering för solvärmesystem – så fungerar de och när ska de bytas

Vi håller fortfarande på att förbereda produkter.

Men du kan titta på andra kategorier.

Sensorer och styrning i solsystemet – hur de fungerar, vad de påverkar och när de ska bytas ut

Ett solsystem för uppvärmning av varmvatten är inte bara några solfångare på taket och en varmvattenberedare i pannrummet. Det är ett reglerat system som måste veta var värmen finns och var det är meningsfullt att transportera den. Därför används temperatursensorer – synligt osynliga komponenter som i praktiken avgör om systemet fungerar effektivt eller om det slöserar bort elenergi från pumpen utan att överföra värme till varmvattenberedaren.

Under årtal med erfarenhet av solteknik har jag sett hundratals fall där kunden ringt in med klagomål på att "solen fungerar inte". Och i mer än hälften av fallen visade det sig att problemet inte låg i solfångaren, inte i pumpen, inte i expansionskärlen – utan i en liten, billig sensor för några euro som visade fel temperatur. Styrningen trodde att det var 20 °C på taket i full sol eller att varmvattenberedaren var kall, när den i själva verket var tillräckligt varm. Resultatet: antingen startade systemet inte alls eller så fungerade det kontinuerligt och överhettade varmvattenberedaren.

Denna artikel handlar om hur temperatursensorer i solsystemet fungerar, hur de ska placeras och kopplas in, hur du upptäcker fel och när och hur du byter ut dem. Om du vill ha en mer komplett översikt över hela systemet kan du också läsa våra artiklar Underhåll och service av solsystem – vad du ska kontrollera varje år eller Fastlåst eller svagt pumpande solpump – orsaker och lösningar.

Hur styrningen i solsystemet fungerar – principen med differensregulator

Grundstenen i styrsystemet för varje solsystem är differensreglering. Regulatorn arbetar inte utifrån en absolut temperatur utan utifrån temperaturdifferensen mellan solfångaren och varmvattenberedaren. Logiken är enkel: pumpen är bara meningsfull att starta när solfångaren är varmare än varmvattenberedaren – och det med tillräcklig differens för att det ska vara värt att pumpa.

Ett typiskt inställningsvärde ser ut så här:

Pumpstart (ΔT ON): när solfångaren är 5–8 °C varmare än den nedre delen av varmvattenberedaren
Pumpstopp (ΔT OFF): när differensen sjunker till 2–3 °C
Skydd mot överhettning av varmvattenberedaren (T max varmvattenberedare): vanligtvis 60–75 °C
Frysbeskydd för solfångaren (T min solfångare): −5 till 0 °C, när pumpen startas kort för att cirkulera

Hela systemet beror alltså på två viktiga mätningar: temperaturen i solfångaren (vanligtvis mätt i området vid utflödet från absorbern eller i solfångarens huvud) och temperaturen i varmvattenberedaren (mätt i den nedre tredjedelen av tanken, där kallt vatten kommer in).

Om någon av de två sensorerna visar fel värde, kollapsar hela logiken. Styrenheten kan inte räkna ut temperaturdifferensen korrekt, och antingen startar pumpen inte alls (förlust av prestanda) eller så körs den onödigt länge (slöseri med el och värmeborttappning genom omvänd cirkulation).

Typ av temperatursensorer i solsystemet

NTC- och PT1000-temperatursensorer

De flesta solstyrenheter arbetar med en av två typer av temperatursensorer:

NTC-termistorer (Negative Temperature Coefficient) – deras elektriska motstånd minskar när temperaturen stiger. De är billiga, vanligt förekommande men mindre exakta och kan driftna över tiden. De används ofta i enklare styrenheter.
PT1000 (eller PT100) – platinkondensatorer med linjär relation mellan motstånd och temperatur. De är mer exakta, mer motståndskraftiga mot långvarig drift och lämpliga för krävande styrenheter. PT1000 har exakt 1000 Ω vid 0 °C och cirka 1385 Ω vid 100 °C.

Innan du köper en ersättningsensor, kontrollera alltid vilken typ din styrenhet kräver. Att byta ut en NTC mot en PT1000 med samma fysiska storlek är den vanligaste felet vid egenreparation – styrenheten läser helt andra värden än de som faktiskt är.

Solfångarsensor – var ska den placeras

Solfångarsensorn måste placeras så att den mäter den riktiga temperaturen på absorbern eller arbetsmediet i området med högsta temperaturen – alltså nära utflödeshuvudet (övre anslutningen vid vertikal solfångare). De flesta plana solfångare har en specialhållare (dykdon) direkt på ramens huvud eller på utflödesrör.

Sensorn måste kunna tåla extrema förhållanden: temperaturer vid stagnation (stoppad cirkulation under sommaren) kan nå 180–200 °C i plana solfångare, och ännu högre i rörformade solfångare. Därför är det lämpligt att använda sensorer med motsvarande temperaturbeständighet – till exempel Temperatursensor för dykdon – 180 °C; kabel 2m, som är konstruerad just för dessa förhållanden och passar direkt i ståldon på solfångarens huvud.

Varmvattenberedarsensor – var ska den placeras

Varmvattenberedarsensorn fungerar som en referens för styrenheten – den visar vilken temperatur som råder vid inloppet till solvärmesken. För att differensregleringen ska fungera ordentligt är det avgörande att sensorn placeras i nedersta tredjedelen av varmvattenberedaren, idealiskt i höjden på solvärmesken eller direkt under den. Om du placerar den högre upp ser styrenheten en högre temperatur än den som faktiskt råder vid inloppet till skivan – och systemet startar för sent.

Varmvattenberedarsensorn monteras genom ett dykdon (dykdon), som förhindrar att sensorns delar kommer i direkt kontakt med vatten och gör det möjligt att byta ut sensorn utan att tömma varmvattenberedaren. Till detta ändamål är det lämpligt att använda till exempel Sensor för dykdon – PVC-kabel 4m; 95 °C med tillräcklig kabel längd för att kunna leda in till styrenheten.

Hur sensor kommunikerar med styrningen – kablar, längd, störningar

Anslutning av sensorn till styrningen sker via en tvåtrådig kabel. Det är viktigt att inse att signalen från sensorn är analog och lågspänning – vilken som helst elektromagnetisk störning eller hög kontaktresistans (oxidat kontakt, svag koppling) kan förvränga de mätta värdena.

Praktiska regler för kabeldragning av sensorer:

Kabeln från sensorn ska ledas separat från kraftkablar (nät 230 V, pump). Om de måste gå parallellt, behåll minst 10 cm avstånd eller använd en skärmad kabel.
Maximal kabelsträcka beror på tvärsnittsarean av ledaren. För PT1000-sensorer är en sträcka upp till ca 50 m acceptabel vid tvärsnitt 0,5 mm² utan tydlig felinverkan. För NTC-sensorer rekommenderas max 30 m vid samma tvärsnitt.
Förändring av sensorkabeln måste göras korrekt – svetsade eller tryckförgrenade kopplingar, inte knytnäver. En oxidat koppling ger ökad resistans och styrningen läser fel temperatur.
Solarköret på taket går genom stora temperaturskillnader (−20 °C vintern, +80 °C sommaren) – om sensorkabeln går längs köret (vilket är vanligt), måste den vara motståndskapabel mot dessa temperaturer. Vid installation där sensorkabeln går tillsammans med mediet i ett skyddat köret är en praktisk lösning en dubbel rostfri koppling inklusive kabel – till exempel Rostfritt köret i gummiklämma dubbel med kabel – 2x pr. 16; 10m, där sensorkabeln är integrerad direkt i isoleringen av köretet.

Styrningar för solarsystem – från enkla till avancerade

Enkel differensstyrning

Den enklaste styrningen för solarsystemet arbetar enbart på principen med differensstyrning – jämför T1 (kollektor) och T2 (lager) och beroende på inställd ΔT slår den på/av pumpen. Sådana styrningar är billiga, tillförlitliga och fullt tillräckliga för en enkel enkelslinga installation.

Styrning med flera funktioner och utgångar

Modernare styrningar erbjuder ofta:

Flera sensorindgångar (T1 kollektor, T2 lager, T3 reservlager eller pool)
Styrning av flöde via PWM-signal till cirkulationspumpen
Funktion mot legionella (upphettning av lager till 60 °C en gång per vecka)
Kylning av lager om natten vid överhettning (nattkylning)
Mätning av effekt och total energi (med flödesmätare)
Kommunikation via buss för integration i smart hem

Ett exempel på ett kompakt lösning, där styrningen är integrerad direkt i pumpgruppen, är Solpump IVAR.SOLAR K med styrning IVAR.SOLAR IMTDC – i en kompakt enhet finns pumpen, styrningen, flödesmätaren, termometern, säkerhetsventilen och kulventilerna. Styrningen IMTDC tillåter inställning av alla viktiga parametrar och visar aktuella temperaturer på en LCD-skärm.

Diagnostik – hur man upptäcker att sensorn är skadad

En felaktig sensor visar sig ofta genom någon av flera typiska symptom. En erfaren serviceingenjör kan känna igen dem ganska snabbt, men även en vanlig användare kan hjälpa sig med enkla kontroller.

Symptom 1: Pumpen startar inte ens vid solig dag

Detta är det vanligaste tecknet på en skadad kollektor-sensor. Om styrningen visar en kollektor-temperatur på 25–30 °C även vid stark sol under sommaren (vilket i verkligheten borde vara 70–100 °C) innebär det att sensorn inte läser rätt – antingen är kretsen avbruten (resistansen är oändlig) eller kortsluten (resistansen är noll). Styrningen tolkar att ΔT är för liten och pumpen startar inte.

Symptom 2: Pumpen kör kontinuerligt, lageret värms inte upp

Om lager-sensorn visar en konstant låg temperatur (t.ex. 20 °C) även när lageret i verkligheten är på 65 °C, tror styrningen att lageret fortfarande är kallt och pumpen kör kontinuerligt. Lageret värms inte vidare, eftersom kollektorn bara kan överföra värme så länge den är varmare än mediet i lageret.

Symptom 3: Extremt stiga temperaturvärden på skärmen

Om styrningen visar t.ex. −40 °C eller +250 °C, eller värdet hoppas hela tiden med tiotal grader, är det typiskt för en avbruten eller kortsluten kabel, eller dålig kontakt i anslutningen.

Hur man testar sensorn med multimeter

Proceduren är enkel: koppla ur sensorkabeln från styrningen och mät resistansen på sensorns anslutningar vid rumstemperatur (ca 20–25 °C):

PT1000: vid 20 °C bör resistansen vara ca 1078 Ω, vid 25 °C ca 1097 Ω. Om multimeter visar "OL" (avbruten krets) eller 0 Ω (kortslutning), är sensorn skadad.
NTC 10kΩ (vanlig typ): vid 25 °C bör resistansen vara ca 10 000 Ω. Vid 60 °C sjunker den till ca 2 500–3 000 Ω. Värden kan variera beroende på exakt NTC-typ, jämför med tabellen i styrningens manual.

Om du vill kontrollera hela kretsen inklusive kabeln, behåll sensorn ansluten och mät vid styrningens anslutningar – om resistansen är annorlunda än direkt vid sensorn, är problemet i kabeln eller anslutningarna.

När byta byta ut – och när det är dags att byta hela regleren

Levnadstiden för temperaturgivaren i ett solfångarsystem beror på flera faktorer: konstruktionens kvalitet, omgivningstemperaturen, antalet temperaturcykler och om den någonsin varit utsatt för stagnation (extrema temperaturer vid stillastående flöde under sommaren). En kvalitativ givare levererar typiskt 10–20 år. Det finns dock situationer där bytet är nödvändigt tidigare:

Givaren i solfångaren har genomgått flera sommarstagnationer utan skydd (krisat skyddslager, deformert kabel)
Gummilager eller PVC-kabelhölje är förstört, sprucket eller krisat
Mätvärden avviker systematiskt från den verkliga temperaturen med mer än 3–5 °C (kontrollerbart med extern termometer)
Givaren har varit blöt i vatten eller kondens (korrosion på kontakterna)
Regleren rapporterar fel på givaren (E1, E2, Err sensor m.fl.)

Vid byten av givare är det avgörande att köpa samma typ (PT1000 mot PT1000, NTC 10k mot NTC 10k) med samma karaktäristik. Om du inte är säker på vilken typ givaren var från början kan du kontrollera det i reglerens manual eller mäta motståndet hos en fungerande givare vid två olika temperaturer (rumstemperatur vs varmvatten) – t.ex. genom att fälla ner den i vatten på 60 °C.

När att överväga att byta hela regleren

Regleren i solfångarsystem är elektromekaniska apparater med lång livslängd – de fungerar ofta i 15–25 år. Byten av regleren är motiverat i dessa fall:

Skärmen fungerar inte, knapparna reagerar inte
Regleren startar inte pumpen trots korrekta temperaturer och fungerande givare
Reläet i regleren är svept (pumpen går även om givarna kopplas bort)
Du vill lägga till funktioner (fler zoner, energimätning, fjärrövervakning)
Ersättningsgivare till den gamla regleren är otilgängliga på marknaden

Praktiska erfarenheter från fältet – typfall

Fall 1: Solvärmen gick bara på morgonkvisten

Kundens klaga var att solvärmen värmer vattentanken förmiddagarna, men stannar upp efter middagen. Pumpen startade inte efter middagen trots att det fortfarande var soligt. Det visade sig att givaren i vattentanken var placerad cirka 60 cm ovanför botten – alltså i den övre zonen av vattentanken. Förmiddagarna, när tanken var kall, registrerade regleren korrekt den låga temperaturen och systemet fungerade. Efter delvis uppvärmning hade stratifieringen utvecklats – den övre delen av tanken var 65 °C, den undre fortfarande 35 °C. Givaren mätte dock de övre 65 °C, regleren ansåg tanken vara "full" och stängde av pumpen. Lösning: flytta givaren till den undre tredjedelen av tanken, systemet fungerade därefter korrekt hela dagen.

Fall 2: Pumpen går hela natten

Kunden noterade att pumpen alltid går hela natten. Temperaturen i vattentanken var låg (28 °C), solfångaren visade enligt regleren 45 °C. Natten visade solfångaren naturligtvis inte 45 °C. Problem: kortslutning i givarkabeln – fukt hade kommit in i kopplingen i mittenstolpen och minskat motståndet hos givaren. Regleren tolkade det lägre motståndet som en högre temperatur. Pumpen gick onödigt hela natten och kylde ut värmen från vattentanken tillbaka till omgivningen via den kalla solfångaren. Kunden hade kall vattentank och ökad elräkning.

Fall 3: Systemet fungerar, men prestandan är lägre

Vid årsinspektion mätte vi att systemet levererar cirka 25 % mindre energi än tidigare år. Solfångarna var rena, pumpen fungerade, flödet var korrekt. Givaren i solfångaren visade vid 80 °C bara 72 °C – driftfel orsakat av åldring av NTC-termistor. Resultat: regleren stängde av pumpen tidigare än vad som borde ha varit (ΔT sjönk under tröskelvärdet tidigare) eftersom den såg en lägre temperatur i solfångaren. Byten av givaren återställde den ursprungliga prestandan.

Byten av givare – steg för steg

Byten av givare i solfångaren eller vattentanken är en ganska enkel åtgärd som en skicklig hobbyman kan utföra. Det viktiga är att följa några regler:

Stäng av systemet från elnätet innan du gör någon arbete på regleren eller kabeln.
Tag inte ut givaren i solfångaren vid en varm sommardag när systemet står still – temperaturen i solfångaren kan vara 150–180 °C och givarenhålet är väldigt varmt. Arbeta hellre på morgonkvisten eller vid molnigt väder.
Tag ur den gamla kabeln försiktigt – markera var den var fastsatt, så att du kan leda den nya kabeln i samma väg.
Slå in den nya givaren i hålet tills den sitter i botten – endast en givare i full kontakt med hålet mäter rätt temperatur. Tätning (om det är vridande) eller fixering sker enligt konstruktionen.
Fäst kabeln till röret eller konstruktionen med intervall max 30–50 cm, så att den inte hänger fritt och inte skadas av vibrationer eller vind.
Koppla in kabeln i reglerens stolpe enligt anvisningen i manualen. De flesta regler är inte polära känsliga för givare (båda ledarna är lika), men dubbelkolla detta i dokumentationen.
När du startar systemet igen kontrollera omedelbart temperaturerna på skärmen – de måste vara fysiskt rimliga för de aktuella förhållandena.

Om du byter givare i vattentanken och tanken inte är utrustad med en torr givarehålse (drywell), måste du lätta vattentanken (minst till nivån av hålet) innan du tar ut givaren. Moderna vattentankar för solvärme har alltid givarehålor i torr version.

Integrering av givare i avancerade system

Vid större installationer – t.ex. kombinerat system solvärme + värmepump + panna, eller system med två vattentankar och pool – ökar antalet givare. En regler kan hantera 3–6 givare samtidigt:

T1 – solfångare (utflöde)
T2 – primär vattentank (nedersta zonen)
T3 – sekundär vattentank eller pool
T4 – inlopp till vattentanken (för mätning av prestanda)
T5 – utomhus temperatur (för funktionen nattkylning)
Flödesgivare (för beräkning av värmeprestanda)

För sådana system är det viktigt att alla givare är av samma typ (eller att regleren stöder konfiguration av olika typer på olika ingångar). Samtidigt gäller det att diagnostik blir mer komplex vid flera givare – ett problem med en givare kan påverka hela systemets beteende på oförutsägbar sätt, därför är regelbundna kontroller av givarnas värden en del av årsinspektionen. Mer om korrekt årsinspektion får du läsa i artikeln Underhåll och service av solvärme – vad att kontrollera varje år.

Om du planerar en ny installation från grunden och undrar hur du väljer rätt komponenter inklusive givare, titta också på våra artiklar Dimensionering av solvärmerör och pumpenhet – hur man gör det och Installation av solvärmesystem steg för steg – från solfångare till vattentank. För att välja rätt solfångare är artikeln Platt mot rörbund solfångare – jämförelse av typer för svenska förhållanden användbar – t.ex. Platt ramförd solfångare IVAR.SOLAR 210 M5 är lämplig att kombinera med en regler som har en givarehålse direkt på huvudet.

Kalibrering och kontroll av givarnas noggrannhet

För användare som vill vara säkra på systemets noggrannhet finns en enkel metod för kontroll:

Förbered en behållare med vatten och en termometer med bekräftad noggrannhet (en kökstermometer med ±0,5 °C noggrannhet räcker).
Stoppa in givaren och referensmätaren i samma plats i behållaren.
Värma upp vattnet successivt till 30, 50 och 70 °C och jämför reglerens visning med verkligheten vid varje temperatur.
Om värdena avviker med mindre än ±2 °C är givaren fortfarande i god skick. En avvikelse på 3–5 °C innebär åldring av givaren, mer än 5 °C är anledning till byten.

Vissa avancerade regler tillåter manuell justering (offset) av givaren – alltså en systeminställning som justerar med en konstant värde (t.ex. +3 °C). Detta är ett tillfälligt lösning, inte en ersättning för fysiskt byten av givaren, eftersom offset är konstant och inte korrigerar en icke-linjär avvikelse hos givaren över hela temperaturintervallet.

Vanliga frågor (FAQ)

Vad händer om jag kopplar ett PT1000-sensor till en regulatorinmatning som är avsedd för NTC?

Regulatorn kommer att läsa helt fel värden. Till exempel vid en inomhus temperatur på 25 °C har PT1000 en resistans på ~1097 Ω. En regulator med NTC-karakteristik (NTC 10k) skulle tolka denna resistans som en temperatur runt −30 °C till −40 °C, eftersom NTC vid denna temperatur har en liknande resistans. Systemet skulle aldrig starta pumpen. Använd alltid det typ av sensor som regulatorn kräver – detta anges i teknisk dokumentation.

Kan jag förlänga sensorkabeln om den är för kort?

Ja, men det gäller vissa regler: använd en kabel med samma eller större tvärsnitt (minst 0,5 mm²), förbindelsen måste vara fast och fuktskyddad (pressad eller svept, inte vriden), den totala längden bör inte överstiga 30–50 m (beroende på sensortyp och regulator). Lägg kabeln separat från kraftledningar. En längre kabel ger en resistans som kan leda till en liten mätavvikelse – för PT1000 är det cirka 1,4 Ω per meter (dubbelsidig kabel), alltså cirka 84 Ω total resistans vid 30 m kabel, vilket motsvarar en felmarginal på cirka 2 °C. För mer exakt mätning använd en större tvärsnittsarea.

Regulatorn visar felmeddelandet E1 (eller Err Sensor) – vad betyder det?

Felkod för sensor (E1, E2, Err, Sensor Error och liknande) betyder ofta att regulatorn detekterar en sensorresistans utanför intervallet – antingen för hög (överbrytning) eller för låg (kortslutning). Proceduren: koppla bort kabeln från regulatorn och mät resistansen vid sensorns anslutningar med multimeter. Om resistansen är OK är problemet i kabeln eller kontakten. Om resistansen är oändlig eller noll är sensorn skadad och måste bytas.

Håller solfångarsensorn ut vid stagnation? När bör man byta den förebyggande?

En god kvalitetsensor för solfångarapplikationer (till exempel Temperatursensor för grävning – 180 °C; kabel 2m) är dimensionerad för upprepade stagnationer upp till 180 °C. Efter 10–15 år i drift, under vilka systemet har genomgått dussintals stagnationscykler, rekommenderar vi att man byter solfångarsensorn förebyggande – även om den fortfarande fungerar. Orsaken är att kabelisolationen åldras och NTC-termistorn drifter gradvis. En tanksensor (med lägre maxtemperatur) kan hålla ut upp till 20 år utan problem.

Är det bättre att ha en sensor med kort eller lång kabel?

Framför allt tekniskt sett är en kort kabel bättre (mindre resistans, mindre störningar). Kabeln bör vara så lång som du behöver för att kunna ladda den bekvämt utan onödiga vridningar. Rulla inte in onödiga delar av kabeln i en spole – det skapar induktans som kan orsaka mätstörningar hos vissa regulatorer. Om du har 1–2 m extra kan du enkelt ladda den i en slinga längs röret. Vid större överskott kan du kapa kabeln och avsluta den med en kvalitetsanslutskena.

Kan temperatursensorerna i solfångarsystemet kommunicera trådlöst?

I standardiserade solfångarsystem för bostadsbyggnader är sensorerna alltid kabelbaserade – och det finns goda skäl till det. Trådlösa sensorer kräver batterier eller extern ström, är känsliga för störningar och kan ha problem med signalen på tak med metallkonstruktioner. Vi rekommenderar alltid kabelbaserade PT1000- eller NTC-sensorer för hemmabaserade solfångarsystem. Trådlösa lösningar är mer vanliga inom industriella övervakningssystem.

Slutsats – en liten komponent, stor påverkan

Temperatursensorer är de billigaste men ändå avgörande komponenterna i ett solfångarsystem. Utan exakt mätning av solfångarns och tankens temperatur kan regulatorn inte utföra sin funktion – och hela investeringen i solfångare, pumpenhet, tank och installation fungerar ineffektivt eller inte alls. En regelbunden kontroll av sensorernas exakthet (minst en gång per år) och tidig byte vid första tecknen på fel är den billigaste metoden för att hålla solfångarsystemet i fullt drift under hela dess livslängd.

Om du inte är säker på vilken typ av sensor din regulator kräver, eller om du behöver råd vid val av ersättningsdel, kolla in tillgängliga sensorer och tillbehör i vår kategori solfångarsystem.

Har du en fråga kring denna tematik?

Vill du inte bestämma dig eller har du en specifik situation i din bostad? Skriv till oss – vi hjälper gärna.