Hur många solfångare klarar regleringen ZPS 6, ZPS 16 och ZPS 28

Hur många solfångare hanterar styrningarna ZPS 6, ZPS 16 och ZPS 28?

När kunden väljer styrning för solfångarsystem är en av de första praktiska frågorna: "Hur många solfångare klarar denna station över huvud taget?" På första ögonkastet verkar svaret enkelt – det är ju bara en pump och några givare. I verkligheten är det dock mycket mer komplicerat, där flera faktorer spelar roll: hydrauliskt motstånd i solfångarfältet, prestandan hos den integrerade cirkulationspumpen, rörsdiametern, installationshöjden för solfångarna över stationen och en hel rad andra faktorer. I denna artikel går vi igenom detta i detalj, så att du exakt vet vad du kan förvänta dig av kontrollstationen ZPS 6, ZPS 16 och ZPS 28 – och vad du inte kan förvänta dig.

Varför räcker det inte att bara räkna solfångare – grunderna i hydraulik för solcirkulation

En vanlig platt solfångare eller en rörbunden vakuumfångare har ett visst hydrauliskt motstånd – det vill säga, hur mycket tryck som behövs för att mediet (ofta en frostskyddsmedblandning av glykol och vatten) ska kunna flöda genom den vid önskad flödeshastighet. En standardvärde för en platt solfångare med en yta på ca 2 m² ligger vid en flödeshastighet på 40–50 l/h i intervallet 20–60 mbar. När flera solfångare kopplas i serie (en efter en) adderas dessa motstånd, medan vid parallella kopplingar minskar det hydrauliska motståndet, men kravet på totalt flöde ökar.

Kontrollstationen är i grunden en integrerad produkt som innehåller cirkulationspump, kulventiler, återstängningsventiler, fyll- och tappventiler, termometer och manometer, och ibland även en flödesmätare eller flödesregulator. Hjärtat i hela enheten är pumpen – och just dess hydrauliska egenskaper (Q-H-kurva, alltså sambandet mellan flöde och pumpens tryckhöjd) avgör hur många solfångare stationen i praktiken kan hantera.

Från diagrammet är det tydligt varför parallellkoppling av flera solfångare väljs – det totala hydrauliska motståndet i fältet förblir relativt stabilt, men det önskade flödet förändras. Detta har direkt påverkan på val av pump i kontrollstationen.

ZPS 6 – för vilket solfångarfält är den anpassad?

Kontrollstationen ZPS 6 är utformad för små solfångarsystem i bostäder. Den integrerade pumpen med prestandan som motsvarar pumpgrupper med låg till medel höjd (typiskt ca 2–3 vattenpelare vid nominellt flöde) kan hantera ett solfångarfält med maximalt flödesuttag på cirka 6 l/min (360 l/h).

I praktiken innebär det följande: om vi räknar med rekommenderat flöde per m² av solfångarens yta, 40–50 l/h, kan ZPS 6 hantera ett solfångarfält med total yta på cirka 6–8 m². Beräknat till vanliga platta solfångare med mått 2,0 × 1,0 m (aktiv yta ca 1,9–2,0 m²) motsvarar det 3 till 4 solfångare. Vid koppling av 2 solfångare i serie och 2 parallella grenar – alltså totalt 4 solfångare – är ZPS 6 fortfarande hydrauliskt tillräcklig, förutsatt att den totala geodetiska höjden (höjdskillnaden mellan stationen och den högsta punkten i fältet) inte överstiger ca 5–7 meter.

När höjden ökar, till exempel vid solfångare på ett brant tak med höjdskillnad på 10 meter, måste pumpen även övervinna den hydrostatiska tryckskillnaden – och då minskar ZPS 6:s kapacitet. I värsta fall kan gränsen redan vara 2–3 solfångare, eftersom pumpen måste använda en del av sin energi för att övervinna höjden och har mindre reserv till flöde genom solfångarna. Detta är en av de saker som kunder ofta glömmer vid val av styrning.

ZPS 16 – medelklass för större bostäder

Kontrollstationen ZPS 16 är hydrauliskt dimensionerad för högre flöde och större pumptryck. Pumpen i ZPS 16 har en betydligt högre prestanda än ZPS 6, och den nominella flödeshastigheten vid belastning av solfångarfältet ligger ungefär i intervallet 8–16 l/min (480–960 l/h). Det motsvarar ett solfångarfält med total yta på cirka 10–20 m².

I konkreta tal: vid platta solfångare med ytan ca 2 m²/st kan ZPS 16 hantera 5–8 solfångare vid en vanlig installationsgeometri (höjd över stationen upp till 10 m, rör Cu 22 mm eller rostfritt slang 20 mm). Vid rörledningsfria solfångare, som har något annorlunda hydraulisk profil (beroende på tillverkare och modell) kan detta tal vara något lägre eller högre – det viktiga är alltid att räkna med de verkliga värdena för hydraulisk motstånd från solfångarens tekniska specifikation.

ZPS 16 dyker i praktiken ofta upp vid villor med högre behov av varmvatten – till exempel en familj på 5–6 personer, eller kombination av varmvattenuppvärmning och förvärmning av pool. I sådana fall består solfångarområdet av 6 solfångare anslutna i två parallella grenar med tre solfångare i varje – alltså en 3×2 anslutning. Denna konfiguration är hydrauliskt och temperaturmässigt balanserad och ZPS 16 hanterar den utan problem.

Viktigt varning från praktiken: om du planerar att utöka solfångarområdet i framtiden (till exempel lägga till ytterligare 2 solfångare för golvuppvärmning), är det bättre att direkt välja ZPS 28. Att byta station är flera gånger dyrare och mer arbetsskyldigt än att köpa en starkare enhet från början. Detta är en klassisk felaktighet vi ser hos kunder som ville spara på starten.

ZPS 28 – för stora system och kollektivinstallationer

Kontrollstation ZPS 28 representerar toppen av serien och är avsedd för stora solsystem. Den integrerade pumpen är kapabel att leverera flöde i intervallet ca 15–28 l/min (900–1680 l/h), vilket motsvarar ett solfångarområde med total aktiv yta ca 22–40 m².

I praktiken innebär det att ZPS 28 hanterar 10–14 platta solfångare med ytan 2 m²/st, anslutna i lämplig kombination av parallella grenar. Till exempel 4 grenar med tre solfångare i varje – alltså totalt 12 solfångare. En sådan lösning hittar du typiskt vid större villor med pool, pensionat, små hotell, bostadshus eller vid industriell förvärmning av tekniskt vatten.

Vid ZPS 28 är det särskilt viktigt att hela cirkulationen är korrekt hydrauliskt balanserad. Om de enskilda parallella grenarna inte är hydrauliskt balanserade (med hjälp av balansventiler eller Tichelmann-serien) kan flödet delas ojämnt – vissa grenar kan vara överdimensionerade och andra underdimensionerade. Styrningen startar pumpen korrekt, men hela systemet fungerar ineffektivt. Glöm inte hydraulisk balans vid större installationer.

Hur man korrekt bestämmer pumpens nödvändiga kapacitet – beräkningsprocess

Om du vill vara exakt vid val av kontrollstation är det nödvändigt att gå igenom följande beräkningsprocess. Det är inte raketvetenskap, men det kräver åtminstone grundläggande tålamod och teknisk specifikation från solfångarna.

Steg 1: Bestäm den totala aktiva ytan av solfångarområdet. Till exempel 6 solfångare × 2,1 m² = 12,6 m².

Steg 2: Beräkna det nödvändiga flödet. Rekommenderad värde för platta solfångare är 40–50 l/(h·m²). Vid 12,6 m² × 45 l/h = 567 l/h, vilket är ca 9,5 l/min. För rörledningsfria solfångare rekommenderas ibland lägre specifikt flöde (25–35 l/(h·m²)), alltså vid samma yta bara 315–441 l/h.

Steg 3: Bestäm den totala hydrauliska motståndet i cirkulationen. Det inkluderar motståndet från solfångarna (i tekniska specifikationen som "tryckfall vid nominellt flöde"), motståndet från rören (ca 10–15 mbar per meter, beroende på diameter och flödeshastighet), motståndet från armaturer (böjningar, kulventiler, återstängningsventiler) och geodetiska höjden i systemet (varje meter höjd = ca 100 mbar i ett slutet system, men i ett tryckreglerat system kompenseras hydrostatiken – det påverkar i verkligheten bara tryckförluster av friktion).

Steg 4: Hitta en pump vars Q-H-kurva täcker ditt arbetsområde. Arbetspunkten är skärningspunkten mellan det nödvändiga flödet och det totala hydrauliska motståndet. Den integrerade pumpen i ZPS-stationen måste ha tillräcklig reserv – idealiskt minst 20 % över den beräknade arbetspunkten.

Denna process är bara orienterande – vid större eller icke-standardinstallationer rekommenderas alltid konsultation med projektören eller leverantören.

Inverkan av solfångartyp på stationskapacitet

Alla solfångare är inte lika hydrauliskt. Platta solfångare med meanderformad absorberplatta har en annan hydraulisk profil än platta solfångare med parallell ledning (harf). Rörledningsfria solfångare (Heat Pipe eller Direct Flow) har återigen andra egenskaper.

Konkreta exempel från praktiken:

• Platta solfångare – meander: Hydrauliskt motstånd för en solfångare vid flödet 50 l/h är typiskt 40–80 mbar. Vid 3 solfångare i serie = 120–240 mbar. ZPS 6 hanterar det fortfarande, 4 i serie (320 mbar) är på gränsen.
• Platta solfångare – harf: Lägre motstånd, ca 20–40 mbar per solfångare. Du kan ansluta en solfångare till en serie mer vid samma station.
• Rörledningsfria Heat Pipe solfångare: Motståndet är lågt (endast genom huvudet), men det nödvändiga minsta flödet är lägre (ibland bara 20–30 l/(h·m²)). Å ena sidan tillåter det att hantera en större yta, men vid låga flöden finns risken för överhettning, därför är det nödvändigt att följa tillverkarens minsta flöde.
• Rörledningsfria Direct Flow solfångare: Högre hydrauliskt motstånd än alla andra typer, ibland upp till 100 mbar per rör vid rekommenderat flöde. Vid denna typ är det nödvändigt att vara särskilt noga vid val av station och ZPS 6 kan vara kapacitivt otillräcklig redan vid 2–3 solfångare.

Styrdon på reglerdon – vad beaktas vid styrning

Det är bra att komma ihåg att kontrollstationerna ZPS 6, ZPS 16 och ZPS 28 är integrerade hydrauliska enheter – de innehåller pump och armaturer, men styrningen (elektronik, givare, logik) är antingen integrerad eller kopplas externt. Styrningen själv – alltså "hjärnan" i systemet som bestämmer när pumpen ska slås på och av – begränsar inte direkt kollektorfieldens kapacitet. Den begränsas främst av pumpen.

För små system med ett till fyra solfångare kan en enklare differenstermostat vara en fullvärdig alternativ, till exempel Euroster 813 Solar, som du styr tillsammans med en extern pump som du själv dimensionerar. Fördelen är större flexibilitet vid val av pump, nackdelen är en mer komplex installation och behov av fler komponenter. Skillnaderna mellan dessa tillvägagångssätt beskrivs mer ingående i artikeln Euroster 813 Solar vs. kontrollstationer ZPS: jämförelse av funktioner och användning samt i artikeln Hur man väljer styrning för solsystem: differenstermostat vs. kontrollstation.

Praktiska scenarier och exempel från verkliga uppdrag

Scenarie A: Familjebostad, 4 personer, uppvärmning av varmvatten

Klassiskt uppdrag – en familjebostad med en daglig förbrukning av ca 200–250 liter varmvatten. Solfångarfält: 3 plana solfångare (varje 2,15 m², meander). Seriekoppling. Höjd över stationen: 6 m. Rör Cu 18 mm, cirkullängd ca 20 m. Hydrauliskt motstånd i hela cirkulen inklusive rör och armaturer: ca 180–220 mbar. Önskad flödeshastighet: ca 3 × 2,15 × 45 = 290 l/h. För detta fall är ZPS 6 en idealisk val med tillräcklig marginal.

Scenarie B: Familjebostad med pool, 5 personer

En bostad med större förbrukning av varmvatten och uppvärmning av en 30 m³ pool. Solfångarfält: 7 plana solfångare i två grenar (2+3+2 inte, utan 3 och 4). Höjd över stationen: 8 m. Rör Cu 22 mm. Total flödeshastighet: 7 × 2,0 × 45 = 630 l/h. Hydrauliskt motstånd (parallella grenar, max 4 solfångare i en gren): ca 200–270 mbar. Här är det tydliga valet ZPS 16.

Scenarie C: Gästgiveri, 15 rum, uppvärmning av varmvatten och uppvärmning

Större kommersiell installation. Solfångarfält: 12 vakuumrör Heat Pipe (aktiv yta 2,3 m²/st) i fyra grenar med tre varje. Total yta: 27,6 m². Höjd över stationen: 12 m, rör rostfritt DN25, cirkullängd 35 m. Flödeshastighet: 27,6 × 30 l/(h·m²) = 828 l/h (för Heat Pipe lägre specifik flödeshastighet). Hydrauliskt motstånd: ca 150–200 mbar för parallell konfiguration. Val: ZPS 28 med marginal.

Scenarie D: Stuga, 2 personer, enkel värme

En stuga utan året runt boende, sommardrift. 2 plana solfångare i serie, varmvattenberedare 150 l. Höjd över stationen: 4 m, kort rör Cu 15 mm. Total flödeshastighet: 2 × 2,0 × 45 = 180 l/h. ZPS 6 är mer än tillräcklig, man skulle till och med kunna överväga Euroster 813 Solar med billigare extern pump – beroende på ägarens preferenser och installationskostnader.

Andra faktorer som påverkar stationens kapacitet

Viskositet hos frostskyddsmedel

Solcirkeln innehåller ofta inte ren vatten, utan en blandning av vatten med propylenglykol eller etylenglykol i proportioner ca 40–50 %. Denna blandning har en tydligt högre viskositet än vatten, vilket ökar hydrauliskt motstånd i hela cirkulen – särskilt vid låga temperaturer (vid start av systemet efter en natt i vår/efter sommar). I praktiken innebär det att vid 40 % koncentration glykol kan hydrauliskt motstånd vara 20–35 % högre än vid ren vatten. Pumpen i stationen måste räkna med detta.

Diameter och material i rören

Koppar 15 mm för cirkuler med flöde upp till ca 200 l/h, koppar 18 mm upp till ca 400 l/h, koppar 22 mm upp till ca 700 l/h. Rostfria slangar (Flexwell) har något högre motstånd än kopparrör av samma diameter, men vid korrekt dimensionering är skillnaden försumbar. Vid långa ledningar (över 20 m i en riktning) är det nödvändigt att välja större diameter, annars kommer förluster i rören dominera totala tryckförlusten och stationens kapacitet minskar effektivt.

Antal och typ av armaturer

Varje böj, varje T-arms, varje kulventil bidrar till motstånd. En kulventil i fullt öppnad position har typiskt ett motstånd motsvarande 0,5–1 m rör, en återstängningsventil 2–4 m rör, en termostatisk ventil kan vara upp till 10–20 m ekvivalent rör. Om ledningen går genom många armaturer kan totalt motstånd i ledningen bli högre än motståndet i solfångarna själva – vilket är en situation där ens en kraftigare station inte hjälper, om rören är dåligt dimensionerade.

Konfiguration av cirkulen i kombinerade system

Om solcirkulen är ansluten till värmeväxlar i varmvattenberedaren eller varmvattenberedaren, så bidrar värmeväxeln själv till hydrauliskt motstånd (en plattvärmeväxlar typiskt 50–300 mbar, beroende av storlek och flöde). Det är en annan faktor som måste beaktas i den totala hydrauliska beräkningen. Temat om anslutning av styrning till varmvattenberedare behandlas ingående i artikeln Hur man ansluter styrning av solsystem till varmvattenberedare eller varmvattenberedare.

Sammanfattning av orienterande värden i tabell

Parameter	ZPS 6	ZPS 16	ZPS 28
Max. flöde (orienterande)	upp till 360 l/h	upp till 960 l/h	upp till 1680 l/h
Solfångare (plan, 2 m²)	2 – 4 st	5 – 8 st	9 – 14 st
Aktiv yta i solfångarfält	upp till 6–8 m²	upp till 10–20 m²	upp till 22–40 m²
Typisk användning	Familjebostad, 2–4 pers., VTV	Större bostad, pool, VTV+uppvärmning	Gästgiveri, bostadsrätt, industri
Rekommenderad ledning	Cu 15–18 mm	Cu 18–22 mm	Cu 22–28 mm / DN25
Max. höjd över stationen (orienterande)	5–7 m	8–12 m	12–18 m

Värdena i tabellen är orienterande och gäller för platta meanderkollektorer med standardhydrauliskt motstånd, fryskapningsmedel med 40 % glykolkoncentration och vanlig ledningslängd för anslutning och retur till 25 m (enkelriktad). Avvikelser från dessa förutsättningar kan minska kapaciteten med upp till 20–30 %. Mer om hur man väljer solfångarstyrning finns i artikeln Hur man väljer styrning för solfångarsystem: vad man bör tänka på.

De vanligaste felen vid dimensionering av kontrollstation

• Försumnad av hydrauliskt motstånd i ledningarna: Konsumenten räknar bara med motståndet från kollektorerna och glömmer ledningarna, armaturerna och värmexväxlaren. Resultatet blir att pumpen arbetar på gränsen till sina möjligheter och hela systemet blir mindre effektivt.
• Försumnad av glykols viskositet: Beräkningen görs för ren vatten och den resulterande kapaciteten verkar tillräcklig. I verkligheten med glykolblandning räcker pumpen inte till och solfångarsystemet når inte det planerade utbytet.
• Seriekoppling istället för parallellkoppling vid flera kollektorer: 5 kollektorer i serie har ett hydrauliskt motstånd som inte ens ZPS 16 kan hantera. Rätt lösning är 2 parallella grenar med 2–3 kollektorer vardera.
• Välja ZPS 6 med planerad utbyggnad: Konsumenten planerar 3 kollektorer, men har plats kvar på taket. Efter 2 år läggs 2 till till, vilket ger totalt 5 kollektorer – kapaciteten hos ZPS 6 är uttömd och stationen måste bytas ut.
• Ignorering av installationshöjd: En kollektor på ett brant tak 12 m ovanför stationen belastar pumpen kraftigt. Vid ZPS 6 kan det bli problem redan vid 2 kollektorer, om cirkulationsledningen är lång.
• Försumnad av motståndet från plattvärmexväxlare: Kombinationen "station + värmexväxlare + kollektorer" kan visa ett totalt motstånd på 400–600 mbar, där ZPS 6 absolut inte räcker och ZPS 16 eller ZPS 28 är nödvändiga.

Vanliga frågor (FAQ)

Kan jag ansluta 5 kollektorer till ZPS 6?

Det är inte rekommenderat. ZPS 6 är hydrauliskt dimensionerad för maximalt 4 platta kollektorer med yta ca 2 m²/styck vid vanliga förutsättningar. Vid 5 kollektorer arbetar pumpen på eller utanför sina möjligheter, vilket leder till minskad flödeshastighet, otillräcklig kylning av kollektorerna och snabbare slitage av pumpen. Om du planerar 5 eller fler kollektorer, välj ZPS 16.

Är kapaciteten hos stationen samma vid rörkollektorer som vid platta kollektorer?

Inte alltid. Det beror på modellen. Heat Pipe-kollektorer har oftast lägre hydrauliskt motstånd, så du kan koppla fler stavar till en gren. Direct Flow-vakuumkollektorer har däremot högre motstånd, så vid samma antal kollektorer kan ZPS 6 vara otillräcklig där ZPS 6 skulle räckt vid platta kollektorer. Se alltid tekniskt blad för kollektor och kontrollera tryckfallet vid rekommenderat flöde.

Hur påverkar ledningslängden valet av kontrollstation?

Kraftigt. Varje meter Cu 18 mm-ledning vid flöde 400 l/h ger ca 10–15 mbar motstånd. Om anslutningsledningen är 30 m och returledningen 30 m blir det totala motståndet ca 600–900 mbar – vilket är mer än motståndet från kollektorerna själva. I sådana fall måste man antingen öka ledningsdiametern (t.ex. till Cu 22 mm) eller välja en starkare station. Det är en mycket vanlig situation vid installationer där kollektorerna ligger långt från teknikrummet.

Vad händer om pumpen i stationen är underdimensionerad?

Flödet genom kollektorerna blir för lågt. Mediet upphettas mer än planerat i kollektorerna, förångning kan ske och "klickande" i cirkulationsledningen kan uppstå. Styrningen tolkar fel temperaturer och vid extrema fall kan det uppstå stagnation – alltså fullständig stopp av cirkulationen och extremt höga temperaturer i kollektorerna (även över 180–200 °C), vilket snabbt försämrar fryskapningsmedlet och kan skada kollektorerna, ledningarna och stationen.

Kan jag ansluta två kontrollstationer till ett kollektorfält?

I teorin ja, men i praktiken är det felaktigt. Två pumpar i samma hydrauliska cirkulation påverkar varandra, vilket kan leda till instabil flödeshastighet och hydrauliska vibrationer. Rätt lösning är alltid att dimensionera en lämplig station, alternativt vid mycket stora system använda en extern pump med frekvensomriktare som täcker hela systemets behov.

Hur inser jag att kontrollstationen är otillräcklig för mitt system?

Klassiska tecken: systemet når inte det planerade temperaturutbytet, kollektorerna upphettas trots att pumpen arbetar, temperaturmätaren på utledningen (efter kollektorerna) visar för höga temperaturer, mediet i cirkulationen degraderas snabbt (brunfärgat, sur doft). Ett annat tecken är att styrningen ställer in pumpen (pumpen arbetade, men temperaturen i bufferttanken steg inte). I sådana fall måste man kontrollera flödet med flödesmätare och jämföra det med det rekommenderade flödet för kollektorerna. Mer om fel och deras tecken finns i artikeln Vanliga fel vid solfångarstyrningar: felmeddelanden, pumpavbrott och felaktiga givare.

Slutsats: orienterande siffror räcker inte – räkna med reella värden

Svaret på frågan "hur många kollektorer hanterar ZPS 6, ZPS 16 och ZPS 28" är kort: ZPS 6 täcker 2–4 platta kollektorer med total yta upp till ca 8 m², ZPS 16 täcker 5–8 kollektorer med yta upp till 20 m² och ZPS 28 hanterar 9–14 kollektorer med yta upp till 40 m². Dessa siffror gäller endast vid vanliga installationsförutsättningar.

I praktiken spelar varje enskilt faktor roll – typ och hydrauliskt motstånd hos kollektorerna, längd och diameter på ledningarna, antal armaturer, installationshöjd, glykolkoncentration och närvaro av plattvärmexväxlare. Om dessa faktorer avviker från normen kan du hamna i en situation där ZPS 6 inte ens räcker till för 2 kollektorer, eller tvärtom, ZPS 16 enkelt hanterar 9 kollektorer med gynnsam hydraulik. Rätt dimensionering bör alltid börja med en hydraulisk beräkning, inte bara orienterande tabeller.

Om du inte är säker på att din planerade konfiguration är korrekt, konsultera projektet med en expert innan inköp. Att byta ut en kontrollstation efter installationen är kostsam och onödig – och ingen kund bör behöva uppleva det bara för att man sparade tid på en rätt beräkning.

Har du en fråga om denna tematik?

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

För- och efternamn Fyll inte i detta fält:

E-post

Meddelande