Zestawy solarne jako element zintegrowanego systemu grzewczego

Kolektory słoneczne stały się popularną alternatywą dla tradycyjnych źródeł energii wykorzystywanych w systemach grzewczych. Niewątpliwie jest to spowodowane stałym wzrostem cen gazu, oleju, węgla czy energii elektrycznej.

Ogrzewanie wody „za darmo”

Generalnie w polskich warunkach klimatycznych zestaw solarny dobiera się w taki sposób, żeby służył do ogrzewania wody użytkowej. Przyjmuje się, że na 1 osobę potrzeba ok. 1,5 m² powierzchni czynnej kolektora płaskiego. Jednocześnie do zmagazynowania ciepłej wody, potrzebny jest zasobnik o pojemności 1,5 do 2 razy większej niż wynosi jej dobowe zużycie. Zatem przyjmując, że 4-osobowa rodzina zużywa ok. 200 l. na dobę, będzie potrzebny zasobnik o pojemności nie mniejszej niż 300 l.Taki dobór instalacji pozwala w półroczu letnim uzyskać od 80% do ponad 90% ciepłej wody „ze słońca”. Czyli koszty energii zużywanej na ogrzewanie wody zmniejszą się nawet o ponad 90%!

Na półrocze zimowe (wg danych statystycznych o nasłonecznieniu na terenie Polski publikowanych m.in. przez IMiGW) przypada natomiast tylko 23% rocznego promieniowania słonecznego. W związku z tym głównym źródłem ciepłej wody staje się w tym czasie kocioł zasilany konwencjonalną energią. Schemat 1 prezentuje najczęściej stosowaną instalację, w której kolektory ogrzewają wodę użytkową poprzez dolną wężownicę wymiennika c.w.u. Do górnej wężownicy podłączony jest natomiast kocioł c.o., który ogrzewa dom a w razie potrzeby przełącza się na ogrzewanie wody poprzez górną wężownicę.

Schemat 1. Instalacja solarna do ogrzewania wody użytkowej.

Jak wynika z przedstawionego opisu oczywiście nie da się pokryć całorocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę w 100% „za darmo”. Dobierając instalację w przedstawiony sposób średniorocznie uzyskuje się oszczędności w zużyciu energii sięgające 60%. Dlaczego nie więcej? Wynika to z faktu, że chcąc uzyskać więcej energii ze słońca należałoby zwiększyć powierzchnię kolektorów. Wtedy rzeczywiście zimą wzrosłaby produkcja ciepłej wody, jednak latem instalacja przegrzewałaby się i pojawiłby się problem, co zrobić z nadmiarem energii? Chyba, że byłaby możliwość wykorzystania jej do ogrzewania wody w basenie.

Czy kolektory ogrzeją dom?

Jak już zostało wspomniane na półrocze zimowe przypada stosunkowo mało promieniowania słonecznego, zatem chcąc myśleć o wspomaganiu ogrzewania domu należy znacznie przewymiarować instalację solarną i zastosować zbiornik buforowy z wbudowaną wężownicą solarną oraz z umieszczonym wewnątrz zbiornikiem do ogrzewania wody użytkowej. Taka instalacja przedstawiona jest na schemacie 2.

Schemat 2. Instalacja solarna do ogrzewania wody użytkowej i wspomagania ogrzewania budynku.

Należy oczywiście pamiętać, że zwiększenie powierzchni kolektorów będzie powodowało przegrzewanie instalacji latem, czyli takie rozwiązanie można stosować wtedy, gdy nadmiar energii może być zużyty np. do ogrzewania wody w basenie.

Na schemacie 2 przedstawiony jest zintegrowany system grzewczy, w którym połączone są 3 źródła ciepła: kolektory słoneczne, kominek z płaszczem wodnym i elektryczny kocioł c.o. Rozwiązanie to pozwala, przy zachowaniu niedużych kosztów eksploatacji, stworzyć układ zapewniający w pełni zautomatyzowane i komfortowe ogrzewanie domu i wody. Jednocześnie system nie wymaga budowy przyłącza gazowego ani specjalnego pomieszczenia na kotłownię, co znacząco obniża koszty inwestycji. Niewątpliwie tego typu rozwiązania, będą cieszyły się coraz szerszym zainteresowaniem.