[ Zamknij ]

Nowe zasady dotyczące cookies
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia Państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów na stronie Polityka Prywatności.


rejestracja

Ogrzewanie domu jednorodzinnego energią słoneczną

Opublikowano: 26.02.2013
image

Najbardziej popularnym sposobem wykorzystania energii słonecznej w przypadku budownictwa jednorodzinnego obecnie są instalacje kolektorów słonecznych na potrzeby przygotowania ciepłej wody użytkowej CWU. Przyczynia się do tego fakt, iż słoneczne instalacje nie są zbyt drogie, a poza tym są na tyle proste, że nie wymagają zbyt skomplikowanych technologii i zastosowania drogich materiałów. Nie bez znaczenia jest też fakt, iż, dzięki dofinansowaniom po stronie państwa, zyskują na coraz to większej popularności. Instalacje tego typu składają się głównie z kilku elementów takich jak: kolektora, zbiornika magazynującego ciepło, systemu rurociągów, pompy, wymiennika ciepła, a czasami także układu kontrolno – sterującego i pomocniczego podgrzewacza wody. Jak podaje literatura [1] instalacje tego typu można podzielić na trzy zasadnicze grupy:

  • na instalacje aktywne, z obiegiem wymuszonym – przepływ czynnika odbywa się przy pomocy pompy cyrkulacyjnej,
  • instalacje pasywne z tzw. przepływem naturalnym wynikającym z różnic gęstości czynnika w kolektorze oraz w zbiorniku (bezpompowe),
  • instalacje bez przepływu czynnika tzw. kolektory magazynujące, czyli zbiornik magazynujący w tym przypadku jest także i kolektorem energii promieniowania słonecznego – integrated storage collector.

W naszej strefie klimatycznej najczęściej spotyka się pierwszy typ instalacji słonecznych, ponieważ u nas często występują w ciągu roku ujemne temperatury, a to wymusza potrzebę, zastosowania układów z wydzielonym obiegiem pierwotnym - kolektorowym, w którym krąży mieszanka niezamarzająca np. wodny roztwór 40-50% glikolu propylenowego z dodatkiem uszlachetniaczy, które zabezpieczają kolektor przed uszkodzeniem przy spadku temp. poniżej -20o C.

 

Można także czasem spotkać kolektory magazynujące. Jednak nadają się one wyłącznie do pracy w temperaturach powyżej zera, a więc w naszych warunkach klimatycznych wykorzystuje się je w miesiącach cieplejszych, a w chłodniejszych nie są one używane. Ponadto podczas ich „wyłączenia” należy opróżnić zbiornik i instalację z wody.


Kolektory słoneczne najczęściej umieszcza się na południowych połaciach dachu, a jeśli jest to niemożliwe to na stelażach posadowionych na gruncie, co jednak ze względów estetycznych jest rozwiązaniem niechętnie stosowanym przez inwestorów. Urządzenia te sytuuje się pod pewnym kątem do płaszczyzny poziomej, od tego zależy także czas eksploatacji systemu słonecznego. Zbiorniki magazynujące umieszcza się przeważnie w piwnicy budynku w pobliżu kotła c.o. jeśli jest on uzupełniającym źródłem energii dla instalacji słonecznej. Innym prostszym rozwiązaniem jest grzałka elektryczna którą umieszcza się bezpośrednio w zbiorniku.


Sterowanie pracy instalacji odbywa się przy pomocy elektronicznego układu sterowniczego, czasem też stosuje się ręczną regulację przepływu. Ponieważ kolektory słoneczne produkowane są w kilku znormalizowanych wymiarach (powierzchnia absorberów to najczęściej od 1,5-2,0 m2) zatem łączy się je w grupy po kilka sztuk, tzw. baterie, przy czym najczęściej kolektory łączy się równolegle, szeregowo lub też jako kombinację tych połączeń, a wynika to z obliczeń i zależy od pojemności zbiornika akumulacyjnego, który w przypadku instalacji domowych zawiera się w przedziale od 200 – 300 litrów.


Rynek kolektorów słonecznych to jedna z najdynamiczniej rozwijających się gałęzi przemysłu na świecie i w Europie. Potentatem w tym zakresie od lat są Chiny. Produkuje się tam najwięcej cieczowych kolektorów słonecznych. W Polsce największą popularnością cieszą się płaskie kolektory cieczowe lub powietrzne, oraz kolektory rurowo – próżniowe, ewentualnie rzadziej stosowane kolektory skupiające. Urządzenia te różnią się od siebie nie tylko budową, ale także i sprawnością czyli stosunkiem energii odebranej przez czynnik roboczy do ilości promieniowania, które dociera do kolektora. Oczywiście od tego parametru zależy także cena urządzenia.


Jeśli zaś chodzi o wymiarowanie słonecznej instalacji to najczęściej powierzchnia kolektorów jest wymiarowana pod kątem maksymalnego pokrycia zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową i to głównie w okresie letnim. Jeśli ilość promieniowania słonecznego w okresie wiosenno - jesiennym jest wystarczająca tego typu instalację mogą służyć do dogrzewania pomieszczeń w tym okresie, a często także do ogrzewania wody basenowej. Jak podaje literatura [2] przyjmuje się, że w przeciętnych warunkach polskich kolektory wytwarzają ok. 300-500 kWh/m2 użytecznej energii cieplnej rocznie. Udział energii słonecznej w całkowitym zapotrzebowaniu na ciepłą wodę użytkową w gospodarstwie domowym może sięgać ok. 70%, zaś w ogrzewaniu pomieszczeń do 30%. Generalnie jednak przyjmuje się zasadę, że przy doborze powierzchni kolektorów na potrzeby c.w.u. na jednego użytkownika wystarczy 1 m2 powierzchni kolektora.



Literatura:
[1] Pluta Z. „Słoneczne instalacje energetyczne” Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2007 str. 15-16,
[2] Wiśniewski G., Gołębiowski S., Gryciuk M., Kurowski K., Więcka A. „Kolektory Słoneczna, Energia Słoneczna w Mieszkalnictwie, Hotelarstwie i Drobnym Przemyśle”, Wydawnictwo Medium, Warszawa 2008, str. 61,
Foto: sxc.hu


Opracowanie: mgr inż. Joanna Kopica, mgr inż. Radosław Turski.
Materiał objęty prawem autorskim. Publikacja w części lub w całości wyłącznie za zgodą redakcji.



Katalog firm

  • Hewalex

    Ponad 25 lat rozwoju – od wizji do wiodącego producenta Rozwó…
    Hewalex
  • Galmet

    Galmet jest największym polskim producentem urządzeń grzewczych, z blisko 35-…
    Galmet
  • De Dietrich

    De Dietrich to jedna z najstarszych marek w branży grzewczej na świecie. W 20…
    De Dietrich

Kolektory słoneczne

Forum