Dociekliwy Inwestor: - Jaka powinna być zatem pojemność zasobnika i dlaczego jest on taki ważny?
Majster Guru: - Przede wszystkim sprawa podstawowa - system solarny nie może funkcjonować bez zasobnika. Przepływowe podgrzewanie c.w.u. po prostu nie wchodzi w grę - to nie kocioł gazowy. Wszystko dlatego, że dopływ energii słonecznej - a w efekcie i ciepła z kolektorów - potrafi się bardzo zmieniać. Zarówno z dnia na dzień, jak i z godziny na godzinę. Zasobnik musi więc być większy, niż w typowej instalacji zasilanej przez kocioł. Przyjmuje się, że powinien mieć pojemność 1,5-2 razy większą, niż dzienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę.
Przy typowym zużyciu, daje to 300-400 l dla 4 osób. Zasobnik będzie zatem znacznie większy od typowego, zasilanego tylko przez kocioł (najczęściej 120-150 l). To zwiększenie rozmiarów trzeba przewidzieć, planując kotłownię. Wielkość zasobnika jest wyjątkowo istotna dla pracy całej instalacji. Zbyt mały się nie sprawdzi, bo latem nie będzie w stanie wchłonąć całego ciepła z kolektora. Zbyt duży też nie ma sensu, bo będzie droższy, zajmie więcej miejsca, zaś wiosną i jesienią bardzo duża objętość wody będzie zbyt słabo ogrzana.
Ponadto zasobniki do instalacji solarnych powinny mieć specjalną konstrukcję. Najistotniejsza jest duża powierzchnia wymiany ciepła. Instalacja solarna zaczyna ogrzewać wodę, gdy różnica temperatury pomiędzy płynem solarnym a wodą wynosi zaledwie ok. 6°C, jeśli wężownica będzie mała, to wymiana ciepła będzie wówczas nieefektywna.
Zasobnik solarny ma i drugą wężownicę, ewentualnie grzałkę elektryczną. Poza sezonem letnim, kolektory zazwyczaj jedynie wstępnie podgrzewają wodę, np. od +10°C (temperatura wody wodociągowej) do +30°C. Wodę należy jeszcze podgrzać. Robi to kocioł przyłączony do drugiej wężownicy, ew. właśnie grzałka elektryczna.
W takim układzie:
- dolną wężownicę, która ma bezpośredni kontakt z zimną wodą wodociągową, zasila instalacja solarna;
- górną wężownicę zasila kocioł, żeby dogrzać do ostatecznej temperatury wodę już podgrzaną nieco przez dolna wężownicę. Przy czym wężownic może być więcej, jeżeli w instalacji są poza tym jakieś źródła ciepła, np. kominek z płaszczem wodnym.
- A co jeżeli ktoś już ma kocioł kupiony np. wraz z niewielkim zbiornikiem? Czy trzeba go wymienić?
- Niekoniecznie. Mniej popularnym, ale technicznie dobrym rozwiązaniem jest też szeregowy układ dwóch zasobników. Pierwszego z wężownicą instalacji solarnej, a drugiego z wężownicą zasilaną przez kocioł. Dzięki temu kocioł nigdy nie ogrzewa wody w pierwszym zbiorniku i można lepiej spożytkować ciepło z kolektorów. Proszę zauważyć, że w układzie, gdzie zasobnik jest tylko jeden, jeśli kocioł już podgrzał wodę, to nie można odebrać ciepła z kolektorów, Oczywiście, dwa zasobniki też nie są bez wad, bo nie możemy ciepłem słonecznym podgrzać wody w drugim zasobniku, jeżeli ta ostygnie.
Spotykany jest również układ, w którym zasobnik jest jeden, wyłącznie podgrzewany przez kolektory. Kocioł z kolei podgrzewa ją przepływowo - w czasie poboru jeżeli jest zbyt chłodna. Jak widać, możliwości jest wiele i wybranie najkorzystniejszej zależy od konkretnych uwarunkowań, choćby tego, jaki mamy kocioł oraz ile wolnego miejsca.
- Wspominał pan o włączaniu i wyłączaniu pompy obiegowej, jak rozumiem odbywa się to automatycznie?
- To chyba jasne, nie wyobrażam sobie ręcznego sterowania. Byłoby to wręcz absurdalne, biorąc pod uwagę, że najczęściej nie ma nas w domu w środku dnia, kiedy nasłonecznienie jest największe. Wszystkie układy solarne mają automatyczny sterownik. Jego praca nie jest może czymś szczególnie zawiłym, ale czasem jednak trudniejszym, niż może się wydawać.
- Co tu trudnego? Włączyć pompę, gdy kolektory się nagrzeją i wyłączyć, jeżeli stygną.
- Jeżeli idzie o zasadę, to ma pan rację, lecz bywają i sytuacje trudne. Współdziałanie sterownika instalacji solarnej oraz sterownika kotła musi być zgodne, dlatego najwygodniej, jeśli producent kotła, pompy ciepła czy innego urządzenia grzewczego, jakie mamy, przewidział opcję współpracy z kolektorami. Dobra automatyka powinna uwzględniać np. to, że ciepło z kolektorów dopływa tylko w niektórych godzinach i nie uruchamiać konwencjonalnego ogrzewania niepotrzebnie. Nie powinny mieć miejsca, takie sytuacje, że kocioł podgrzał wodę w zasobniku, a godzinę czy dwie później - kolektory nie mają gdzie oddać ciepła.
Ponadto w instalacji słonecznej kłopotliwe jest to, że temperatura czynnika roboczego, płynącego przez kolektory, oraz wody w zasobniku jest bardzo zmienna. W związku z tym prędkość przepływu czynnika roboczego także powinna być różna, bo od niej zależy intensywność wymiany ciepła. Niekiedy zatem projektant i wykonawca muszą się nieźle nagłowić.
- Nie przypuszczałem, że może to być tak zawiłe!
- Właściwie, to nigdy nie powinno być zawiłe, przynajmniej od strony użytkownika. Po to kupuje pan automatykę, żeby mieć ciepłą wodę, kiedy tylko jest potrzebna i w odpowiedniej ilości. Bez przełączania czegokolwiek i zmieniania ustawień. Główkować ma projektant oraz instalator, bo za to biorą pieniądze. Podam panu jeszcze jeden ciekawy przykład. Układ, którego z zasady powinno się unikać - kolektory zwrócone są ku różnym stronom świata, np. znajdujące się na przeciwnych połaciach dachu. Wówczas każda ich grupa powinna mieć własną pompę obiegową i sterownik, bo słońce będzie na nie padać w innym czasie.
Redakcja BD
fot. otwierająca: Ariston
Dodaj komentarz