Tanie ogrzewanie

autorem artykułu jest Adrian Florek

Jako pierwszy dziś ukaże się artykuł o kolektorach słonecznych. Jak wcześniej wspomniałem chcę przybliżyć w ten sposób tajniki związane z budową jaki z eksploatacją obiektów budowlanych. W naszym kraju są bardzo dobre warunki do uzyskiwania energii cieplnej pozyskiwanej w sposób, który prezentuję w tym oto artykule.

Warto zacząć od podziału kolektorów, zatem możemy wyróżnić: płaskie (gazowe, cieczowe, dwufazowe), skupiające (zwykle cieczowe), rurowe (próżniowe) oraz specjalne. Kolektory zbudowane są z przezroczystego pokrycia, które zapewnia wewnątrz kolektora efekt cieplarniany, absorbera, który wykonany jest najczęściej z blachy miedzianej pokrytej tak zwaną powłoką selektywną. Do absorbera przylutowany jest wymiennik ciepła, są to najczęściej rurki miedziane. Najważniejsze w kolektorach słonecznych jest izolacja, która zapobiega uwalnianiu się ciepła, które gromadzi się w kolektorze.
Do pozostałych elementów instalacji słonecznej należą:

  1. zbiornik na wodę – może to być dowolny zasobnik ciepłej wody, najczęściej stosowany jest zbiornik z wymiennikiem ciepła, przez który ogrzany czynnik grzewczy (np. glikol) z kolektora będzie przepływając oddawał energię,
  2. spirala żebrowa (wymiennik ciepła) – przez nią przepływa substancja od kolektora, znajduje się w zbiorniku wody, przepływająca substancja ogrzewa nam wodę będącą w zbiorniku,
  3. pompa – wymusza ona obieg glikolu przez wymiennik do kolektora,
  4. komputer – steruje pracą kolektora (np. reguluje temperaturę),
  5. glikol,
  6. zbiornik wyrównujący powstające ciśnienie w układzie.

Montując kolektory musimy pamiętać o kilku podstawowych warunkach, które musimy spełnić, należą do nich m.in. ułożenie kolektora na południe, optymalny kąt nachylenia do poziomu wynosi 45°, oraz podstawowy warunek to uwzględnienie podczas wybierania miejsca na kolektor położenia, w którym promienie będą się skupiać przez jak najdłuższy czas. Istnieje możliwość montowania kolektorów na dachach, lub ziemi.
Kolektory montujemy do krokwi przytwierdzając je specjalnymi hakami do spodniej konstrukcji odpowiednio dobranej do kąta, pod jakim nachylony jest dach. Kolektory słoneczne zamontowane są nad powierzchnią pokrycia dachowego. Na rynku możemy znaleźć też kolektory połaciowe. Są one wbudowane w połać dachu i w miejscu, w którym są zamontowane zastępują pokrycie dachowe. Standardowa konstrukcja przeznaczona jest do montażu na dachu o nachyleniu od 30 do 60 stopni, gdy kąt nachylenia dachu jest inny, stosuje się konstrukcję korygującą. Do montażu kolektorów na ziemi, stosuje się odpowiednią konstrukcję oraz obciążniki, które zabezpieczą system przed działaniem silnych wiatrów.

Do czego służą kolektory słoneczne i jak działają?

Możemy je wykorzystać np. do podgrzewania wody np. użytkowej, basenowej lub możemy wspomagać centralne ogrzewanie (warto zauważyć, że 1 m² kolektora jest w stanie ogrzać około 40-60 litrów wody). Dzięki zastosowaniu kolektorów słonecznych możemy zaoszczędzić kilka „groszy”, a przy okazji przyczyniamy się do ochrony środowiska, co teraz jest szczególnie ważne gdyż jesteśmy dłużni przyszłym pokoleniom niezniszczoną przyrodę. Warto zauważyć, iż instalacja solarna jest odpowiadająca kosztom wytworzenia 2.800 kWh energii pierwotnej. Kolektor zamienia energię promieniowania słonecznego słonecznego i przekazuje ją czynnikowi roboczemu, którym najczęściej jest glikol.

Parametry techniczne kolektora:

  • długość kolektora: 2,030m
  • szerokość: 1,026 m
  • wysokość: 0,087 m
  • ciężar bez cieczy: około 40 kg
  • powierzchnia absorbera: 1,8 m²
  • ciśnienie robocze: 6 bar
  • pojemność cieczowa: około 1,5 l.

Tego typu ogrzewanie ma wiele zalet, należą do nich przede wszystkim solidne wykonanie, które zapewni długotrwałe użytkowanie, wysoka sprawność energetyczna, estetyczny wygląd, a także niska cena, które gwarantuje szybki zwrot kosztów poniesionych na tego typu instalacje.

Moim zdaniem warto ponieść koszty związane z tego typu instalacją grzewczą, gdyż z tego, co zauważamy, warunki klimatyczne ulegają ociepleniu. Podczas eksploatacji poniesione koszty na instalacje nam się zwrócą, gdyż będziemy oszczędzać np. na ogrzewaniu drewnem lub węglem. Jak na razie energia słoneczna jest jednym z najlepszych alternatywnych źródeł energii.


Komentarz od autora serwisu efektywne-ogrzewanie.pl.

Szkoda, że to pierwszy i jedyny artykuł autora na temat kolektorów słonecznych. Szkoda, że aż tak hurraoptymistyczny. Niestety, przyszłość kolektorów wcale nie jest tak kolorowa. Do artykułu wkradło się też parę nieścisłości, postaram się więc zacząć od ich skorygowania a później wspomnę o szarej (jednak!) przyszłości kolektorów słonecznych.

Po pierwsze, kąt 45° do poziomu wcale nie musi być optymalny! Najczęściej spotykamy kolektory pracujące tylko latem, przygotowujące ciepłą wodę użytkową. Takie kolektory powinny być nachylone pod mniejszym kątem, aby skutecznie wykorzystać padające niemal pionowo letnie promienie słońca. Jeśli mają działać od kwietnia do października, optymalny będzie kąt 40°. Jeśli mają działać przez cały rok, muszą być nachylone pod kątem ok. 55°.

Po drugie, wcale nie ma konieczności montowania w układzie kolektora pompy wymuszającej przepływ czynnika roboczego. Możliwe jest stosowanie wielu różnych układów, m.in. układu termosyfonowego z przepływem grawitacyjnym — umieszczenie kolektora na wysokości niższej niż zasobnika ciepłej wody powoduje, że woda nagrzana w kolektorze sama przepływa do zasobnika dzięki konwekcji. Możliwe jest też stosowanie kolektora w układzie otwartym, podłączenie go do zimnej wody z wodociągu z jednej strony a z drugiej do zwykłego bojlera. Wtedy woda będzie nagrzana, bojler się nie włączy. Jeśli nie będzie dość ciepła, zostanie dogrzana przez bojler dzięki termostatowi.

Po trzecie, z tego samego powodu, co opisany powyżej, wcale nie ma konieczności stosowania wymiennika ciepła.

Jeśli zaś chodzi o przyszłość kolektorów, jest ona póki co szara i smutna. Kolektory są jeszcze ZBYT DROGIE by się opłacał ich montaż. Nawet przy ogrzewaniu wody prądem inwestycja zwróci się po kilkunastu latach, i to bez uwzględniania kosztów przeglądów, wymiany płynu roboczego i kosztu pracy pompki obiegowej. Może się więc okazać, że zanim kolektor się zwróci, trzeba go będzie wymienić. Z drugiej strony kolektory mogą nie tylko przynosić oszczędność pieniędzy, ale często też oszczędność czasu. Zwłaszcza, gdy ciepłą wodę użytkową podgrzewa jednofunkcyjny kocioł na paliwo stałe, który latem trzeba codziennie rozpalać.

Czy jest jakieś rozwiązanie? Owszem — budowa własnego kolektora słonecznego.

Komentarze
  • Witold napisał(a):

    Witam.
    Artykuł faktycznie wymaga
    dopracowania ale w paru zdaniach nie da się przedstawić tak złożonej materii jak instalacja solarna. Jednak w odpowiedzi autor serwisu centralne-ogrzewanie.pl. też nie do końca „czuje” temat.
    Nie jest prawdą, że najczęściej spotykamy kolektory pracujące tylko latem. Instalacje solarne wykonuje się do pracy całorocznej, nawet w obiektach turystycznych wykorzystywanych „tylko latem” po skończonym sezonie letnim ciepło z kolektorów słonecznych przekierowuje się do systemu grzewczego budynku. Tak buduje się instalacje nie tylko w dużych obiektach turystycznych ale i w domkach letniskowych.
    Natomiast w domkach jednorodzinnych gdzie tych instalacji jest najwięcej kolektory grzeją wodę przez cały rok! Oczywiście jeżeli pozwoli na to poziom nasłonecznienia.
    Kolektory słoneczne to takie urządzenia, które w swoim założeniu wymagają zastosowania w wymuszonym obiegu czynnika grzewczego a to z racji oporów przepływu. W tak zwanej harfie wiele cienkich rurek lub meandrze długość rury i wiele kolan powodują znaczny opór przepływu co praktycznie dyskwalifikuje kolektory do pracy w układzie termosyfonowym.
    Oczywiście można je do takiego układu podłączyć ale będą pracowały z mizernym skutkiem co wcale nie znaczy, że takich układów nie ma. Jak najbardziej są ale w Polsce się nie przyjęły ze względu na klimat.
    Również instalacji w układzie „otwartym” w Polsce się nie wykonuje a jeżeli już to są bardzo rzadkie przypadki którymi nie warto się zajmować.
    No i na deser kąt nachylenia.
    Do pracy całorocznej kolektory powinny być nachylone pod takim kątem jaka jest szerokość geograficzna w miejscu montażu. Czyli dla Polski między 51 a 54 stopnie. W praktyce montuje się jednak na połaci dachu i wykorzystuje się jednak kąt tej połaci. I tylko jeżeli dach jest płaski lub prawie płaski (do 30 stopni) kolektory montuje się na konstrukcji wsporczej. Jeżeli już faktycznie chcemy aby kolektory przynosiły nam największy uzysk latem to kąt powinien wynosić ok. 26 stopni a zimą 76 stopni a wynika to z położenia słońca w najdłuższym i najkrótszym dniu w roku.

    Witold Jabłoński

  • mgr inż. Krzysztof Lis napisał(a):

    @Witold: dzięki za tak precyzyjne informacje. Nie zgadzam się jednak w kwestii pracy kolektorów zimą. Każda solarna instalacja może pracować zimą, jeśli są ku temu sprzyjające warunki pogodowe. Uważam, że stwierdzenie, że „większość instalacji pracuje tylko latem” jest poprawne — chętnie jednak zobaczę jakieś dane, które temu stwierdzeniu przeczą.

  • Witold napisał(a):

    Witam.
    Przy stwierdzeniu „tylko latem” trzeba doprecyzować jakim okresem czasowym jest owe lato.
    Czy mamy na myśli lato w rozumieniu astronomicznym 22 czerwiec do 23 wrzesień, czy lato w rozumieniu klimatycznym.
    Lato w rozumieniu klimatycznym to okres gdzie średnie dobowe temp. przekraczają 15 stopni.
    A co w takim razie z wiosną czy jesienią? Proszę zwrócić uwagę, że wyraźny przyrost długości dnia oraz ilość godzin słonecznych zaczyna wyraźnie zaznaczać się już w trzeciej dekadzie lutego a przecież to jeszcze zima. Obserwacje z ostatnich lat pokazują, że najlepsze nasłonecznienie występuje w kwietniu gdzie czasem w nocy występują temp. ujemne przez co jest miej wilgoci w powietrzu a co za tym idzie lepsza przejrzystość powietrza w dzień.
    Inaczej można powiedzieć aby być w zgodzie ze stanem faktycznym to 80% nasłonecznienia występuje w miesiącach kwiecień-wrzesień włącznie a 20% październik-marzec.
    W moim komentarzu skupiłem się głównie na technicznym aspekcie wykonania instalacji solarnej, która jest zawsze przystosowana do pracy całorocznej, a więc zalana glikolem nawet gdy w „lecie” nie będzie ani jednego dnia słonecznego.
    I tu posłużę się przykładem z własnego podwórka. W kwietniu ubiegłego roku sprzedałem kolektory płaskie klientowi, który je sam zamontował. Z założenia miała być to instalacja do pracy właśnie w „lecie” a więc zalana wodą. Nikt z nas nie spodziewał się, że w jednej z nocy maja temp. spadnie poniżej zera, skutek wiadomy.
    Myślę, że wyjściem Salomonowym będzie stwierdzenie, że „wszystkie instalacje solarne najefektywniej pracują latem ale przystosowane są do pracy całorocznej.

    Witold Jabłoński

Dodaj komentarz