www.solarblog.pl

Dobór instalacji solarnej do wspomagania ogrzewania

Możliwości wspomagania ogrzewania budynku

3-systemowa instalacja solarna

Zasady doboru i funkcjonowania instalacji solarnej

Slajd

2

Zapotrzebowanie ciepła budynku

Budynki jednorodzinne budowane w ostatnich latach, cechują się coraz niższym

zapotrzebowaniem na ciepło dla celów ogrzewania.

Typ budynku Maksymalne jednostkowe zapotrzebowanie ciepła

[W/m2]

Wskaźnik sezonowego zapotrzebowania ciepła

[kWh/m2rok]

Stary dom o słabej izolacji cieplnej 100÷130 160÷200

Dom o przeciętnej izolacji cieplnej 70÷100 90÷120

Dom energooszczędny 50÷60 70÷80

Dom niskoenergetyczny 25÷35 30÷40

Dom pasywny 10 15

Przykładowo dom z lat 80/90 o powierzchni 200 m2, mógł potrzebować rocznie

32.000÷40.000 kWh ciepła, podczas gdy niskoenergetyczny 6.000÷8.000 kWh,

to jest nawet ponad 6-krotnie mniej. Maksymalne zapotrzebowanie ciepła dla

budynku o takiej powierzchni mogło się obniżyć z 26 do 5 kW.

Slajd

3

Przykład domu ze wspomaganiem ogrzewania

Budynek 1-rodzinny w standardzie energooszczędnym o powierzchni 160 m2,

maksymalnym zapotrzebowaniu ciepła 9,6 kW. Zapotrzebowanie ciepłej wody

użytkowej nie przekracza średnio 150 litrów/dzień (4 osoby).

Budynek zlokalizowany jest w III strefie klimatycznej (-20 oC). Podstawowe

źródło ciepła stanowi gazowy kocioł kondensacyjny zasilający instalację

ogrzewania podłogowego.

Slajd

4

Instalacja 3-systemowa w przykładowym domu

opis następna strona

Slajd

5

Instalacja solarna w przykładowym domu

Centralnym punktem instalacji solarnej jest podgrzewacz uniwersalny INTEGRA

o pojemności całkowitej 800 litrów (w tym 200 litrów wody użytkowej) do którego

można podłączyć kilka źródeł ciepła (kocioł gazowy, kocioł na paliwo stałe,

kominek z płaszczem wodnym, itd.). Podgrzewacz spełnia funkcję podwójną –

podgrzewania wody użytkowej i wspomagania ogrzewania, stanowiąc

jednocześnie bufor ciepła i sprzęgło hydrauliczne.

Instalacja solarna o powierzchni całkowitej 14,4 m2 absorbera złożona jest

z 8 kolektorów płaskich typu KS2000 SLP. Instalacja solarna podgrzewa poprzez

wężownicę, wodę grzewczą

w płaszczu podgrzewacza

uniwersalnego lub w razie

nadwyżek ciepła wodę basenową

poprzez wymiennik ciepła.

O pracy instalacji solarnej

decyduje sterownik ustalający

położenie 3-drogowego zaworu

rozdzielającego (ZR).

Slajd

6

Bilans cieplny przykładowego domu

Łączne zapotrzebowanie ciepła dla ogrzewania budynku i podgrzewania wody

basenowej jest pokrywane z pracy instalacji solarnej w 21%. W okresie od ok.

połowy kwietnia do początku września, kocioł grzewczy pozostaje wyłączony,

a ciepła woda użytkowa jest w całości podgrzewana przez instalację solarną.

Istotną rolę pełni poza sezonem grzewczym basen ogrodowy, który korzysta

z nadwyżek ciepła wytwarzanych przez instalację solarną. Dzięki temu możliwe

jest podwyższanie o około 4÷8 oC temperatury wody basenowej i zarazem

unikanie przegrzewów w instalacji solarnej i zwiększenie sprawności jej pracy

(wyższe uzyski ciepła wyrażone w kWh/m2rok).

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Uzysk ciepła: 8 kolektor płaski (14,4 m2 apertury)

2500

2000

1500

1000

500

Łączne potrzeby ciepła budynku

(ogrzewanie + ciepła woda)

Ciepła woda użytkowa

Ogrzewanie budynku

Ciepło dostarczane z instalacji solarnej

Ciepło dostarczane z kotła gazowego

Nadmiar ciepła (dla basenu ogrodowego)

Za

po

trze

bo

wa

nie

cie

pła

[kW

h]

Slajd

7

Dobór instalacji solarnej – tabela

Stopień pokrycia potrzeb ciepła

(łącznie c.w.u. oraz c.o.)

Wskaźnik doboru powierzchni apertury

Kolektory płaskie KS Kolektory próżniowe KSR10

15 %/rok 1,0÷1,1 m2/kW 0,7÷0,8 m2/kW

20 %/rok 1,3÷1,4 m2/kW 0,9÷1,1 m2/kW

25 %/rok 1,7÷2,0 m2/kW 1,2÷1,4 m2/kW

Dobór instalacji solarnej do wspomagania ogrzewania zaleca się wykonywać

z użyciem symulacji komputerowej (np. GetSolar, TSOL), co pozwala uwzględnić

szereg czynników istotnych dla określenia wymaganej powierzchni kolektorów

słonecznych i pojemności podgrzewacza pojemnościowego.

Dobór wskaźnikowy jest możliwy dla założeń brzegowych, że budynek posiada

system ogrzewania podłogowego, a zużycie ciepłej wody użytkowej jest na

standardowym poziomie 150-200 litrów dziennie.

Przykład: dom niskoenergetyczny o powierzchni 160 m2, wymaga maksymalnie

4,8 kW mocy grzewczej (160 30 W/m2), co dla uzyskania 20% pokrycia

łącznych rocznych potrzeb ciepła oznacza potrzebę zastosowania 6,2÷6,7 m2

kolektorów płaskich serii KS lub 4,3÷5,3 m2 kolektorów próżniowych KSR10.

Slajd

8

Dobór instalacji solarnej – nomogram

Dobór wielkości kolektorów płaskich można przeprowadzić za pomocą

nomogramu, przykładowo dla wymaganej mocy wspomaganego systemu

ogrzewania 6 kW, przy zastosowaniu powierzchni 9,5 m2 kolektorów płaskich,

można szacować stopień pokrycia potrzeb ciepła na 25% rocznie.

6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

16

14

12

10

8

6

4

2

Wymagana powierzchnia apertury [m2]

Wym

ag

an

a m

aksym

aln

a

mo

c g

rze

wcza

[kW

]

15%

20%

25%

30%

35%

UWAGA: warunki graniczne dla doboru według nomogramów: zużycie wody użytkowej CWU < 200 l/dzień, temperatura 45oC, nasłonecznienie standardowe dla Polski 1030 kWh/m2rok, III strefa klimatyczna, system ogrzewania podłogowego 35/27oC, warunki zabudowy kolektora słonecznego: kierunek południe (45o), nachylenie 30÷45o

Slajd

9

Podgrzewacz uniwersalny – główny element układu

Instalacje do wspomagania ogrzewania są najczęściej budowane w oparciu

o podgrzewacze uniwersalne, tzw. kombi. Ich funkcją jest zarówno podgrzewanie

wody użytkowej, jak i wspomaganie ogrzewania. Dodatkowo podgrzewacz może

pełnić rolę sprzęgła hydraulicznego dla połączonych w jednym układzie źródeł

ciepła, np. kotła gazowego i kominka z płaszczem wodnym.

Podgrzewacze uniwersalne

mogą mieć budowę typu

„zbiornik w zbiorniku”,

gdzie płaszcz zewnętrzny

stanowi wodę grzewczą

podgrzewaną przez różne

źródła ciepła, a zbiornik

wewnętrzny służy do

podgrzewania ciepłej wody

użytkowej.

zbiornik buforowy

wody grzewczej

zasobnik emaliowany

ciepłej wody użytkowej

wężownica grzewcza

(instalacja solarna)

przegroda rozdzielająca strefy

zbiornika buforowego

Slajd

10

Podgrzewacz uniwersalny – funkcjonowanie

Podgrzewacz uniwersalny typu INTEGRA funkcjonuje w oparciu o 3 strefy

temperaturowe pod stronie płaszcza (woda grzewcza w zbiorniku zewnętrznym).

Zapewnia to prawidłową współpracę systemu grzewczego i podgrzewania wody

użytkowej ze źródłami ciepła.

W ten sposób dolna chłodna strefa

podgrzewacza zapewnia skuteczny

odbiór ciepła z instalacji solarnej

i/lub kotła na paliwo stałe lub

kominka z płaszczem wodnym.

Górna strefa o najwyższej

temperaturze musi zapewnić

wymagany poziom

temperatury wody

użytkowej.

Strefa górna „gorąca” (rezerwa ciepła dla zapewnienia

komfortu podgrzewu CWU)

Strefa środkowa (zasilanie z głównego źródła

ciepła, np. kotła gazowego)

Strefa dolna „chłodna” (skuteczny odbiór ciepła

z instalacji solarnej lub

np. kominka)

Odbiór ciepła Instalacja grzewcza CO

Odbiór ciepła Ciepła woda użytkowa CWU

Zimna woda

wodociągowa Wejście do zasobnika

CWU

Slajd

11

Wspomaganie ogrzewania na rynku europejskim

W wielu krajach Europy Zachodniej, solarne wspomaganie ogrzewania jest

instalowane w nowych budynkach częściej niż standardowe instalacje solarne

do podgrzewania wody użytkowej. Dotyczy to np. Austrii, czy Niemiec, gdzie

dodatkowo rozwija się segment budownictwa „solarnego” i tzw. domy solarne

(Solarhaus) uzyskują wyższy standard energetyczny od domów pasywnych.

Roczne pokrycie całkowitych potrzeb ciepła w domu solarnym osiąga 50÷100%.

10 x kolektor płaski Hewalex (Polska) 8 x kolektor płaski Hewalex (Norwegia)

Fot. multikomfort.no

Hewalex Blisko 25-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym

www.solarblog.pl więcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

Hewalex Blisko 25-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym

www.solarblog.pl więcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła

Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych