Tematem niniejszego artykułu jest analiza techniczno – ekonomiczna instalacji słonecznej do przygotowania ciepłej wody użytkowej opartej na kolektorach płaskich i próżniowych rurowych dla typowej czteroosobowej rodziny. Analizę przeprowadzono dla stacji meteorologicznej Poznań za pomocą kalkulatora energetycznego instalacji słonecznych SOLAD .
Budowa i zasada działania instalacji słonecznej Buderus przeznaczonej do przygotowania ciepłej wody użytkowej
Instalacja słoneczna przeznaczona do przygotowania c.w.u. składa się z czterech podstawowych elementów (rys.1.1): kolektor słoneczny (1), stacja pompowa (2), układ regulacji pracą instalacji słonecznej (6), podgrzewacza c.w.u. (3).
|
| Rys. 1.1 Budowa instalacji słonecznej do przygotowania c.w.u. |
Kolektor słoneczny (1) przekształca energię promieniowania słonecznego w energię cieplną, która przekazywana jest za pomocą płynu słonecznego dalej do przygotowania c.w.u. w zasobniku (3), lub do wspomagania c.o., czy też podgrzania wody w basenie. Przetłaczanie płynu słonecznego (glikolu) zapewnia stacja pompowa (2). Układ sterujący (6) uruchamia ją, gdy temperatura płynu słonecznego w kolektorze (4) jest wyższa niż temperatura wody w zbiorniku (5). Energia cieplna oddawana jest wodzie użytkowej poprzez wymiennik wężownicowy znajdujący się wewnątrz zbiornika (7).
Instalacja słoneczna do przygotowania c.w.u. dla czteroosobowej rodziny
Założenia doborowe elementów instalacji słonecznej Buderus do przygotowania c.w.u.
- dzienne zużycie c.w.u.: 300dm³/dzień;
- zakładana temperatura c.w.u.: 45°C;
- roczny stopień pokrycia zapotrzebowania na c.w.u., przez instalację słoneczną: 55%;
- lokalizacja instalacji słonecznej: Poznań;
- montaż kolektorów słonecznych: dach skośny, dachówka;
- kąt nachylenia kolektora słonecznego do poziomu : 40°;
- ukierunkowanie kolektorów słonecznych: południe.
Dobór elementów instalacji słonecznej Buderus do przygotowania c.w.u., wraz z zestawieniem poniesionych kosztów inwestycyjnych
Dobór elementów instalacji słonecznej opartej na kolektorach płaskich typu Logasol SKW1.0 plus dla przyjętych założeń przedstawia tabela 2.1, natomiast dobór elementów instalacji słonecznej opartej na kolektorach próżniowych rurowych typu Vaciosol CPC12/6 dla przyjętych założeń przedstawia tabela 2.2.
| Instalacja słoneczna BUDERUS oparta na kolektorach płaskich Logasol SKW1.0 plus | Ilość | Cena netto [ZŁ] | Cena brutto [ZŁ] (w tym 22% VAT) |
| Kolektor słoneczny Buderus Logasol SKW1.0 plus | 3 | 10 679,00 | 13 028,38 |
| Podstawowy zestaw połączeń dla jednego rzędu kolektorów WF S20 | 1 | ||
| Zestaw podstawowy do montażu pierwszego w rzędzie kolektora WMT1 | 1 | ||
| Zestaw rozszerzający do montażu kolejnego w rzędzie kolektora WMT2 | 2 | ||
| Zestaw zamocowań zestawu podstawowego oraz rozszerzającego do dachu – dachówka | 3 | ||
| Naczynie wzbiorcze instalacji słonecznej – Flexcon Solar 18dm³ | 1 | ||
| Płyn do napełniania instalacji słonecznej – Solarfluid 20dm³ | 1 | ||
| Stacja regulacyjna pracy instalacji słonecznej – KS0105 biała/niebieska | 1 | ||
| Regulator pracy instalacji słonecznej – Logamatic SC20 | 1 | ||
| Zasobnik biwalentny ciepłej wody użytkowej – FUNKE SF 300dm³ | 1 | ||
| Materiały instalacyjne (rury, złączki, izolacja itp.) Montaż kolektorów słonecznych (wykonanie na gotowo), Rozruch techniczny | 2000,00 | 2440,00 | |
| Razem | 12 679,00 | 15 468,38 | |
| Tabela 2.1. Zestawienie elementów instalacji słonecznej Buderus opartej na kolektorach płaskich Logasol SKW1.0 plus dla czteroosobowej rodziny | |||
| Instalacja słoneczna BUDERUS oparta na kolektorach próżniowych rurowych typu Vaciosol CPC12/6 | Ilość | Cena netto [ZŁ] | Cena brutto [ZŁ] (w tym 22% VAT) |
| Kolektor słoneczny Buderus Vaciosol CPC12 | 1 | 13 589,00 | 16 578,58 |
| Kolektor słoneczny Buderus Vaciosol CPC6 | 1 | ||
| Podstawowy zestaw połączeń dla jednego rzędu kolektorów CPC Speed | 1 | ||
| Zestaw montażowy do trzech kolektorów CPC6 lub jednego kolektora CPC6 i jednego kolektora CPC12, dachówka | 1 | ||
| Naczynie wzbiorcze instalacji słonecznej – Flexcon Solar 18dm³ | 1 | ||
| Płyn do napełniania instalacji słonecznej – Tyfocor LS 20dm³ | 1 | ||
| Stacja regulacyjna pracy instalacji słonecznej – KS0105 biała/niebieska | 1 | ||
| Regulator pracy instalacji słonecznej – Logamatic SC20 | 1 | ||
| Zasobnik biwalentny ciepłej wody użytkowej - FUNKE SF 300dm³ | 1 | ||
| Materiały instalacyjne (rury, złączki, izolacja itp.) Montaż kolektorów słonecznych (wykonanie na gotowo), Rozruch techniczny | 2000,00 | 2440,00 | |
| Razem | 15 589,00 | 19 018,58 | |
| Tabela 2.2. Zestawienie elementów instalacji słonecznej Buderus opartej na kolektorach próżniowych rurowych Vaciosol CPC12/6 dla czteroosobowej rodziny | |||
Instalacja słoneczna oparta na kolektorach płaskich typu Logasol SKW1.0 jak i na kolektorach próżniowych rurowych typu Vaciosol CPC12/6 spełniają przyjęte założenia doborowe. Warto jednak zauważyć, że instalacja słoneczna oparta na kolektorach próżniowych rurowych typu Vaciosol CPC12/6 jest droższa od instalacji słonecznej opartej na kolektorach płaskich typu Logasol SKW1.0 plus o 23%.
Zestawienie energetyczne pracy instalacji słonecznej Buderus do przygotowania c.w.u.
Zestawienie energetyczne pracy instalacji słonecznej Buderus opartej na kolektorach płaskich typu Logasol SKW1.0 plus dla przyjętych założeń przedstawia rys. 2.1, natomiast zestawienie energetyczne pracy instalacji słonecznej Buderus opartej na kolektorach próżniowych rurowych typu Vaciosol CPC12/6 dla przyjętych założeń przedstawia rys.2.2. Zestawienie energetyczne pracy instalacji słonecznej obliczono za pomocą kalkulatora energetycznego instalacji słonecznych Buderus–SOLAD dla stacji meteorologicznej Poznań.
|
| Rys. 2.1. Zestawienie energetyczne pracy instalacji słonecznej opartej na kolektorach płaskich typu Logasol SKW1.0 plus dla przyjętych założeń doborowych |
 |
| Rys. 2.2. Zestawienie energetyczne pracy instalacji słonecznej opartej na kolektorach próżniowych rurowych typu Vaciosol CPC12/6 dla przyjętych założeń doborowych |
Porównując dwie powyższe zależności energetyczne instalacji słonecznych opartych na kolektorach płaskich i próżniowych rurowych okazuje się, że oba rozwiązania spełniają przyjęte założenia wyjściowe. Warto jednak zauważyć, że instalacja słoneczna oparta na kolektorach płaskich, pod względem energetycznym, jest dużo wydajniejsza w okresach letnich (wiosna, lato) niż instalacja z kolektorami próżniowymi. Jednak, instalacja słoneczna oparta na kolektorach próżniowych jest wydajniejsza w okresach przejściowych (jesień, zima) (rys. 2.2).
Ilość energii cieplnej (niebieskie słupki) uzyskanej z kolektora płaskiego w miesiącach: maj, czerwiec, lipiec jest większa niż ilość energii cieplnej pozyskanej przez kolektor próżniowy w analogicznym okresie. Jednak w miesiącach: listopad, grudzień, styczeń, luty ilość energii cieplnej pozyskanej przez kolektor próżniowy jest znacznie większa niż przez kolektor płaski w analogicznym okresie.
Wnioski
Wiele osób zadaje sobie fundamentalne pytanie: jakie kolektory słoneczne mam zastosować w swojej instalacji słonecznej, płaskie czy próżniowe?
Odpowiedź na to pytanie nie jest prosta. Jeżeli będziemy latem zużywać duże ilości ciepłej wody, to powinniśmy wybrać kolektory płaskie. Jeżeli jednak zużycie wody latem i zimą jest porównywalne, a chcemy oszczędzać energię cieplną również zimą, to należy wybrać kolektory próżniowe. W niewielkim stopniu, ale pozwolą one na zaoszczędzenie energii cieplnej na podgrzewanie wody nawet w zimowe, ale bezchmurne dni.
Potrafią one zimą wstępnie podgrzać wodę w zasobniku do 25°C a nawet 35°C. Należy jednak zauważyć, że instalacja oparta na tych kolektorach będzie droższa o około 20% w stosunku do instalacji opartej na kolektorach płaskich dla tych samych założeń doborowych. Nie ma jednoznacznego i ogólnego zalecenia co do wyboru typu kolektora słonecznego.
Każdorazowo wybór taki powinien być poprzedzony głęboką analizą. Najważniejsze jest jednak, aby przed wyborem rodzaju instalacji słonecznej zastanowić się nad wielkością (pojemnością) zasobnika ciepłej wody w budynku, czy 300 czy 3000 litrów, nad zapotrzebowaniem budynku na ciepłą wodę użytkową (mały domek czy hotel), nad położeniem tej instalacji na obszarze Polski, oraz nad tym, czy kolektory mają wspomagać podgrzewanie wody w basenie czy ogrzewanie w budynku.
Jednak najważniejszym pytaniem jest określenie procentowego pokrycia produkcji c.w.u. przez instalację słoneczną. Od tego bowiem parametru zależy prawidłowa praca instalacji słonecznej i podgrzewanie wody w zasobnikach. Należy również pamiętać, że nawet najprostsze i najłatwiejsze instalacje słoneczne powinny być wcześniej obliczone i sprawdzone pod względem energetycznym. Można to szybko i precyzyjnie wykonać, posługując się prostym i niezawodnym kalkulatorem energetycznym instalacji słonecznych.
mgr inż. Adam KONISZEWSKI
Buderus Gdańsk
.
Zdaniem naszych Czytelników
demo
07 Jul 2016, 10:51
I komu tu wierzyć Instalatorowi czy dekoltowi ?
Gość Instalator
07 Jul 2016, 10:13
Dni gdzie śnieg zalega na kolektorach próżniowych to tylko raptem przynajmniej w środkowej Polsce to tylko parę-paręnaście dni w roku. Odśnieżanie kolektorów płaskich ciepłem ze zbiornika to kolejna bajka ponieważ potrzeba na to bardzo dużo energii cieplej.W czasie przejściowym ...
Gość dekolt
07 Mar 2016, 19:54
Nikt jednak rzetelnie nie poinformował o możliwości odśnieżania kolektorów obiegiem rewersyjnym. Śnieżne zimy to zero uzysku z kolektorów próżniowych, gdy kolektory płaskie można odśnieżyć i korzystać ze słońca nawet w mroźne dni. Niestety, ale przez termos nie da się ogrzać ...
T. Brzęczkowski
01 Jun 2011, 22:33
tradycyjnie zapraszam na budowę, zobaczy Pan jak to montujemy.
Jani_63
01 Jun 2011, 20:29
"Gdyby zajmował się Pan kiedyś "... itd bez sensu.Pan żeś oczywiście PPCi się zajmował i instalował je nad łazienką w domach z użytkowym poddaszem.Nota bene z treści Cytat jest zasobnik 200-250 l z pci postawiony nad lub obok. ...
T. Brzęczkowski
01 Jun 2011, 19:52
Cytat A te "małe termy" (pierwsze słyszę takie określenie PPCi do CWU) maja przeważnie w wersji z zasobnikiem 160l pojemności.Rozumiem że to te dedykowane do układów niecentralnych.Te duże do obsługi salonów kąpielowych mają już ...
bajbaga
01 Jun 2011, 18:24
Bo TB jak elew idzie w zaparte. Wyszło mu, że jego „propaganda” oszczędnej kąpieli nie trafiła na podatny grunt, więc „stworzył” PCi do zastosowania niecentralnego.A tymczasem jest to normalna pompa ciepła powietrze/woda, o małej mocy, dedykowana do grzania CWU (zasilanie ...
Jani_63
01 Jun 2011, 18:06
Cytat Przy małym zużyciu prysznic, kuchnia... optymalne są małe termy tak by nie było ciepłej wody w rurkach. Natomiast do łazienki z wanną czy pokoju kąpielowego jest zasobnik 200-250 l z pci postawiony nad lub obok. ...
bajbaga
01 Jun 2011, 17:58
NO ! A te (około) 60 dB, to udawać będzie szum oceanu lub raczej wodospadu, a temperatura powietrza - kąpiel w nieogrzewanej łazience w zimie na Alasce.
Barbossa
01 Jun 2011, 17:43
przeca można to lekko podrasować, przykleić to i owo (np łapki jakieś), wystylizować na coś a'la Asimojest wiele możliwości...
bajbaga
01 Jun 2011, 17:26
Cytat Natomiast do łazienki z wanną czy pokoju kąpielowego jest zasobnik 200-250 l z pci postawiony nad lub obok. Nowoczesna łazienka, wypieszczona, wystylizowana, cacuszko – aż tu nagle, jeb - patent TB. No chyba, że łazienka ...
T. Brzęczkowski
01 Jun 2011, 16:58
Cytat A czym różni się PPCi do CWU w układzie centralnym a niecentralnym? To jakaś nowa terminologia ery TB - po 1990 roku? Przy małym zużyciu prysznic, kuchnia... optymalne są małe termy tak by nie było ciepłej wody w ...
Jani_63
01 Jun 2011, 16:25
bajbaga
01 Jun 2011, 15:46
No w zasadzie jest to możliwe – przy każdym punkcie poboru CWU, 1 szt. takiej PCi.W każdym innym przypadku - będzie to centralne CWU.
Jani_63
01 Jun 2011, 15:24
Cytat lepiej się sprawdzi do łazienki z wanną pompa ciepła na zasobniku ( oczywiście w układzie niecentralnym) za 5000zł ( z zasobnikiem) A czym różni się PPCi do CWU w układzie centralnym a niecentralnym? To jakaś nowa ...
T. Brzęczkowski
01 Jun 2011, 14:43
"lanie wody" to Pana specjalność. Nawet przy 300l/dziennie solar może zamontować tylko ktoś nie umiejący liczyć. A nawet przy większym zużyciu, od kolektora lepiej się sprawdzi do łazienki z wanną pompa ciepła na zasobniku ( oczywiście w układzie niecentralnym) za 5000zł ( z zasobnikiem)
Jani_63
01 Jun 2011, 11:26
Średnia wanna - pojedyncza 150-170cm długości to 160-200l pojemności.TB, dopisz jeszcze do swojej kalkulacji jakie masz oszczędności z racji nie wzięcia kredytu na budowę domu i mieszkania w kamienicy.Obracać pieniędzmi można w różny sposób i różnie kalkulować.
vega1
01 Jun 2011, 07:24
ile wody "wchodzi" do średniej wanny?
T. Brzęczkowski
01 Jun 2011, 07:12
kolektor za 15 000 za 19 000 - założenia 300l wody dziennieTo jakaś kosmiczna paranoja, podgrzanie prądem 300 litrów wody to 5 zł/ gdyby tak faktycznie zużywać ... - 180 dni 900 złwpłacenie 19 000 zł na 5% daje 950 zł! A gdzie straty zimą na zasobniku a gdzie koszty i straty na ...
Gość harl
31 May 2011, 21:59
Jedne i drugie mają swoje zalety i wady. Wydajność kolektora płaskiego jest największa w miesiącach największego nasłonecznienia, ale w innych znacznie spada. Z kolei kolektory próżniowe charakteryzują się średnio stałą niezmienna wydajnością przez cały rok.