Jakie kolektory słoneczne w domu - płaskie czy próżniowe?

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

.