Majster Guru:– Często mamy problem z "przerośniętymi" instalacjami solarnymi.
Dociekliwy Inwestor:– Wspominał pan o tym, ale o co w istocie chodzi?
– Pozwoli pan, że posłużę się analogią. Zimą pewnie się pan cieszy, kiedy pogoda jest ładna i słońce wpada przez okno?
– A czy latem, w upał, jest pan równie zadowolony z tego, że słońce świeci w te same okna?
– No właśnie. W instalacjach solarnych zawsze trzeba się liczyć z nadprodukcją ciepła w okresie letnim. A jeśli zwiększymy powierzchnię kolektorów, to i skala tej nadwyżki będzie większa. Wracając do naszego przykładu z oknami – więcej kolektorów to jak więcej okien w tym samym pokoju, na nasłonecznionej elewacji. Jeżeli przesadzimy, w upały nie da się w tym wnętrzu wysiedzieć. Chociaż, istotnie, przy jesiennej szarówce będziemy się cieszyć z większej ilości naturalnego światła.
– Rozumiem w czym problem, ale na pewno są sposoby poradzenia sobie z tym.
– Są, i to nawet kilka. Najlepiej żeby nadmiar ciepła dał się jakoś z pożytkiem zagospodarować. Problemu nie ma, jeśli kolektory podgrzewają także wodę w basenie lub dom funkcjonuje latem jako pensjonat dla turystów, którzy zużywają zwykle dużo ciepłej wody.
Ciepło z kolektorów może również zasilać kolektor gruntowy pompy ciepła. W ten sposób przyspieszamy regenerację źródła dolnego po sezonie grzewczym. Grunt pełni też rolę akumulatora ciepła pozyskanego z energii słonecznej, bo przynajmniej jej część odzyskamy w sezonie grzewczym, gdy pompa ciepła pracuje.
– Ale ja nie planuję basenu, rozważam jedynie pompę ciepła. Pomyślałem jednak, że przecież i w mniejszym, prawidłowo dobranym systemie, mogą być problemy. Przecież słońce nie przestaje świecić, kiedy wyjeżdżamy na wakacyjny urlop i z c.w.u. nie korzystamy.
– Brawo! Rzeczywiście tak jest, lecz problem rozwiązano. Producenci przewidują taki tryb pracy urządzeń, gdy czynnik roboczy krąży w instalacji i nocą, gdy temperatura na zewnątrz jest niższa od temperatury podgrzanej za dnia wody, wówczas ciepło jest poprzez kolektor oddawane do otoczenia. Aczkolwiek efektywność tego rozwiązania może być zbyt niska. W końcu, absorbery kolektorów pokrywane są specjalnymi powłokami o słabej zdolności do wypromieniowania ciepła. Wymiana ciepła przez przewodzenie i konwekcję także jest słaba (zwłaszcza w kolektorach próżniowych).
Jeszcze inne rozwiązanie to osłony przeciwsłoneczne na kolektory. Mogą to być samoczynnie rozwijane rolety, ale niektórzy użytkownicy stosują doraźne rozwiązania, zakrywając po prostu kolektory tkaniną. Oczywiście, wymaga to dobrego dostępu do nich.
Ciekawszym rozwiązaniem jest tzw. system drain back, w którym normalnie kolektor jest pusty, bez czynnika roboczego. Czynnikiem roboczym jest zaś zwykła woda, którą pompa przenosi z zasobnika do kolektorów dopiero po wykryciu przez czujnik, że ich temperatura jest odpowiednio wysoka. Zaś po wyłączeniu pompy – woda sama, grawitacyjnie opada do zbiornika. Proszę zauważyć, że jeżeli woda w zasobniku jest już odpowiednio podgrzana i nie potrzebujemy więcej ciepła, wystarczy żeby sterownik nie uruchamiał pompy. Wówczas temperatura wody się nie podnosi, choćby nasłonecznienie było bardzo duże.
Przy czym należy wyraźnie powiedzieć, że instalacja, w której dochodzi do przegrzania w innej sytuacji niż urlopowy brak odbioru ciepła przez kilka dni, jest po prostu źle zaprojektowana – z nieodpowiednio dobraną wielkością kolektorów i zasobnika względem potrzeb.
– A ile w takim razie powinno być kolektorów i jak duży zasobnik jest niezbędny?
– Uprzedzam, że będę mówił o sytuacji typowej – gospodarstwa domowego dla 4 osób. Zakładam też zwrócenie kolektorów wprost na południe oraz nachylenie ich pod kątem ok. 45%. Jeżeli mamy liczną rodzinę albo latem prowadzimy pensjonat, powiększenie instalacji będzie jak najbardziej uzasadnione. W tym ostatnim przypadku, warto dodatkowo uwzględnić pewne inne zmiany.
Dla 4 osób potrzeba dziennie średnio 200–240 l ciepłej wody o temperaturze 45°C. Dobrze dobrana i ekonomicznie uzasadniona instalacja zapewnia pokrycie 50–60% rocznego zapotrzebowania na energię do podgrzania c.w.u.
Wystarczą do tego zwykle dwa kolektory płaskie o powierzchni ok. 4 m2. Taki sam stopień pokrycia może zapewnić jeden dobry kolektor próżniowy o powierzchni ok. 3 m2, a wówczas jego cena będzie konkurencyjna. Zasobnik powinien mieć w takiej sytuacji przynajmniej 300 litrów.
– Tylko dwa zwykłe kolektory? To przecież strasznie mało i na dachach zwykle widać ich przynajmniej 2 razy tyle!
– Zwiększenie liczby kolektorów może być czasem uzasadnione specyfi czną sytuacją, choćby niekorzystnym ustawieniem względem stron świata. Najczęściej jednak takie przewymiarowanie jest efektem braku kompetencji – zrozumiałej u prywatnego inwestora, lecz niewybaczalnej u fachowca.
A to ten pierwszy ma problem, jeżeli kolektorów zainstalowano po prostu zbyt wiele. Nie tylko zapłacił więcej, ale ma teraz problemy z nadmiarem ciepła. Nie bez powodu na forach internetowych wątki o tym, jak sobie poradzić z przegrzaniem kolektorów, są liczne i popularne. Pamiętam np. pomysły, żeby wyposażyć instalację w chłodnicę od ciężarówki!
Tymczasem, w dobrze zaprojektowanym systemie solarnym powinien wystarczyć odpowiednio dobrany zasobnik i naczynie wzbiorcze.
Redakcja BD
Skomentuj
Konsultacje z Majstrem Guru cz. 11 
