Kolektory słoneczne wspomagające ogrzewanie

Najczęściej spotykane zastosowanie kolektorów słonecznych polega na ich wykorzystaniu do podgrzewania wody użytkowej. Ale kolektory znajdują także dodatkowe przeznaczenie – mogą być stosowane do wspomagania ogrzewania domu.

Biorąc pod uwagę stosunek kosztów instalacji do możliwych do uzyskania efektów, powszechnie za bardziej korzystny uważa się pierwszy sposób wykorzystania kolektorów. Tymczasem w krajach Europy Zachodniej coraz częściej montuje się instalacje solarne typu „kombi”, które służą zarówno do podgrzewania wody, jak i do wspomagania ogrzewania. Powodów ich popularności jest co najmniej kilka: rosnące ceny paliw wymuszają poszukiwanie rozwiązań energooszczędnych, które z kolei prowadzą do rozwoju technologii dążących do ograniczenia sezonowego zapotrzebowania budynków na ciepło. Prawdą jest także, że w związku z popularyzacją podobnych inwestycji oraz wdrażaniem nowych rozwiązań ich cena stopniowo spada.

Schemat instalacji kolektorów słonecznych
Schemat instalacji, w której kolektory słoneczne są wykorzystywane do podgrzewania wody oraz ogrzewania pomieszczeń

Dom pasywny

Czy w naszych warunkach klimatycznych warto rozważyć inwestycję w kolektory o podwójnym zastosowaniu? Z pewnością znajdą się zarówno ich zwolennicy, jak i przeciwnicy, którzy przedstawią odpowiednie wyliczenia na potwierdzenie prezentowanych przez siebie tez. Ważąc opinie jednych i drugich, można dojść do wniosku, że instalacja z kolektorami do wspomagania ogrzewania pomieszczeń okaże się opłacalna zwłaszcza wówczas, gdy cały system zostanie bardzo precyzyjnie zaplanowany, z uwzględnieniem niskotemperaturowego czynnika grzewczego. Instalację najlepiej jest zaprojektować w domu o niskim zapotrzebowaniu na energię do ogrzewania, co związane jest ze specyfiką naszego klimatu – zimą nasłonecznienie jest bardzo słabe i w związku z tym trudno jest uzyskać dużą moc cieplną z kolektorów słonecznych.

Instalacja z kolektorami wspomagającymi ogrzewanie domu okaże się opłacalna wówczas, gdy cały system zostanie precyzyjnie zaplanowany, z uwzględnieniem niskotemperaturowego czynnika grzewczego.

Instalacja niskotemperaturowa

Jeśli więc bierze się pod uwagę zastosowanie kolektorów do ogrzewania pomieszczeń, należy bardzo precyzyjnie zaprojektować całą instalację, której temperatura zasilania powinna wynosić 35°C. Jeśli będzie wyższa, uzyskamy mniej energii, ponieważ aby ciepło mogło zacząć przepływać z kolektorów, absorber musi osiągnąć temperaturę wyższą o kilka stopni od temperatury zasilania instalacji. Dobrym pomysłem jest zastosowanie w takim układzie ogrzewania podłogowego. W przypadku wykorzystania grzejników konwekcyjnych powinny one posiadać odpowiednio dużą powierzchnię. Wcześniej zostało już powiedziane, że system najlepiej sprawdzi się w domu o niskim zapotrzebowaniu na energię – dobrze zabezpieczonym przed stratami ciepła. W takim budynku najlepiej wypadnie udział energii słonecznej w stosunku do całości energii koniecznej do ogrzania pomieszczeń. O wykorzystaniu systemu solarnego do ogrzewania najlepiej jest więc pomyśleć na jak najwcześniejszym etapie – już podczas wybierania projektu domu.

Kolektory słoneczne na dachu
Kolektory służące do ogrzewania domu zajmują większą powierzchnię dachu niż kolektory wykorzystywane wyłącznie do podgrzewania wody

Powierzchnia kolektorów

Trzeba też pamiętać, że w przypadku podwójnego zastosowania kolektorów, ich powierzchnia musi być większa niż w przypadku ich wykorzystania tylko do podgrzewania wody (minimum 1m2 kolektora na 5m2 ogrzewanej powierzchni, ale można spotkać się z zaleceniami sugerującymi, że stosunek ten powinien wynosić 1m2 na 2m2). Zalecane są przy tym kolektory próżniowe, a nie płaskie, ponieważ ich konstrukcja zapewnia bardziej skuteczną ochronę przed stratami ciepła.

W przypadku podwójnego zastosowania kolektorów, ich powierzchnia musi być większa niż w przypadku ich wykorzystania tylko do podgrzewania wody.

W polskim klimacie można liczyć na to, że kolektory zapewnią do 40% energii potrzebnej do ogrzania wnętrz, przy czym ich udział będzie największy na początku oraz końcu sezonu grzewczego, a najmniejszy – w środku zimy, podczas najkrótszych i najmniej słonecznych dni w roku. Natomiast latem większa powierzchnia kolektorów może okazać się problemem. Aby uniknąć ich przegrzewania, można je zamontować z niewielkim nachyleniem lub sezonowo zasłaniać. Podczas cieplejszych miesięcy w roku kolektory można także wykorzystać do podgrzewania wody w basenie. A inwestorzy posiadający pompę ciepła, mogą odprowadzać ciepło z kolektorów poprzez wymiennik z zamiarem późniejszego wykorzystania tych rezerw.