Solarne wspomaganie ogrzewania domu pozwala zmniejszyć koszty ogrzewania domu i zapewnić 100-procentowe pokrycie potrzeb wody użytkowej poza sezonem grzewczym. Budowane również domy solarne pozwalają pokryć potrzeby ciepła od 50 do 100% rocznie. Standardowo pokrycie potrzeb ciepła w domach energooszczędnych zakłada się na poziomie 15 do 25%. Pozwala to ograniczyć przegrzewy w okresie letnim. Bardzo dobre rezultaty daje zastosowanie instalacji solarnych 3-systemowych, gdzie nadwyżka ciepła latem wykorzystana jest do podgrzewania wody basenowej w basenie sezonowym.

1. www.solarblog.pl
Dobór instalacji solarnej do wspomagania ogrzewania
 Możliwości wspomagania ogrzewania budynku
 3-systemowa instalacja solarna
 Zasady doboru i funkcjonowania instalacji solarnej

2. 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.

3. 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.

4. Slajd
4
Instalacja 3-systemowa w przykładowym domu
opis  następna strona

5. 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).

6. 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)
Zapotrzebowanieciepła[kWh]

7. 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.

8. 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]
Wymaganamaksymalna
mocgrzewcza[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

9. 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

10. 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

11. 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

12. Hewalex
Blisko 25-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl

13. Hewalex
Blisko 25-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl
Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych