logo
mapa katalogów
Forum dotyczące ogrzewania

Program: Pomocnik Instalatora


Jakiego paliwa używasz do ogrzewania?

Gaz ziemny : 229 (35%)

Gaz płynny : 21 (3%)

Olej opałowy : 34 (5%)

Paliwo stałe : 373 (57%)


Głosowanie


Porada dnia
Opór ekonomiczny w instalacji c.o.

Taki opór przy którym nie jest przewymiarowana instalacja (koszty inwestorskie) oraz opór hydrauliczny nie jest zbyt duży (koszty eksploatacyjne)
Dla odcinków prostych 70 [Pa/m]
Dla odcinków prostych z oporami miejscowymi 100 [Pa/m]
Oczywiście należy pamiętać o nie przekraczaniu maksymalnych prędkości czynnika grzewczego w rurach.

Źródło: Praktyka


Zobacz więcej porad w dziale INFORMACJE

Mądrość dnia

Kto myśli, że jest wyższy od swego przyjaciela - jest od niego niższy.



WWW.DOBREGRZANIE.COM / INFORMACJE / ARTYKULY

ARTYKULY artykuły związane z ogrzewabniem
CZAPY czyli Często ZAdawane PYtania
EKONO zagadnienia ekonomiczne związane z ogrzewabniem
PORADA DNIA archiwum porad dnia
PRAWO zagadnienia prawne związane z ogrzewaniem
PRZYDATNE ADRESY przydatne adresy stron internetowych

Palniki wentylatorowe
Pompa ciepla w twoim domu
Łączenie kotłów gazowych z węglowymi w jednej instalacji c.o.
Układy hydrauliczne kolektorów słonecznych
Obliczanie wskaźników efektywności zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych. Artykuł mgr inż. Józefa Dopke.

Palniki wentylatorowe

Stosowane obecnie kotły przystosowane są do spalania różnych rodzajów paliw. Wyróżniamy, więc kotły na paliwa:
- stałe (węgiel, drewno, miał, pelety),
- ciekłe (olej opałowy lekki, średni, ciężki),
- gazowe (gaz ziemny, gaz płynny - faza gazowa).
Spalanie każdego paliwa wymaga innej budowy komory spalania a co za tym idzie kotła. Najbardziej uniwersalne są kotły przeznaczone do współpracy z palnikami nadmuchowymi (wentylatorowymi). Umożliwiają one spalanie paliw gazowych oraz ciekłych. Budowę i działanie palników omówimy na przykładzie jednostopniowych palników olejowych i gazowych. Palniki nadmuchowe (wentylatorowe) składają się z:
- korpusu palnika,
- wentylatora ssąco-tłoczącego powietrze z silnikiem,
- pompy olejowej (spalanie oleju opałowego) lub armatury gazowej (spalanie gazu ziemnego i płynnego),
- transformatora zapłonowego i elektrod zapłonowych,
- automatu palnikowego wraz z kontrolą płomienia,
- rury palnikowej,
- dyszy (zespołu dysz) olejowej lub gazowej.
Na poniższym rysunku przedstawiono budowę jednostopniowego palnika olejowego typu Logatop BE firmy Buderus.

Palnik Logatop BE
Rys.1 Jednostopniowy palnik olejowy typu Logatop BE firmy Buderus

Powietrze zasysane jest i następnie tłoczone przez wentylator do rury palnikowej gdzie znajduje się system mieszający. Na wlocie powietrza do wentylatora lub między wentylatorem a systemem mieszającym znajduje się klapa powietrza umożliwiająca regulację ilości tłoczonego powietrza tak by uzyskać optymalny dla danego paliwa współczynnik nadmiaru powietrza i w konsekwencji skład spalin świadczący o dobrym spalaniu (całkowitym i zupełnym, mała zawartość substancji toksycznych). W rurze palnikowej znajduje się tarcza spiętrzająca oraz dysza olejowa (palnik jednostopniowy). Tu spotyka się powietrze z olejem i tworzy się mieszanka palna. Na początku drogi olejowej znajduje się zbiornik skąd olej zasysany jest przez pompę ssąco-tłoczącą znajdującą się w palniku. Na pompie olejowej znajdują się śruby regulacyjne umożliwiające nastawienie właściwego ciśnienia oleju. Ilość oleju, jaka wypływa z dyszy zależy od ciśnienia oleju przed dyszą (na pompie) oraz od wielkości zastosowanej dyszy. Wielkości dysz podawane są w [gph], czyli galonach na godzinę lub w [kg/h]. Wielkości dysz określone są zgodnie z normą EN293. Brzmi to tajemniczo, ale w praktyce serwisant regulujący palnik musi zastosować dyszę i ustawić ciśnienie zalecane przez producenta palnika. Pompa tłoczy dalej olej na dyszę gdzie następuje rozpylenie oleju do postaci mgły olejowej i wymieszanie z powietrzem.

Elementy w rurze palnikowej
Rys.2 Schematyczne przedstawienie rozmieszczenia elementów rurze palnikowej

Postęp, jaki nastąpił w ostatnich latach w dziedzinie budowy palników nadmuchowych umożliwił spalanie lekkiego oleju opałowego niebieskim płomieniem, co świadczy o czystości spalin i dobrej jakości spalania. Stało się to możliwe dzięki recyrkulacji spalin, czyli ponownym ich zawróceniu do strefy płomienia w celu dopalenia. Starsze typy palników (tzw. żółte) spalały olej żółtym, jasno-świecącym płomieniem. Jasne świecenie pochodziło od spalającego się węgla.
W przypadku nadmuchowych palników gazowych gaz na początku swej drogi przepływa przez blok gazowy gdzie następuje redukcja ciśnienia oraz ustalenie właściwego przepływu gazu. Następnie gaz podawany jest do dyszy gazowej lub zespołu dysz gazowych gdzie wypływa i tworzy z powietrzem mieszankę paliwowo-powietrzną. Spotykane są różne budowy dysz lub zespołu dysz gazowych.
Mieszanka paliwowo-powietrzna powstaje dopiero przy tarczy spiętrzającej. Zadaniem tarczy spiętrzającej jest:
1) zaburzenie i zawirowanie przepływu powietrza, aby uzyskać lepsze zmieszanie paliwa z powietrzem,
2) zmniejszyć prędkość przepływającego powietrza, aby nie nastąpiło zdmuchnięcie płomienia,
3) dokładnie wyregulować ilość podawanego powietrza do spalania.
Generalnie występuje tu zasada, że główną regulację ilości powietrza przeprowadza się za pomocą klapy powietrznej. W razie problemów można powietrze doregulować przesunięciem tarczy spiętrzającej w stosunku do rury palnikowej. Jednak nie wszystkie palniki to umożliwiają. W prezentowanym palniku Logatop BE firmy Buderus regulację powietrza przeprowadza się tylko za pomocą klapy powietrznej. Jednak tego typu palniki dedykowane są specjalnie dla kotłów Buderusa i układ tarczy spiętrzającej dobrany jest specjalnie dla danego typu kotła.
Gdy mamy już mieszankę palną brakuje tylko iskry do zainicjowania procesu spalania. Wypływająca mieszanka paliwowo-powietrzna tworzy stożek lub chmurę. Na brzegu tego stożka powinny znajdować się elektrody zapłonowe. Przeskakująca między elektrodami iskra, o napięciu 11 do 20 [kV], powoduje zapłon. Powstały płomień rozprzestrzenia się we wszystkich kierunkach, także w kierunku tarczy spiętrzającej z charakterystyczną dla każdej mieszanki prędkością rozprzestrzeniania się płomienia. Za tarczą spiętrzającą prędkość przepływającej mieszanki palnej jest większa od prędkości rozprzestrzeniania się płomienia i dopiero w pewnej odległości od tarczy prędkości te wyrównują się i tam powstaje granica płomienia.

Mieszanka palna
Rys.3 Rozmieszczenie elektrod zapłonowych względem mieszanki palnej

Aby spalanie było bezpieczne proces zapłonu, pracy i wyłączenia palnika powinien przebiegać w określonej sekwencji czynności. Czuwa nad tym automat palnikowy, który w określonej kolejności załącza poszczególne zespoły palnika. W przybliżeniu proces startu palnika wygląda następująco:
- po otrzymaniu sygnału zapotrzebowania na ciepło od regulatora nadrzędnego (kotła) następuje załączenie wentylatora w celu przedmuchania komory spalania, (aby uniknąć wybuchowego zapłonu),
- po ściśle określonym czasie przedmuchu, gdy w komorze spalania nie ma jeszcze mieszanki palnej, następuje załączenie elektrod zapłonowych,
- po pewnym czasie otwarty zostaje elektrozawór na pompie olejowej lub na bloku gazowym i paliwo zostaje podawane na dysze.
- w czasie określanym mianem czasu bezpieczeństwa czujnik płomienia (fotokomórka lub elektroda jonizacyjna) powinien wykryć płomień. Jeżeli w tym czasie nie nastąpi zapłon proces startu jest przerywany i palnik wchodzi w stan awarii. Po tym konieczna jest interwencja obsługi polegająca na ręcznym odblokowaniu automatu palnikowego i sprawdzeniu, co mogło być przyczyną usterki. Jeżeli sygnał płomienia pojawi się w momencie, gdy nie powinien automat także wejdzie w stan awarii. Wcześniej stosowane automaty palnikowe były typu analogowego jednak od pewnego czasu automaty palnikowe występują w wersji cyfrowej z mikroprocesorem.
Aby palnik poprawnie współpracował z kotłem należy przeprowadzić dobór palnika. Odbywa się to w oparciu o wykres pola pracy danego palnika. Wykres uwzględnia zakres mocy palnika (obciążenie cieplne komory spalania) w zależności od oporów komory spalania, jakie palnik będzie mógł pokonać.

Pole pracy palnika
Rys.4 Pole pracy palnika Logatop BE-A firmy Buderus

Aby dobór palnika został prawidłowo przeprowadzony bezpieczniej jest zlecić go firmie palnikowej, która uwzględni nie tylko opory komory spalania, ale także jej geometrię, ciśnienie i wartość opałową gazu, przepustowość ścieżki gazowej, typ kotła oraz inne. Kotły z nawrotną komorą spalania wymagają przedłużonej rury palnikowej, aby spaliny z palnika nie trafiły od razu do drugiego ciągu kotła. Aby uniknąć błędów w doborze palnika do kotła firmy palnikowe opracowują listy doborowe gdzie przedstawiony jest dobór palnika dla:
- danego typu kotła,
- mocy kotła,
- rodzaju paliwa,
- ciśnienia przed drogą gazową (w przypadku palników gazowych).
Na zakończenie podana zostanie klasyfikacja palników wentylatorowych:
Pod względem rodzaju spalanego paliwa palniki możemy podzielić na:
- palniki gazowe,
- palniki olejowe,
- palniki dwupaliwowe
Ze względu na typ konstrukcji:
- palniki jednoblokowe (monobloki),
- palniki dwublokowe (z oddzieloną głowicą spalania).
Ze względu na sterowanie:
- palniki jednostopniowe,
- palniki wielostopniowe (najczęściej spotykane są dwustopniowe),
- palniki modulowane (z płynną regulacją między mocą minimalną a maksymalną).
Palniki wielostopniowe posiadają dodatkowe siłowniki dla klap powietrznych, które umożliwiają odpowiednie ustawienie klapy powietrznej dla każdego stopnia pracy. Ilość gazu w palnikach wielostopniowych regulowana jest poprzez klapę gazową lub dwustopniowy blok gazowy (palniki dwustopniowe). W przypadku oleju należy zastosować dwustopniową pompę olejową (palniki dwustopniowe) albo pompę olejową z zaworem regulacyjnym (palniki modulowane).

W artykule wykorzystano materiały prezentacyjne i techniczne firmy Buderus oraz skorzystano z Podręcznika do projektowania firmy Riello.



Pompa ciepła w twoim domu.

Ostatnio coraz częściej do ogrzewania domu stosuje się urządzenia nazywane pompami ciepła. Co to jest i na jakiej zasadzie działa, zadają sobie niektórzy pytanie.
Pompa ciepła działa na takiej samej zasadzie jak każda lodówka typu sprężarkowego. Większość z nas, jeżeli nie wszyscy, ma takie urządzenie w domu. Aby wytłumaczyć jak działa pompa ciepła skupimy się, na początku, na zasadzie działania lodówki.
Pierwszymi urządzeniami do sztucznego chłodzenia (sposobami technicznymi) były chłodziarki jakie w XIX w. stosowano w Paryżu w cukierniach. Aby zabezpieczyć ciastka wystawione w witrynach przed zepsuciem zaczęto tylne ściany witryn budować w formie metalowych ścianek. Ścianki te od strony zewnętrznej polewano ciekłym eterem etylowym (cieczą wrzącą w niskich temperaturach), dzięki czemu eter parując ze ścianek witryn pobierał ciepło potrzebne do przejścia ze stanu płynnego w stan gazowy z wnętrza witryny a więc z wystawionych produktów cukierniczych. Podobnie spirytus rozlany na dłoni odparowuje dzięki ciepłu pobranemu z dłoni, która robi się chłodniejsza. Odparowany eter ulatniał się do atmosfery.

Witryna chłodnicza
Rys.1 Witryna chłodnicza

Urządzenie w tej wersji było mało wydajne, eter tracony był bezpowrotnie i poza tym konieczna była stała obecność osoby, która uzupełniała eter. Zaczęto się zastanawiać jak można by zautomatyzować cały proces tak by nie tracić eteru oraz by nie zatrudniać dodatkowej obsługi do urządzenia, która mogłaby zjeść słodkie specjały. Wykorzystano, w tym celu, zjawisko polegające na tym, że sprężony gaz podwyższa swoją temperaturę. Chyba każdy z nas pamięta, jak podczas pompowania dętki rowerowej czuł że rozgrzewa się pompka, tak że potrafiła nawet parzyć w rękę. Zaczęto więc zbierać odparowany eter i sprężać go dzięki czemu podwyższał swoją temperaturę. Taki gorący eter, w formie gazowej i pod ciśnieniem należało oziębić. Nie było to trudne, eter miał temperaturę wyższą niż otaczające go powietrze więc łatwo oddawał ciepło. Po ochłodzeniu eteru trzeba go było rozprężyć (choćby do ciśnienia atmosferycznego) poprzez dławienie na zaworze dławiącym dzięki czemu jeszcze bardziej obniżał swoją temperaturę i ciśnienie i przechodził z powrotem w stan ciekły. Efekty jakie zachodzą podczas rozprężania mogą przypomnieć sobie te osoby, które kiedyś korzystały z syfonów do wytwarzania w domu wody gazowanej. Po wkręceniu do syfonu naboju z dwutlenkiem węgla, gaz z naboju rozprężał się i wpływał do syfonu ochładzając przy okazji obudowę naboju. Palacze również pamiętają, że podczas napełniania zapalniczki propanem wypływający i rozprężający się propan ochładza wszystko co spotka na swojej drodze. Zimny i ciekły eter można było wykorzystać z powrotem do chłodzenia. Był to proces ciągły wymagający jedynie dostarczenia napędu do sprężarki (silnik elektryczny) i odbioru ciepła ze skraplacza gdzie eter był ochładzany. Tak powstały pierwsze lodówki sprężarkowe.

Pierwsza lodówka sprężarkowa
Rys.2 Pierwsza lodówka sprężarkowa

Co to wszystko ma wspólnego z pompą ciepła? Zadaniem lodówki jest chłodzenie jej zawartości a powstające przy okazji ciepło jest produktem ubocznym i odprowadzane jest na zewnątrz na tylnej ścince lodówki. W pompie ciepła chodzi właśnie o wykorzystanie tego ciepła, które powstaje podczas ochładzania czynnika ziębniczego (w Paryżu w XIX w. czynnikiem ziębniczym lub roboczym był eter). Pompa ciepła odbiera ciepło z otoczenia. W przypadku gruntu pobierane jest ciepło o temperaturze 0 [°C] przez co grunt jeszcze bardziej obniża swoją temperaturę. Oddawanie ciepła odbywa się przy temperaturze około 40 [°C] w domu poprzez instalację ogrzewania podłogowego.

Uproszczony obieg pompy ciepła
Rys.3 Uproszczony obieg pompy ciepła

Decydując się na instalację pompy ciepła, w pierwszym rzędzie należy zwrócić uwagę na koszt energii cieplnej dostępnej z innych dostępnych na miejscu źródeł ciepła (gaz ziemny, olej opałowy, drewno, węgiel). Podczas całorocznej pracy na każdy 1 [kW] pobranej energii elektrycznej pompa ciepła oddaje około 3 - 4 [kW] energii cieplnej. Obecnie pobierając przez godzinę prąd o mocy 1 [kW] (1 [kWh] - kilowatogodzinę, jednostkę energii) zapłacimy około 50 groszy brutto po podzieleniu przez 3 do 4 otrzymamy 13 do 17 groszy za 1 [kWh] energii cieplnej doprowadzonej do naszego domu.
Drugim aspektem na jaki należy zwrócić uwagę jest koszt pompy ciepła wraz z potrzebnymi elementami instalacji. Decydując się na pompę ciepła musimy wybrać skąd będziemy pobierali ciepło (o niskiej temperaturze) by po podwyższeniu temperatury w pompie ciepła móc je wykorzystać do ogrzania naszego domu.
W Polsce najczęściej jako dolne źródło ciepła stosowany jest grunt. Najtańszym sposobem na wykorzystanie ciepła z gruntu jest zakopanie w ogrodzie systemu rur, w których będzie płynęła ciecz niezamarzająca odbierająca ciepło ze swojego otoczenia (gruntu). Jest to wymiennik gruntowy poziomy. Powierzchnia ogrodu jaka wymagana jest do zakopania rur wynosi, w zależności od powierzchni domu jednorodzinnego i jego "energożerności" od kilkuset do prawie 2000 [m2]. Należy tu podkreślić, że stosowanie pompy ciepła jest opłacalne przy dobrze zaizolowanych cieplnie domach. Drugim, droższym sposobem na wykorzystanie ciepła z gruntu jest wykonanie odwiertów (wymiennik gruntowy pionowy) na głębokość rzędu 120 [m]. Dlaczego tak głęboko? Źródłem ciepła w gruncie są tak naprawdę żyły wodne. Kopiąc na taką głębokość zwiększamy prawdopodobieństwo na trafienie większej ich ilości niż w przypadku odwiertów o mniejszej głębokości np. 60 [m]. Może się zdarzyć, że 1 odwiert 120 [m] będzie bardziej wydajny niż 2 odwierty 60 [m].

Odwierty
Rys.4 Odwierty

Ilość odwiertów w zależności od powierzchni i "energożerności" domu wynosi od 1 do 4. Bardzo ważne jest dokładne oszacowanie długości rur i potrzebnej powierzchni wymiennika gruntowego poziomego lub głębokości i ilości odwiertów wymiennika gruntowego pionowego. Nieuczciwe firmy zaniżają wielkość wymiennika dolnego źródła ciepła po to by obniżyć koszty i przedstawić korzystniejszą ofertę. Wiedzą bowiem, że pompa ciepła z tak zwymiarowanym źródłem ciepła będzie pracować prawidłowo przez pierwszy sezon grzewczy. Jednak w sezonie letnim wymiennik gruntowy nie odbuduje w całości swojego potencjału energetycznego (pewna część gruntu np. 10 % nawet pod koniec lata będzie jeszcze zmrożona na kamień). Na początku następnego sezonu grzewczego, gdy nie będzie jeszcze dużego zapotrzebowania na ciepło układ będzie pracował prawidłowo ale gdy nadejdą większe mrozy wymiennik gruntowy zamiast dawać 100 % da jej tylko 90 %. Po kolejnym lecie następne np. 15 % gruntu nie odtaje i w zimie już tylko 75 % wymiennika gruntowego będzie do naszej dyspozycji. Dodatkowym efektem ubocznym jest przesunięcie się okresów wegetacji roślin, które nie rozwijają się w zmarzniętym gruncie. Podobnie rzecz się ma z wymiennikami gruntowymi pionowymi (odwiertami) jednak bez efektów związanych ze wzrostem roślin.

Przemarzanie gruntu
Rys.5 Przemarzanie gruntu

Innymi dolnymi źródłami ciepła, z których możemy skorzystać są powietrze i woda. Powietrze w naszych warunkach klimatycznych nie ma raczej dużego znaczenia ponieważ poniżej temperatury - 10 [°C] współczynnik wydajności COP pompy ciepła spada tak bardzo, że praca układu staje się nieefektywna. Woda jako dolne źródło ciepła stwarza z kolei problemy eksploatacyjne związane głównie z zatykaniem się filtrów lub studni zrzutowych wody. Najrozsądnieszym rozwiązaniem w przypadku wody jako źródła ciepła jest zatopienie w zbiorniku wodnym rur z czynnikiem niezamarzającym. Układ taki pracuje jak wymiennik gruntowy poziomy.
Trzecim aspektem jest koszt instalacji grzewczej. Pompy ciepła najlepiej pracują z układami ogrzewania podłogowego ponieważ umożliwiają one wykorzystanie ciepła o stosunkowo niskiej (jak na instalacje c.o.) temperaturze czynnika grzewczego. Jednak są one porównywalne z nowoczesnymi instalacjami z kotłami gazowymi kondensacyjnymi.
Celem artykułu nie było straszenie przyszłych użytkowników pomp ciepła ale zapoznanie z zagadnieniami systemów grzewczych opartych na pompach ciepła oraz przygotowanie, jako przyszłych inwestorów, na rzetelną rozmowę z firmą instalacyjną.



Łączenie kotłów gazowych z węglowymi w jednej instalacji c.o.

01. Schemat 01 - układ szeregowy z wymiennikiem ciepła
02. Schemat 01a - układ szeregowy
03. Schemat 01b - układ szeregowy z obejściem kotła węglowego
04. Schemat 02 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła
05. Schemat 02a - układ równoległy
06. Schemat 03 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym
07. Schemat 03a - układ równoległy ze sprzęgłem hydraulicznym
08. Schemat 04 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z rozdzielaczem bezciśnieniowym
09. Schemat 04a - układ równoległy z rozdzielaczem bezciśnieniowym
10. Schemat 05 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła
11. Schemat 05a - układ równoległy z buforem ciepła
12. Schemat 06 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i zaworem trójdrogowym
13. Schemat 06a - układ równoległy z buforem ciepła i zaworem trójdrogowym
14. Schemat 07 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła i sprzęgłem hydraulicznym
15. Schemat 07a - układ równoległy z buforem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym
16. Schemat 08 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym
17. Schemat 08a - układ równoległy z buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym
18. Schemat 09 - układ szeregowy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła
19. Schemat 09b - układ szeregowy z buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła
20. Schemat 10 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła
21. Schemat 10a - układ równoległy z buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła
22. Schemat 11 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła
23. Schemat 11a - układ równoległy z buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła

W związku z ciągłymi podwyżkami cen gazu ziemnego, płynnego lub oleju opałowego oraz niepewnością ich dostaw coraz bardziej popularne w Polsce jest instalowanie dodatkowego, źródła ciepła jakim jest kocioł na paliwo stałe lub kominek z płaszczem wodnym.
Jest wiele możliwości na zintegrowanie w jednej instalacji kilku, źródeł ciepła. Poniżej przedstawione zostanie kilka propozycji, które na pewno nie wyczerpują wszystkich możliwości jednak być może dadzą się zmodyfikować i przystosować do istniejących warunków lub potrzeb albo nakierują na jakieś nowe, lepsze rozwiązanie.
W artykule zaprezentowano schematy oparte, w przeważającej części, na buforach ciepła bez wężownicy oraz przy założeniu, że kotły na paliwo stałe będą, ze względów bezpieczeństwa, podłączone w układzie otwartym. Takie rozwiązanie jest według nas najbepieczniejsze. Jako uzupełnienie podano także schematy kotłów węglowych podłączonych do układu zamkniętego ale dodatkowo zabezpieczonych wężownicą schładzającą. W razie przekroczenia dopuszczalnej temperatury na kotle specjalny zawór termostatyczny wpuści wodę z sieci wodociągowej do wężownicy, a ta przepływając, przejmie nadmiar ciepła od kotła i go schłodzi. Ogrzana woda odprowadzana jest do kanalizacji. Jest to więc czysta strata energii. Możliwe obecnie podłączenie kotła węglowego w układzie zamkniętym pozwala na wyrugowanie z instalacji wymiennika ciepła wraz z dodatkową pompą (pomiędzy buforem a wymiennikiem ciepła) i uproszczenie samej instalacji wraz z obniżeniem kosztów eksploatacji.
Dla porządku, dla osób nie mających na co dzień kontaktu z techniką grzewczą, poniżej zamieszczono wyjaśnienie zastosowanych w artykule oznaczeń.


Rys.01 Zastosowane oznaczenia
Rys.01 Zastosowane oznaczenia

Objaśnienie nazewnictwa schematów. Schematy bez dodatkowej litery po numerze schematu to układy w których kocioł na paliwo stałe pracuje w układzie otwartym i od reszty układu (pracującej w układzie zamkniętym) oddzielony jest przy pomocy wymiennika ciepła. Jeżeli po numerze schematu występuje litera "a" oznacza to układ, w którym kocioł na paliwo stałe pracuje w układzie zamkniętym (brak wymiennika ciepła). Litera "b" oznacza że kocioł na paliwo stałe pracuje w układzie zamkniętym ale w układzie występuje zawór obejściowy co ma znaczenie w układach szeregowych.

01. Schemat 01_usWc - układ szeregowy z wymiennikiem ciepła
Jeżeli kocioł węglowy chcemy podłączyć do istniejącej juz instalacji najmniej inwazyjnym sposobem jest szeregowe połączenie obu źródeł ciepła. Taki układ daje nam możliwość zasilania kilku obiegów grzewczych o zróżnicowanych temperaturach pracy (konieczność zastosowania mieszacza, -y).

Układ szeregowy z wymiennikiem ciepła
Rys.02 Układ szeregowy z wymiennikiem ciepła

W typ przypadku chłodna woda wracająca z instalacji c.o. przepływa najpierw przez pomocnicze źródło ciepła PZC (np. wymiennik ciepła, kocioł węglowy, kominek z płaszczem wodnym,) tam ogrzewa się i ogrzana płynie dalej do głównego źródła ciepła GZC. Tam o ile jest to konieczne następuje dalsze podgrzanie do temperatury potrzebnej na zasilaniu obiegów grzewczych. W tym przypadku automatyka GZC przez cały czas nadzoruje pracę pomp i zaworów mieszających na poszczególnych obiegach grzewczych.
Przy rozważaniu możliwości zastosowania takiego układu należy wziąć pod uwagę zachowanie się automatyki zabezpieczającej kotła.
1) W przypadku gdy na kotle węglowym lub kominku z płaszczem wodnym osiągniemy temperaturę powyżej 100 [°C] niedługo potem taką temperaturę może osiągnąć GZC a wtedy automatyka zabezpieczająca GZC wejdzie w stan awarii wyłączając przy okazji palnik. Pytanie czy w tym czasie pompy obiegowe na poszczególnych obiegach grzewczych będą włączone umożliwiając rozbiór ciepła czy też wyłączone (brak odbioru ciepła, niebezpieczeństwo uszkodzenia kotła na paliwo stałe gdyby podłączony był w układzie zamkniętym).
2) Automatyka zabezpieczająca niektórych kotłów (zwłaszcza wiszących) mierzy temperaturę czynnika grzewczego w kotle gazowym w kilku miejscach: na zasilaniu, na powrocie, w wymienniku ciepła w komorze spalania. W takim przypadku istnieje niebezpieczeństwo, że temperatura na powrocie kotła gazowego będzie w pewnym momencie wyższa niż na zasilaniu i automatyka zabezpieczająca kotła gazowego zinterpretuje ten stan jako usterkę któregoś z czujników temperatury i wyłączy kocioł w trybie awaryjnym.
Wadą takiego rozwiązania jest to, że w przypadku konieczności naprawy lub wymiany kotła gazowego (GZC) mimo sprawnego kotła węglowego (PZC) nie będziemy mogli ogrzewać obiegów grzewczych ponieważ przepływ odbywa się i tak przez kocioł gazowy oraz sterowanie pracą obiegów grzewczych realizowane jest przez automatykę kotła gazowego (GZC).
Inną wadą jest brak bufora w instalacji i mała pojemność układu kocioł węglowy-wymiennik ciepła. W przypadku jakichkolwiek zakłóceń z odbiorem ciepła na obiegach grzewczych kocioł węglowy w krótkim czasie osiągnie, w zależności od ciśnienia wody w układzie otwartym (podłączonym do naczynia wzbiorczego otwartego), temperaturę ponad 100 [°C].
Inną wadą układów bez bufora ciepła jest przegrzewanie instalacji c.o. Teoretycznie można by temperaturę na obiegach grzewczych regulować za pomocą wyłączania pompy lub regulacji zaworem mieszającym. Jednak ze względu na dużą bezwładność cieplną kotła opalanego węglem spowodowałoby to szybkie zagotowanie wody w kotle węglowym.
Można też oczywiście obniżyć temperaturę pracy kotła węglowego. Jednak poniżej 65 [°C] kocioł zaczyna kondensować (rosić) a wtedy siarka zawarta w spalinach zaczyna łączyć się z wodą tworząc kwasy siarkawy i siarkowy. Te kwasy zaczynają zżerać stalowy korpus kotła i w najgorszym przypadku po 2 - 3 sezonach grzewczych może dojść do uszkodzenia kotła.
Pamiętajmy, że decydując się na instalację kotła węglowego bez bufora należy liczyć się z możliwością:
1) przegrzania obiegów grzewczych,
2) zagotowania wody w kotle. Wtedy pozostaje już tylko wygarnianie żaru z kotła węglowego. Dlatego też dobrze jest mieć w kotłowni węglowej metalowe wiadro (może być ocynkowane) na żar w takich awaryjnych sytuacjach.
Dodatkowo należy nauczyć się precyzyjnego dawkowania paliwa, zwłaszcza węgla, który wolno się rozpala ale też długo się pali i daje dużo ciepła. Aby uzmysłowić ile energii drzemie w szufelce węgla (około 1 kg) wystarczy napisać, że wystarczy ona do podgrzania prawie 60 litrów wody od temperatury 10 [°C] do 100 [°C] (przy sprawności kotła węglowego wynoszącej 80 %). Gdy instalacja ma małą pojemność wodną a tym samym cieplną, w momencie zagotowania wody w kotle, pojawi się poważny problem. Instalacje z tradycyjnymi grzejnikami żeliwnymi o dużej pojemności cieplnej znacznie lepiej spisują się w układach pozbawionych buforów ciepła. Długo się nagrzewają, absorbując nadwyżki ciepła powstałe w kotle węglowym a potem też długo stygną.
Jednym ze sposobów na obniżenie mocy kotła węglowego podczas pracy w nocy jest przed pójściem spać dosypanie do kotła porcji nowego paliwa (węgla) i zasypanie go popiołem z poprzedniego dnia tak by ograniczyć dostęp do paliwa świeżego powietrza. Wymaga to jednak zdobycia doświadczenia. Przy pewnej wprawie udaje się w ten sposób utrzymać pracujący z mniejszą mocą kocioł przez kilka godzin.

02. Schemat 01a_us - układ szeregowy
W przypadku podłączenia kotła węglowego w układzie zamkniętym spada liczba pomp obiegowych i schemat hydrauliczny upraszcza się. W takim przypadku jednak kocioł węglowy należy uzupełnić o urządzenie odprowadzające nadmiar ciepła (wężownicę schładzającą) w przypadku zagotowania wody w kotle. Najczęściej wężownice schładzającą należy przewidzieć na etapie zamawiania kotła, ponieważ późniejsze jej zamontowanie jest niemożliwe. W przypadku kotłów żeliwnych oferowane są schładzające wymienniki ciepła montowane na króćcu zasilającym kotła.

Układ szeregowy
Rys.03 Układ szeregowy

Prezentowany układ ma wadę polegającą na tym, że, wychłodzona ale nadal ciepła woda wracająca z instalacji c.o. ogrzewa kocioł węglowy co, w przypadku nie zamkniętego szybra na czopuchu może powodować powstawanie ciągu kominowego. Taki dodatkowy przepływ powietrza przez kocioł węglowy ochładza go i powoduje dodatkowe obniżanie się temperatury wody na kotle węglowym oraz wywiewanie ogrzanego powietrza z kotłowni.

03. Schemat 01b - układ szeregowy z obejściem kotła węglowego
Aby nie wychładzać niepotrzebnie wody wracającej z instalacji c.o. w przypadku niepracującego kotła węglowego (i tym samym nie wydłużać rozruchu całej instalacji c.o.) układ należy wyposażyć w obejście kotła węglowego realizowane przy pomocy zaworu trójdrogowego przełączającego.

Układ szeregowy z obejściem kotła węglowego
Rys.04 Układ szeregowy z obejściem kotła węglowego

W przypadku gdy kocioł węglowy nie pracuje, woda powrotna kierowana jest na wprost do króćca powrotnego kotła gazowego. W przypadku gdy kocioł węglowy pracuje lub posiada temperaturę wyższą niż na powrocie z instalacji c.o. woda powrotna z instalacji popłynie najpierw przez kocioł węglowy a dalej podgrzana już do kotła gazowego.
Dzięki takiemu rozwiązaniu nie mamy strat podczas postoju kotła węglowego.
Ważne jest aby zawór trójdrogowy na obejściu kotła można było przełączać także ręcznie np.: w przypadku awarii siłownika zaworu.

04. Schemat 02 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła
Innym sposobem na połączenie 2 źródeł ciepła jest ich połączenie równoległe. W takim przypadku pracuje jeden lub drugi kocioł. Możliwa jest też oczywiście równoległa praca obu źródeł ciepła, ale taka sytuacja będzie występować rzadko. Jednak jak uczy doświadczenie taka elastyczność instalacji przydaje się od czasu do czasu. Układ taki nadaje się dla prostych instalacji w których występuje tylko jeden obieg grzewczy oraz podgrzewacz c.w.u.
Gdyby kocioł gazowy był kotłem dwufunkcyjnym można by z układu wyrugować podgrzewacz c.w.u. wraz z zaworem trójdrogowym przełączającym a wtedy za podgrzew c.w.u. odpowiadałby tylko kocioł dwufunkcyjny. Jak widać przełączanie między podgrzewem c.w.u. a instalacją c.o. odbywa się za pomocą zaworu trójdrogowego i w związku z tym nie jest możliwe jednoczesne podgrzewanie wody i instalacji c.o. (priorytet podgrzewania c.w.u.).


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła
Rys.05 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła

W związku z brakiem bufora układ ma tak jak poprzednio następujące wady:
1) niebezpieczeństwo przegrzania obiegów grzewczych,
2) niebezpieczeństwo zagotowania wody w kotle.
3) szybsze zużycie kotła (w wyniku korozji) w przypadku obniżenia temperatury na kotle poniżej 65 [°C]
W przypadku zastosowania grzejników z głowicami termostatycznymi, gdy w pomieszczeniach zostanie osiągnięta zadana temperatura zawory głowice termostatyczne zaczną zamykać zawory grzejnikowe co spowoduje gorsze schłodzenie wody w wymienniku ciepła i automatyczne podwyższenie temperatury wody w kotle węglowym. Biorąc pod uwagę dużą bezwładność cieplną kotła na paliwo stałe pojawi się wtedy niebezpieczeństwo zagotowania kotła węglowego. W związku z tym lepiej aby w instalacji c.o. istniał co najmniej jeden duży lub kilka mniejszych grzejników bez zaworów.
Przy omawianiu układów równoległych należy wspomnieć na temat układów automatycznego wyłączenia kotła gazowego w przypadku pracującego kotła węglowego. Według nas automatyka taka jest niepotrzebna ponieważ po rozpaleniu kotła węglowego które jest czaso- i pracochłonne skręcenie termostatu pokojowego do którego podłączony jest kocioł gazowy na 10 [°C] jest już czystą przyjemnością a poza tym automatyka taka uniemożliwiałaby równoległą pracę kotłów co czasami może być przydatne.

05. Schemat 02a - układ równoległy
W prezentowanym układzie zrezygnowano z wymiennika ciepła i kocioł węglowy zamontowano w układzie zamkniętym. Kocioł węglowy musi, oczywiście, w takim przypadku posiadać urządzenie do odprowadzenia nadmiaru ciepła np. wężownicę schładzającą.

Układ równoległy
Rys.06 Układ równoległy

Oprócz wad wymienionych w poprzednim układzie (Schemat 02_urWc) układ ma jedną zaletę: niskie koszty eksploatacji ze względu na małą liczbę pomp obiegowych.

06. Schemat 03 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym
Jeżeli potrzebna byłaby jednoczesna praca instalacji c.o. i c.w.u. lub wymagane było podłączenie większej ilości obiegów grzewczych omawiany wcześniej układ równoległy można rozszerzyć o sprzęgło hydrauliczne. Układ ten pozwala na:
- obsługę kilku obiegów grzewczych,
- równoległą pracę obu źródeł ciepła,
- priorytet lub nie podgrzewania c.w.u.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym
Rys.07 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym

W związku z brakiem bufora układ ma tak jak poprzednio następujące wady:
1) niebezpieczeństwo przegrzania obiegów grzewczych,
2) niebezpieczeństwo zagotowania wody w kotle,
3) szybsze zużycie kotła (w wyniku korozji) w przypadku obniżenia temperatury na kotle poniżej 65 [°C],
poza tym
4) w układzie pojawia się duża liczba pomp które (nie wszystkie naraz) przez cały sezon grzewczy zużywają energię elektryczną,
5) układ hydrauliczny staje się skomplikowany (pompy, zasilanie pomp, zawory, regulatory, termostaty) i jego obsługa zaczyna przypominać "gałkologię".

07. Schemat 03a - układ równoległy ze sprzęgłem hydraulicznym
Jeżeli kocioł węglowy zamontujemy w układzie zamkniętym, wtedy będziemy mogli zrezygnować z wymiennika ciepła i uprościć układ.

Układ równoległy ze sprzęgłem hydraulicznym
Rys.08 Układ równoległy ze sprzęgłem hydraulicznym

W tym przypadku i tak narażamy się na przegrzewanie obiegów grzewczych lub kondensację kotła węglowego i jego przyspieszone zużycie.

08. Schemat 04 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z rozdzielaczem bezciśnieniowym
Tańszą wersją układu ze sprzęgłem hydraulicznym jest układ z rozdzielaczem bezciśnieniowym. Polega to na spięciu kolektora zasilającego z powrotnym za pomocą spinki z zaworem zwrotnym. Układ ten pozwala na:
- obsługę kilku obiegów grzewczych,
- równoległą pracę obu źródeł ciepła,
- priorytet lub nie podgrzewania c.w.u.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z rozdzielaczem bezciśnieniowym
Rys.09 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z rozdzielaczem bezciśnieniowym

Dodatkowo stosując powyższy układ należy zwrócić uwagę czy suma wydajności pomp obiegowych zamontowanych na obiegach grzewczych nie przekroczy wydajności pompy obiegowej kotła gazowego. Ma to szczególne znaczenie w przypadku kotłów gazowych z wymiennikiem aluminiowym. Gdyby tak było, istnieje niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnego przepływu na kotle i wypłukiwania aluminium w wymienniku ciepła, pocienienia ścianek a w końcu jego rozszczelnienia.
Dla porządku podajemy wady prezentowanego układu:
1) niebezpieczeństwo przegrzania obiegów grzewczych,
2) niebezpieczeństwo zagotowania wody w kotle,
3) szybsze zużycie kotła (w wyniku korozji) w przypadku obniżenia temperatury na kotle poniżej 65 [°C],
poza tym
4) w układzie pojawia się duża liczba pomp które (nie wszystkie naraz) przez cały sezon grzewczy zużywają energię elektryczną,
5) układ hydrauliczny staje się skomplikowany (pompy, zasilanie pomp, zawory, regulatory, termostaty) i jego obsługa zaczyna przypominać "gałkologię".

09. Schemat 04a - układ równoległy z rozdzielaczem bezciśnieniowym
Poniżej prezentujemy wersję poprzedniego układu bez wymiennika ciepła (kocioł węglowy zamontowany w układzie zamkniętym, wyposażony dodatkowo w wężownicę schładzającą).

Układ równoległy z rozdzielaczem bezciśnieniowym
Rys.10 Układ równoległy z rozdzielaczem bezciśnieniowym

Układ jest prostszy od poprzedniego ale mimo to nadal dużo w nim zamontowanych pomp obiegowych (komplikacja i wyższe koszty eksploatacyjne).

10. Schemat 05 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła
Wreszcie przechodzimy do omawiania układów wyposażonych w bufor ciepła. W instalacjach c.o. z zamontowanym kotłem węglowym godnymi polecenia są układy wyposażone w bufor ciepła. Zadanie bufora ciepła polega na:
1) magazynowaniu ciepła wytwarzanego w kotle węglowym i jego późniejsze oddawanie do instalacji c.o.,
2) przejmowaniu "chwilowych" nadwyżek ciepła wytwarzanego w kotle węglowym w stosunku do zapotrzebowania na moc do celów grzewczych,
3) przejmowaniu "chwilowych" nadwyżek temperatury na kotle węglowym w stosunku do potrzeb obiegu grzewczego.
Jak widać na rysunku za wymiennikiem ciepła zainstalowano mieszacz, którego zadaniem jest obniżenie temperatury wody podawanej na instalację c.o. a wtedy:
1) obieg grzewczy nie jest przegrzewany,
2) kocioł węglowy może pracować z wyższą temperaturą w stosunku do potrzeb obiegu grzewczego.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła
Rys.11 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła

Jak już wcześniej napisano, temperatura pracującego kotła węglowego nie powinna spadać poniżej 65 [°C] po to by nie następowało roszenie w komorze spalania. Widać więc, że użyteczny zakres temperatury pracy kotła węglowego wynosi od 65 [°C] do 90 [°C] natomiast użyteczny zakres temperatur wody grzewczej w instalacji c.o. w zależności od temperatury zewnętrznej wynosi od 40 [°C] do 90 [°C]. Zastosowanie układu z buforem ciepła i zaworem trójdrogowym mieszającym umożliwia:
1) ustawienie właściwej temperatury wody grzewczej dla obiegu grzewczego i tym samym polepszenie komfortu cieplnego,
2) wydłużenie trwałości kotła węglowego poprzez zminimalizowanie okresów w których kocioł kondensuje.
Oprócz niezaprzeczalnych zalet którymi są przede wszystkim:
1) brak przegrzewania instalacji c.o.
2) wydłużona praca dzięki zmagazynowanemu wcześniej ciepłu.
Układ posiada jednak też wady
1) w instalacji pojawia się duża liczba pomp które (nie wszystkie naraz) przez cały sezon grzewczy zużywają energię elektryczną,
2) układ hydrauliczny staje się skomplikowany (pompy, zasilanie pomp, zawory, regulatory, termostaty) i jego obsługa przypomina "gałkologię".
Montując bufor dobrą praktyką jest zamontowanie zaworów umożliwiających odcięcie hydrauliczne bufora ciepła i jego obejście. Układ taki umożliwia podczas rozruchu całej instalacji c.o. obejście bufora przez wodę krążącą w obiegu i szybsze dogrzanie domu oraz szybsze osiągnięcie przez kocioł zalecanej temperatury pracy powyżej 65 [°C] a tym samym krótsze przebywanie kotła w okresie rozruchu i kondensacji.


Układ obejściowy bufora ciepła
Rys.12 Praktyczny układ obejściowy bufora ciepła

Układ taki wymaga jednak w odpowiednim momencie eksploatacji interwencji użytkownika i ręcznego przełączenia odpowiednich zaworów. Teoretycznie można układ zautomatyzować i przełączać odpowiednie zawory za pomocą siłowników jednak komplikuje to całą instalację a w razie awarii któregoś z układów automatyki przełączającej spowoduje trudności w obsłudze.
Układ z buforem pozbawiony takich obejść rozgrzewa się wolniej. W przypadku gdy pojemność bufora jest zbliżona do pojemności instalacji układ bez obejścia rozgrzewać się będzie około 2 razy dłużej. Nadmienić tutaj należy, że rozgrzanie od temperatury 18 [°C] do 20 [°C] starego, niezaizolowanego domu, z żeliwnymi grzejnikami, bez bufora w warunkach zimowych trwa około od 1 do 2 godzin. Gdyby w takim układzie został zainstalowany bufor bez możliwości obejścia czas rozgrzewania wydłużyłby się nawet do 4 godzin.
W tym miejscu warto zwrócić uwagę na zagadnienie doboru wielkości bufora. W warunkach praktycznych nie zrobimy dużego błędu jeżeli na każdy 1 [kW] mocy kotła przewidzimy 25 [dm3] pojemności bufora. Przy kotle o mocy 24 [kW] daje nam to 600 [dm3] pojemności bufora. Gdybyśmy nie dysponowali odpowiednim miejscem dla bufora o takiej pojemności warto zastosować mniejszy bufor chociażby o pojemności 300 [dm3]. Łatwiej taki układ przegrzać, jednak przy odpowiednim doświadczeniu dochodzi do tego sporadycznie.
Gdyby jednak doszło do tego, że na STALOWYM kotle węglowym i buforze ciepła osiągnęlibyśmy temperaturę rzędu 100 [°C] można się poratować otwierając obejście na powrocie i kierując zimniejszą (około 50 [°C]) wodę z instalacji c.o. na kocioł co spowoduje jego ochłodzenie. Powyżej celowo napisano o kotle STALOWYM, który jest mniej wrażliwy na szok termiczny od kotła żeliwnego. Dla kotła żeliwnego takie działanie mogłoby być zabójcze.
W układzie narysowanym powyżej podczas jego eksploatacji tzn. odcinania hydraulicznego bufora i kierowania wody obejściem ważne jest aby nie zamykać wszystkich czterech zaworów odcinających tylko trzy po to by stygnąca woda w buforze nie spowodowała jego odkształceń na skutek zmian objętości wody w buforze. W praktyce wygląda to w ten sposób, że demontuje się rączkę jednego z zaworów odcinających (zostawionego w pozycji otwartej), uniemożliwiając jego zamknięcie. Pokazany na rysunku zawór zaznaczony kolorem czerwonym zawsze pozostaje otwarty.

11. Schemat 05a - układ równoległy z buforem ciepła
Prezentowany poniżej układ jest odmianą wcześniej prezentowanego z tym, że kocioł węglowy podłączono w układzie zamkniętym. Pozwoliło to na jego uproszczenie i zrezygnowanie z wymiennika ciepła i dodatkowej pompy.

Układ równoległy z buforem ciepła
Rys.13 Układ równoległy z buforem ciepła

Przypominamy, że kocioł węglowy zainstalowany w układzie zamkniętym powinien posiadać urządzenie do odprowadzania nadmiaru ciepła w przypadku zagotowania kotła węglowego.

12. Schemat 06 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i zaworem trójdrogowym Jeżeli musimy obsłużyć kilka obiegów grzewczych łącznie z podgrzewaniem c.w.u. możemy zastosować układ równoległy wyposażony w bufor ciepła i zawór trójdrogowy przełączający. Pozwala on na przełączanie instalacji c.o. między kotłem gazowym a instalacją kotła węglowego. Aby uniknąć przegrzewania obiegów grzewczych wszystkie obiegi wyposażono w trójdrogowe zawory mieszające. Nadmiar ciepła w tym przypadku zostanie zmagazynowany w buforze ciepła.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i zaworem trójdrogowym
Rys.14 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i zaworem trójdrogowym

Za transport ciepła od kotła grzewczego lub wymiennika ciepła odpowiedzialne są pompy na obiegach grzewczych. Jako zaletę układu należy wymienić zastosowanie bufora ciepła i swoistą prostotę układu jednak a jako wadę brak możliwości równoległej pracy jednego i drugiego źródła ciepła.

13. Schemat 06a - układ równoległy z buforem ciepła i zaworem trójdrogowym
Poniższy schemat jest prostszą wersją, pozbawioną wymiennika ciepła wcześniej prezentowanego układu.

Układ równoległy z buforem ciepła i zaworem trójdrogowym
Rys.15 Układ równoległy z buforem ciepła i zaworem trójdrogowym


14. Schemat 07 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła i sprzęgłem hydraulicznym
Układ taki pozwala na obsługę kilka obiegów grzewczych łącznie z podgrzewaniem c.w.u. Zastosowane sprzęgło hydrauliczne pozwala na równoległą pracę obu źródeł ciepła np. w czasie rozgrzewania instalacji c.o. i rozpalania kotła węglowego albo jego nocnego/rannego dogasania. Aby uniknąć przegrzewania obiegów grzewczych wszystkie obiegi wyposażono w trójdrogowe zawory mieszające. Nadmiar ciepła w tym przypadku zostanie zmagazynowany w buforze ciepła.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła i sprzęgłem hydraulicznym
Rys.16 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła i z buforem ciepła i sprzęgłem hydraulicznym

Większą elastyczność eksploatacyjną w prezentowanym schemacie okupiono jednak większą ilością potrzebnych pomp do transportu ciepła w kierunku obiegów grzewczych co pociąga za sobą wyższe koszty eksploatacyjne ze względu na zużywanie prądu elektrycznego przez pompy obiegowe.


15. Schemat 07a - układ równoległy z buforem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym
Poniższy schemat jest prostszą wersją, pozbawioną wymiennika ciepła wcześniej prezentowanego układu.

Układ równoległy z buforem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym
Rys.17 Układ równoległy z buforem ciepła i ze sprzęgłem hydraulicznym


16. Schemat 08 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym
Tańszym rozwiązaniem od poprzedniego jest zastąpienie sprzęgła hydraulicznego poprzez rozdzielacz bezciśnieniowy. Układ, tak jak poprzednio, pozwala na obsługę kilka obiegów grzewczych łącznie z podgrzewaniem c.w.u. Zastosowana spinka na rozdzielaczu pozwala na równoległą pracę obu źródeł ciepła np. w czasie dogasania kotła węglowego. Aby uniknąć przegrzewania obiegów grzewczych wszystkie obiegi wyposażono w trójdrogowe zawory mieszające. Nadmiar ciepła w tym przypadku zostanie zmagazynowany w buforze ciepła.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym
Rys.18 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym

Dodatkowo stosując powyższy układ należy zwrócić uwagę czy suma wydajności pomp obiegowych zamontowanych na obiegach grzewczych nie przekroczy wydajności pompy obiegowej kotła gazowego. Ma to szczególne znaczenie w przypadku kotłów gazowych z wymiennikiem aluminiowym. Gdyby tak było, istnieje niebezpieczeństwo przekroczenia dopuszczalnego przepływu na kotle i wypłukiwania aluminium w wymienniku ciepła, pocienienia ścianek a w końcu jego rozszczelnienia.
W tym układzie także, jak poprzednio, występuje duża liczba pomp obiegowych co generuje wyższe koszty eksploatacji układu.

17. Schemat 08a - układ równoległy z buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym
Poniższy schemat jest prostszą wersją, pozbawioną wymiennika ciepła wcześniej prezentowanego układu.

Układ równoległy z buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym
Rys.19 Układ równoległy z buforem ciepła i rozdzielaczem bezciśnieniowym


18. Schemat 09 - układ szeregowy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła
Gdybyśmy chcieli podłączyć jeszcze większą ilość źródeł ciepła można to zrobić za pomocą bufora z wężownicami.
W przypadku zastosowania kolektorów słonecznych jako dodatkowego źródła ciepła, należy wziąć pod uwagę to, że podgrzewają one bufor ciepła przez cały dzień 7 - 10 godzin od temperatury wyjściowej około 20 [°C] do takiej jaką uda się w danych warunkach nasłonecznienia osiągnąć od 50 [°C] do 90 [°C]. Pompa tłocząca wodę z bufora na wymiennik ciepła i dalej na instalację załączana jest dopiero po osiągnięciu w buforze odpowiedniej temperatury np. 50 [°C] lub nadwyżki temperaturowej np. 10 [°C] w stosunku temperatury wody na kolektorze powrotnym z instalacji.


Układ szeregowy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła
Rys.20 Układ szeregowy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła

Układ automatyki powinien uniemożliwić załączenie pomp obiegowych na instalacji c.o. latem po to by nie podgrzewać niepotrzebnie domu.
Stosując kolektory słoneczne do dogrzewania instalacji c.o. należy wziąć pod uwagę, że efektywnie będzie można z tego ciepła korzystać w okresach przejściowych (późną wiosną i wczesną jesienią). Ciepło to będzie można wykorzystać akurat wieczorem na dogrzanie domu po całym dniu bezczynności instalacji grzewczej.
W naszych warunkach pogodowych najbardziej efektywne jest wykorzystanie kolektorów słonecznych do podgrzewania c.w.u. ponieważ i latem i zimą zużywa się jej podobne ilości. Dogrzewanie instalacji c.o. za pomocą promieni słonecznych jest utrudnione ponieważ latem mamy wręcz za dużo ciepła, z którym nie wiadomo co robić (najlpiej wykorzystać na podgrzewanie c.w.u.) natomiast w okresie grzewczym jest go zdecydowanie za mało.
W przedstawionym powyżej układzie automatyka kotła (jeżeli to możliwe) nadzoruje pracę poszczególnych obiegów grzewczych i w razie niewystarczającej ilości ciepła z dodatkowych źródeł ciepła załącza kocioł gazowy.

19. Schemat 09b - układ szeregowy z buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła
Poniżej prezentowany schemat nie ma wymiennika ciepła oddzielającego kocioł węglowy i bufor ciepła od układu zamkniętego. Aby nie wychładzać niepotrzebnie wody wracającej z instalacji c.o. w przypadku zimnego bufora (niepracującego kotła węglowego) układ należy wyposażyć w obejście bufora ciepła realizowane przy pomocy zaworu trójdrogowego przełączającego.

Układ szeregowy z buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła
Rys.21 Układ szeregowy z buforem ciepła i dodatkowymi źródłami ciepła

W przypadku gdy temperatura wody w buforze ciepła jest niższa niż temperatura na powrocie z instalacji c.o., woda powrotna kierowana jest na wprost do króćca powrotnego kotła gazowego. W przypadku gdy kocioł węglowy pracuje i bufor ciepła posiada temperaturę wyższą niż na powrocie z instalacji c.o. woda powrotna z instalacji popłynie najpierw przez bufor ciepła a dalej podgrzana już do kotła gazowego.
Dzięki takiemu rozwiązaniu unikamy wydłużonego rozruchu instalacji c.o.
Ważne jest aby zawór trójdrogowy na obejściu kotła można było przełączać także ręcznie np.: w przypadku awarii siłownika zaworu.

20. Schemat 10 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła
Przedstawiony poniżej układ umożliwia podłączenie większej ilości źródeł ciepła. Zaletą jego jest niezależna praca głównego i pomocniczego źródła ciepła natomiast wadą duża liczba pomp w instalacji.
Układ ten może mieć zastosowanie w przypadku gdyby na kotle gazowym nie można było przekroczyć dopuszczalnego przepływu (np. aluminiowy wymiennik ciepła) co było już omawiane wcześniej.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła
Rys.22 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła

W tym układzie także, jak poprzednio, występuje duża liczba pomp obiegowych co generuje wyższe koszty eksploatacji układu.

21. Schemat 10a - układ równoległy z buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła
Poniżej prezentowany schemat nie ma wymiennika ciepła oddzielającego kocioł węglowy z buforem ciepła od układu zamkniętego.

Układ równoległy z buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła
Rys.23 Układ równoległy z buforem ciepła, sprzęgłem hydraulicznym i dodatkowymi źródłami ciepła


22. Schemat 11 - układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła
Poniższy układ jest tańszą wersją zaprezentowanego wcześniej układu. Jego zastosowanie należy rozważyć pod kątem dopuszczalnych przepływów na kotle gazowym.


Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła
Rys.24 Układ równoległy z wymiennikiem ciepła, buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła

Stosując powyższy układ należy zwrócić uwagę czy suma wydajności pomp obiegowych zamontowanych na obiegach grzewczych nie przekroczy wydajności pompy obiegowej kotła gazowego co ma znaczenie w przypadku kotłów gazowych z wymiennikiem aluminiowym.

23. Schemat 11a - układ równoległy z buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła
Poniżej prezentowany schemat nie ma wymiennika ciepła oddzielającego kocioł węglowy z buforem ciepła od układu zamkniętego.

Układ równoległy z buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła
Rys.25 kład równoległy z buforem ciepła, rozdzielaczem bezciśnieniowym i dodatkowymi źródłami ciepła


Na tym schemacie zakończymy prezentację możliwych sposobów podłączenia kilku źródeł ciepła do jednej instalacji c.o. Generalna zasada jest taka, że decydując się na podłączenie do instalacji c.o. kotła węglowego warto wydać więcej i dokupić bufor ciepła z zaworem mieszającym pozwalającym na obniżenie temperatury wody podawanej na obieg/obiegi grzewcze.
Jeżeli zechcą się Państwo podzielić z nami swoimi doświadczeniami na temat łączenia instalacji c.o. z kilkoma źródłami ciepła lub znajdą Państwo błąd w prezentowanych schematach prosimy o nadsyłanie e-maili z uwagami lub schematami. Interesujące układy zamieścimy na naszej stronie co pozwoli na stworzenie swoistego kompendium wiedzy na ten temat.
Informujemy, że nie ponosimy żadnej odpowiedzialności z tytułu wykorzystania powyższych schematów, które stanowią tylko przedstawienie idei działania układów.



Układy hydrauliczne kolektorów słonecznych

01. Schemat 01 (sol01_KsPb) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.
02. Schemat 02 (sol01a_2KsPb) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.
03. Schemat 03 (sol02_KsWcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.
04. Schemat 04 (sol02a_2KsWcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa Pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.
05. Schemat 05 (sol03_Ks2Pm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.
06. Schemat 06 (sol03a_2Ks2Pm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.
07. Schemat 07 (sol04_KsWcZcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.
08. Schemat 08 (sol04a_2KsWcZcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.
09. Schemat 09 (sol05_KsBzw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.
10. Schemat 10 (sol05a_2KsBzw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.
11. Schemat 11 (sol06_KsWcBz) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym.
12. Schemat 12 (sol06a_2KsWcBz) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym.
13. Schemat 13 (sol07_Ks2ZpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.
14. Schemat 14 (sol07a_2Ks2ZpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.
15. Schemat 15 (sol08_KsPpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła z wężownicą.
16. Schemat 16 (sol09_Ks2ZpWcPpBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
17. Schemat 17 (sol09a_2Ks2ZpWcPpBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
18. Schemat 18 (sol10_KsPpWcPbBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
19. Schemat 19 (sol11_KsZpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
20. Schemat 20 (sol11a_2KsZpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
21. Schemat 21 (sol12_KsPpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
22. Schemat 22 (sol13_Ks2ZpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
23. Schemat 23 (sol13a_2Ks2ZpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
24. Schemat 24 (sol14_KsPpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
25. Schemat 25 (sol15_Ks3ZpWcPbBwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.
26. Schemat 26 (sol15a_2Ks3ZpWcPbBwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.
27. Schemat 27 (sol16_Ks3Zp2WcPbBcBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.
28. Schemat 28 (sol16a_Ks3Zp2WcPbBcBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.

Rosnące ceny energii sprawiają, że coraz bardziej popularne w naszym kraju i na świecie stają się odnawialne źródła energii, tzn źródła energii które regenerują swoje zasoby w krótkim czasie. Takim źródłem energii są kolektory słoneczne. Czerpią one energię ze Słońca, dzięki czemu będziemy mogli korzystać z tej energii jeszcze przez około 5 miliardów lat :-).
Kolektory słoneczne wykorzystują bezpośrednio energię Słońca, działają tylko wtedy gdy pada na nie promieniowanie. Pompy ciepła natomiast wykorzystują zmagazynowaną w glebie, powietrzu czy w wodzie energię Słońca (wykorzystanie pośrednie).
Poniżej pokazano możliwości wykorzystania energii cieplnej pozyskanej w kolektorach słonecznych na potrzeby np. domu jednorodzinnego.


Rys.01 Ogólny schemat instalacji solarnej w połączeniu z instalacją centralnego ogrzewania.
Rys.01 Ogólny schemat instalacji solarnej w połączeniu z instalacją centralnego ogrzewania.

Na powyższym rysunku przedstawiono przykładową instalację c.o. wraz ze zintegrowanym podgrzewaniem c.w.u. przez kolektory słoneczne lub kocioł.
W najprostszym przypadku solarna stacja pompowa wyposażona jest w regulator, który porównuje na bieżąco temperaturę panującą w kolektorze słonecznym z temperaturą w podgrzewaczu c.w.u. Aby mozliwe było podgrzanie wody w podgrzewaczu c.w.u. tempratura solarnego czynnika grzewczego w kolektorze powinna być wyższa od tempartury wody w podgrzewaczu c.w.u. W praktyce przyjmuje się, że solarna stacja pompowa zacznie swą pracę gdy temperatura na kolektorze słonecznym jest wyższa od temperatury w podgrzewaczu o 4 - 10 [°C]. Pompa stacji SSP tłoczy wychłodzony w dolnej wężownicy podgrzewacza płyn solarny do cieplejszego kolektora. W kolektorze słonecznym czynnik ogrzewa się i następnie płynie z powrotem do dolnej wężownicy podgrzewacza gdzie oddaje ciepło do chłodniejszej wody w podgrzewaczu c.w.u. Proces ten rozpoczyna się i trwa tak długo póki:
1) kolektor ma wyższą (określoną) temperaturę od podgrzewacza,
2) woda w podgrzewaczu nie osiągnęła jeszcze żądanej temperatury,
3) kolektor nie osiągnął temperatury bezpieczeństwa (zazwyczaj jest to 120 [°C], powyżej tej temperatur pompa stacji SSP uległaby zniszczeniu).
W przypadku gdy woda w podgrzewaczu osiągnie wymaganą temperaturę stacja SSP przestaje tłoczyć płyn solarny, który odbierał energię cieplną z kolektora słonecznego. Ponieważ kolektor nie przekazuje już energii do płynu solanego jego temperatura stale się podnosi aż do momentu osiągnięcia stanu tzw. stagnacji. W tym stanie ilość energii słonecznej pochłonięta przez kolektor równa jest energii wypromieniowanej z powrotem do otoczenia. Temperatura stagnacji w kolektorach płaskich wynosi około 200 [°C] a przy kolektorach próżniowych 300 [°C]. W czasie stagnacji część płynu solarnego zawartego w najgorętszej części kolektora odparowuje, wypychając resztę płynu z kolektora a jego nadmiar przejmowany jest przez naczynie wzbiorcze układu solarnego. Ważne jest prawidłowe określenie pojemności naczynia wzbiorczego tak, by nadmiar płynu, którego nie przejmie naczynie wzbiorcze nie był wyrzucany przez zamontowany w SSP zawór bezpieczeństwa.
Z temperaturą bezpieczeństwa (około 120 [°C], patrz punkt 3) wiąże się jeszcze jedna właściwość układu. Póki na kolektorach będzie przekroczona temperatura bezpieczeństwa regulator stacji solarnej nie włączy pompy aby uniknąć uszkodzenia kolektorów słonecznych. W przypadku gdyby na rozgrzany (powyżej 120 [°C]) kolektor podać wychłodzony płyn solarny ten w zetknięciu z gorącą powierzchnią natychmiast odparowałby a powstałe ciśnienie mogłoby rozszczelnić (rozsadzić) kolektor słoneczny. Co to oznacza w praktyce? Gdyby temperatura c.w.u. wody w podgrzewaczu spadła poniżej wymaganej a temperatura na kolektorze byłaby powyżej temperatury bezpieczeństwa (około 120 [°C]) regulator stacji nie załączy pompy stacji solarnej. W takim przypadku podgrzewacz będzie musiał być dogrzany przez inne źródło ciepła.
Wracając jeszcze do podgrzewacza biwalentnego, dolna jego wężownica wykorzystywana jest do podłączenia kolektorów słonecznych, natomiast górna do podłączenia głównego źródła ciepła. Główne źródło ciepła (GZC, np. kocioł gazowy, olejowy lub węglowy) załączane jest w momencie gdy warunki nasłonecznienia nie pozwalają na osiągnięcie wymaganej temperatury w podgrzewaczu. Główne źródło ciepła dostarcza zazwyczaj ciepło o wyższej temperaturze niż kolektory słoneczne i dlatego podłączone jest do górnej wężownicy. Przy prawidłowo zwymiarowanym układzie podgrzewacz, pompa w stacji solarnej, kolektor ciepła temperatura dolnej wężownicy podgrzewacza powinna być wyższa o około 10 [°C] niż temperatura wody w podgrzewaczu.
Częste przechodzenie kolektora w stan stagnacji jest szkodliwe dla płynu solarnego ponieważ ulega on wtedy przyspieszonemu starzeniu. Zazwyczaj płyny solarne wykonane są na bazie glikoli z odpowiednimi dodatkami uodporniającymi na wysoką temperaturę, jednak zbyt częste przekraczanie temperatury bezpieczeństwa powoduje wytrącanie się smolistych osadów, które w skrajnym przypadku mogą osadzać się w kolektorze słonecznym doprowadzając do jego zatkania. Aby tego uniknąć i aby wydłużyć czas pracy kolektorów (kolektory słoneczne gdy nie pracują, nie zarabiają na siebie) układ słoneczny projektuje się w taki sposób aby pracował przez cały słoneczny dzień (7 - 9 godzin) a ciepła woda, o odpowiedniej temperaturze, dostępna była wieczorem. Stąd też wzięła się zasada, że na każdy 1 [m2] powierzchni absorbera w kolektorze płaskim powinno przypadać około 50 - 60 [dm3] ogrzewanej wody w podgrzewaczu c.w.u.
Po tym krótkim wstępie możemy przejść do omawiania układów hydraulicznych kolektorów słonecznych.

01. Schemat 01 (sol01_KsPb) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.
Prezentowany poniżej schemat pokazuje najprostszy sposób podłączenia kolektorów słonecznych. Energia słoneczna wykorzystana jest w tym przypadku do podgrzewania c.w.u. w podgrzewaczu biwalentnym. Podgrzewacz biwalentny wyposażony jest w dwie wężownice. Do wężownicy dolnej podłączone są kolektory słoneczne, natomiast do górnej główne źródło ciepła. Może to być kocioł gazowy, węglowy lub jeszcze inne źródło ciepła.


Układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.
Rys.02 Schemat 01 (sol01_KsPb) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.

Główne źródło ciepła załączane jest w przypadku gdy niemożliwe jest podgrzanie wody w podgrzewaczu przez same kolektory słoneczne.

02. Schemat 02 (sol01a_2KsPb) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.
Pokazany tu schemat ma zastosowanie gdy mamy do dyspozycji dwie połacie dachu (np. skierowane na południowy wschód i południowy zachód). Solarna stacja pompowa wyposażona jest w dwie pompy, które załączane są w momencie gdy dane pole osiągnie nadwyżkę temperatury względem podgrzewacza biwalentnego. Każde pole kolektorów musi być więc wyposażone w osobny czujnik temperatury.


Układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.
Rys.03 Schemat 02 (sol01a_2KsPb) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym.


03. Schemat 03 (sol02_KsWcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.
W przypadku gdy konieczne jest podłączenie kolektorów słonecznych do istniejącego już układu, w którym zamontowano podgrzewacz z jedną wężownicą (monowalentny) o odpowiedniej pojemności z punktu widzenia pracy kolektorów słonecznych, można skorzystać z dodatkowego wymiennika ciepła typu płyn solarny/c.w.u.. Regulator solarny tak jak poprzednio porównuje temperaturę między kolektorem słonecznym a podgrzewaczem i w razie nadwyżki temperatury kolektora względem podgrzewacza c.w.u. załącza pompę na stacji solarnej oraz między wymiennikiem ciepła a podgrzewaczem monowalentnym.

Układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.
Rys.04 Schemat 03 (sol02_KsWcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.

Wymiennik ciepła powinien być odpowiednio zwymiarowany, tak by nawet w niższych temperaturach przekazywał wystarczającą ilość ciepła od kolektora do podgrzewacza c.w.u.

04. Schemat 04 (sol02a_2KsWcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa Pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.
Jeżeli mamy do dyspozycji 2 połacie dachowe do wykorzystania możemy rozbudować układ o kolejną pompę, która będzie obsługiwać dodatkowe pole kolektorów.

Układ do podgrzewania c.w.u. Dwa Pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.
Rys.05 Schemat 04 (sol02a_2KsWcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa Pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem monowalentnym.


05. Schemat 05 (sol03_Ks2Pm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.
Gdy zachodzi konieczność modernizacji istniejącego układu przygotowania c.w.u. z jednym podgrzewaczem monowalentnym, ogrzewanym przez inne źródło ciepła np. kocioł gazowy a podgrzewacz ma zbyt małą pojemność ze względu na poprawną pracę kolektorów wtedy należy zastosować dodatkowy podgrzewacz monowalentny do którego podłączone będą kolektory słoneczne. Przy doborze ilości kolektorów słonecznych należy uwzględnić łączną pojemność obu podgrzewaczy tzn., że kolektory słoneczne będą podgrzewać zsumowaną pojemność obu podgrzewaczy.
Zamontowana pompa przeładowująca włączana jest gdy temperatura wody w podgrzewaczu wstępnym będzie wyższa niż w podgrzewaczu "właściwym" (ogrzewanym przez GZC). Wtdy zimniejsza woda z podgrzewacza "właściwego" zajmuje miejsce ogrzanej już wody w podgrzewaczu wstępnym i umożliwia tym samym dalszą pracę kolektorów słonecznych i zmagazynowanie większej ilości energii.


Układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.
Rys.06 Schemat 05 (sol03_Ks2Pm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.


06. Schemat 06 (sol03a_2Ks2Pm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.
Prezentowany wcześniej układ można rozszerzyć o możliwość obsługi dodatkowego pola kolektorów.


Układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.
Rys.07 Schemat 06 (sol03a_2Ks2Pm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z układem podgrzewaczy monowalentnych.


07. Schemat 07 (sol04_KsWcZcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.
Poniższy układ pozwala również na rozbudowanie istniejącej instalacji podgrzewania c.w.u. u układ kolektorów słonecznych przy pomocy zasobnika ciepła (bez wężownicy) i wymiennika ciepła typu płyn solarny/woda. Wymiennik ciepła potrzebny jest do oddzielenia części instalacji pracującej na płynie solarnym od części pracującej na wodzie czerpalnej.


Układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.
Rys.08 Schemat 07 (sol04_KsWcZcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Pole kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.


08. Schemat 08 (sol04a_2KsWcZcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.
Jeżeli do poprzedniego układu dodamy jeszcze jedno pole kolektorów będziemy musieli zastosować podwójną stację pompową z odpowiednim regulatorem. Pozwoli to na zamontowanie kolektorów słonecznych na różnie zorientowanych, względem południa, połaciach dachu.


Układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.
Rys.09 Schemat 08 (sol04a_2KsWcZcPm) układ do podgrzewania c.w.u. Dwa pola kolektorów słonecznych z zasobnikiem c.w.u., wymiennikiem ciepła i podgrzewaczem monowalentnym.


09. Schemat 09 (sol05_KsBzw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.
Kolektory słoneczne oprócz przygotowania c.w.u. służyć mogą do wspomagania pracy instalacji grzewczej. W naszej strefie klimatycznej układ taki ma sens przy założeniu, że wspomaganie instalacji c.o. będzie miało miejsce na początku (wrzesień, październik) i na końcu (marzec, kwiecień) sezonu grzewczego. W takim przypadku wspomaganie instalacji c.o. będzie miało miejsce wieczorem po całodziennym ładowaniu podgrzewacza c.w.u. oraz bufora ciepła. W okresach przejściowych instalacja c.o. i tak załączana jest zazwyczaj dopiero wieczorem kiedy w domu zaczyna się robić chłodno.
Ciekawym rozwiązaniem jest bufor zespolony razem z podgrzewaczem c.w.u. Bufory takie mają różną budowę. W zależności od konstrukcji albo:
1) podgrzewa się wodę zawartą w części buforowej (woda dla instalacji c.o.) a od tej wody ogrzewa się pośrednio woda w wewnętrznym zbiorniku (woda czerpalna),
albo
2) podgrzewa się wodę w wewnętrznym zbiorniku c.w.u. a dopiero od niej podgrzewa się reszta wody zawartej w części buforowej (woda dla instalacji c.o.).


Typy buforów zespolonych.
Rys.10 Typy buforów zespolonych.

Schemat podłączenia takiego układu znajduje się na poniższym rysunku. W przypadku gdy, ze względu na pogarszające się warunki pogodowe, kolektory nie mogą podgrzać c.w.u. zadanie to przejmuje GZC (np. kocioł gazowy), który ogrzewa górną część bufora zespolonego (podgrzewacz c.w.u. z wymiennikiem płaszczowym), aż do osiągnięcia wymaganej temperatury c.w.u.
Wspomaganie instalacji c.o. przez kolektory słoneczne wygląda następująco. Gdy woda w części buforowej osiągnie temperaturę wyższą niż woda powracająca z instalacji c.o. (płynąca do GZC - np. kotła gazowego) zawór ZTP przełączany jest tak by woda powracająca z instalacji c.o. zanim trafi do kotła ogrzała się przepływając przez część buforową zbiornika. Dzięki temu, że króciec wylotowy wody z instalacji c.o. znajduję się w połowie wysokości bufora, nie dochodzi do wychłodzenia się wody czerpalnej w zbiorniku wewnętrznym.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.
Rys.11 Schemat 09 (sol05_KsBzw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.


10. Schemat 10 (sol05a_2KsBzw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.
Poniżej przedstawiona jest wersja poprzedniego układu z dwoma polami kolektorów słonecznych, która umożliwia obsługę np. dwóch połaci dachowych.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.
Rys.12 Schemat 10 (sol05a_2KsBzw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą.


11. Schemat 11 (sol06_KsWcBz) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym.
Na rynku można spotkać również bufory zespolone bez wężownicy. W takim przypadku należy zastosować dodatkowy wymiennik ciepła typu "płyn solarny/woda" oraz pompę wymuszającą przepływ między wymiennikiem ciepła a buforem. Wymiennik ciepła oddziela część instalacji pracującej na płynie solarnym od części pracującej na wodzie z instalacji c.o.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym.
Rys.13 Schemat 11 (sol06_KsWcBz) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym.


12. Schemat 12 (sol06a_2KsWcBz) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym.
Poniżej przedstawiono układ służący do ogrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. w przypadku zastosowania bufora zespolonego bez wężownicy.
Aby możliwa była obsługa drugiego pola kolektorów słonecznych należy dodać dodatkową pompę w stacji pompowej. Wymiennika ciepła, oddzielający instalację płynu solarnego od instalacji c,.o. powoduje konieczność zastosowania dodatkowej pompy, która załączana byłaby w momencie podjęcia pracy przez którąkolwiek pompę w stacji SSP.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym bez wężownicy.
Rys.14 Schemat 12 (sol06a_2KsWcBz) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem zespolonym bez wężownicy.


13. Schemat 13 (sol07_Ks2ZpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.
Poniżej przedstawiono układ do przygotowania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. oparty na podgrzewaczu biwalentnym oraz buforze ciepła z wężownicą. Po nagrzaniu wody w podgrzewaczu biwalentnym zawór trójdrogowy ZTP1 kieruje płyn solarny na bufor ciepła. Gdy temperatura wody w buforze przekroczy temperaturę wody wracającej z instalacji c.o. do kotła zawór ZTP2 ustawiany jest w pozycji przepływu przez bufor ciepła.
Układ taki pozwala na rozbudowę istniejącej instalacji z podgrzewaczem monowalentnym (z jedną wężownicą) o dodatkowy podgrzewacz biwalentny (z dwiema wężownicami). W tym przypadku "stary" podgrzewacz c.w.u. z jedną wężownicą może być wykorzystany jako bufor z wężownicą do wspomagania instalacji c.o. a nowy podgrzewacz do przygotowania c.w.u.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.
Rys.15 Schemat 13 (sol07_Ks2ZpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.


14. Schemat 14 (sol07a_2Ks2ZpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.
Aby poprzedni układ mógł obsłużyć dwa pola kolektorów należy rozszerzyć go o dodatkową pompę w stacji SSP.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.
Rys.16 Schemat 14 (sol07a_2Ks2ZpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z wymiennikiem ciepła i buforem ciepła z wężownicą.


15. Schemat 15 (sol08_KsPpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła z wężownicą.
Zamiast zaworu trójdrogowego przełączającego między podgrzewaczem c.w.u. a buforem ciepła (instalacja c.o.) można wykorzystać układ pomp przełączających. Cechą takiego układu jest to, że obie pompy mogą pracować równolegle. Podczas normalnej eksploatacji kolektory słoneczne w pierwszej kolejności podgrzewają c.w.u. a w drugiej, gdy występują nadwyżki energii słonecznej, wodę w buforze do wspomagania pracy instalacji c.o.
Układ z dwoma polami kolektorów wymagałby zastosowania 4 pomp co w praktyce byłoby raczej rozwiązaniem kuriozalnym.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła z wężownicą.
Rys.17 Schemat 15 (sol08_KsPpPbBw) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła z wężownicą.


16. Schemat 16 (sol09_Ks2ZpWcPpBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
Gdy bufor ciepła nie posiada wężownicy, w celu oddzielenia instalacji kolektorów słonecznych od instalacji grzewczej zastosować należy dodatkowy wymiennik ciepła typu płyn solarny/woda grzewcza oraz pompę.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
Rys.18 Schemat 16 (sol09_Ks2ZpWcPpBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.


17. Schemat 17 (sol09a_2Ks2ZpWcPpBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
Aby poprzedni układ mógł obsługiwać 2 pola kolektorów należy dodać dodatkową pompę w stacji solarnej. Obsługa bufora ciepła realizowana jest tak jak poprzednio przez zawór trójdrogowy przełączający oraz wymiennik ciepła z pompą.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
Rys.19 Schemat 17 (sol09a_2Ks2ZpWcPpBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.


18. Schemat 18 (sol10_KsPpWcPbBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
W przypadku zastosowania buforów ciepła bez wężownicy należy zastosować dodatkowy wymiennik ciepła wraz z pompą. Układ ten jest odmianą schematu 15 (sol08_KsPpPbBw). Rozdzielenie za pomocą wymiennika ciepła jest konieczne ponieważ w ukłązie kolektorów słonecznych krąży płyn solarny (na bazie glikolu) a w instalacji c.o. woda. Podobnie jak tam rozbudowa do dwóch pól kolektorów wymagałby zastosowania 4 pomp co byłoby raczej rozwiązaniem kuriozalnym.


Układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.
Rys.20 Schemat 18 (sol10_KsPpWcPbBc) układ do podgrzewania c.w.u. i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i buforem ciepła bez wężownicy.


19. Schemat 19 (sol11_KsZpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
Kolektory słoneczne oprócz podgrzewania c.w.u. mogą być wykorzystane do ogrzewania wody w basenie. Ma to szczególne znaczenie latem kiedy energii słonecznej może być za dużo i jej nadwyżka z powodzeniem może być wykorzystana do ogrzewania wody basenowej np. w basenie odkrytym. W okresach przejściowych i zimowym gdy basen nie byłby wykorzystywany cała ilość energii pochodząca z kolektorów słonecznych przeznaczona byłaby do podgrzania c.w.u. Woda w podgrzewaczu c.w.u. podgrzewana byłaby w pierwszej kolejności (priorytet c.w.u.) a w przypadku wystąpienia nadwyżek energii zawór ZTP kierowałby solarny czynnik grzewczy z kolektorów słonecznych na wymiennik basenowy.
Należy zwrócić uwagę, że należy zastosować basenowy wymiennik ciepła z możliwością jego rozkręcenia w celu wyczyszczenia z zanieczyszczeń biologicznych.


Układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
Rys.21 Schemat 19 (sol11_KsZpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.


20. Schemat 20 (sol11a_2KsZpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
Rozbudowa poprzedniego schematu (schemat 19) o nowe pole kolektorów słonecznych wymaga dołożenia kolejnej pompy w stacji pompowej.

Układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
Rys.22 Schemat 20 (sol11a_2KsZpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.


21. Schemat 21 (sol12_KsPpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
Przełączanie między podgrzewaniem c.w.u. a podgrzewaniem basenu może się także odbywać za pomocą układu pomp przełączających. Również tutaj rozbudowa układu do dwóch pól kolektorów wymagałby zastosowania 4 pomp co byłoby rozwiązaniem kuriozalnym.


Układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.
Rys.23 Schemat 21 (sol12_KsPpWcPbBp) układ do podgrzewania c.w.u. i ogrzewania basenu. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, podgrzewaczem biwalentnym i basenem pływackim.


22. Schemat 22 (sol13_Ks2ZpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
Kolektory słoneczne mogą być wykorzystane do podgrzewania c.w.u., latem basenu a w okresach przejściowych zamiast basenu może być wspomagana instalacja c.o. W trybie letnim po nagrzaniu bufora zespolonego zawór trójdrogowy ZTP1 kierowałby ciepło z kolektorów słonecznych na wymiennik basenowy. W okresach zimniejszych energia słoneczna dostępna będzie w mniejszych ilościach i wtedy cała jej ilość będzie zużywana na podgrzanie c.w.u. w zespolonym buforze ciepła.
Zawór ZTP2 odpowiedzialny jest za dostarczenie ciepła do instalacji c.o. w momencie gdy w części buforowej będzie nadwyżka energii, którą będzie można wykorzystać do ogrzewania domu.


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
Rys.24 Schemat 22 (sol13_Ks2ZpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.


23. Schemat 23 (sol13a_2Ks2ZpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
Do obsługi dodatkowego pola kolektorów słonecznych należy dodać dodatkową pompę w solarnej stacji pompowej.


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
Rys.25 Schemat 23 (sol13a_2Ks2ZpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.


24. Schemat 24 (sol14_KsPpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
Do przełączania przepływu ciepła między buforem zespolonym a basenem można zamiast zaworu trójdrogowego wykorzystać układ pomp przełączających. W takim przypadku nie da się sensownie rozwiązać obsługi drugiego pola kolektorów (potrzebna była by zbyt duża liczba pomp).


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.
Rys.26 Schemat 24 (sol14_KsPpWcBzwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z układem pomp przełączających, buforem zespolonym z wężownicą i basenem pływackim.


25. Schemat 25 (sol15_Ks3ZpWcPbBwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.
W przypadku zastosowania osobnego podgrzewacza c.w.u. oraz bufora ciepła rozdział ciepła pomiędzy c.w.u., instalację c.o. a basen ciepła można zrealizować za pomocą zaworów trójdrogowych. Gdy instalacja startuje automatyka w razie potrzeby (poprzez zawór ZTP1) kieruje ciepło najpierw do podgrzewacza c.w.u. a po jego nagrzaniu w zależności od pory roku (poprzez zawór ZTP2) albo do bufora ciepła (okres przejściowy, ew. zimowy) albo do basenu pływackiego (okres letni).
Zawór ZTP3 odpowiedzialny jest za prawidłową obsługę wspomagania instalacji c.o.


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.
Rys.27 Schemat 25 (sol15_Ks3ZpWcPbBwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.


26. Schemat 26 (sol15a_2Ks3ZpWcPbBwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.
W celu obsługi drugiego pola kolektorów słonecznych stacja pompowa SSP musi posiadać drugą pompę.


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.
Rys.28 Schemat 26 (sol15a_2Ks3ZpWcPbBwBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła z wężownicą i basenem pływackim.


27. Schemat 27 (sol16_Ks3Zp2WcPbBcBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.
W przypadku gdyby bufor ciepła nie zawierał wężownicy konieczne jest dodanie do układu dodatkowego wymiennika ciepła WC1 typu płyn solarny/woda.


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.
Rys.29 Schemat 27 (sol16_Ks3Zp2WcPbBcBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Pole kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.


28. Schemat 28 (sol16a_Ks3Zp2WcPbBcBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.
Dwupompowa stacja SSP pozwala na obsługę dwóch pól kolektorów słonecznych.


Układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.
Rys.30 Schemat 28 (sol16a_2Ks3Zp2WcPbBcBp) układ do podgrzewania c.w.u., ogrzewania basenu i wspomagania pracy instalacji c.o. Dwa pola kolektorów słonecznych z podgrzewaczem biwalentnym, buforem ciepła bez wężownicy i basenem pływackim.


Na tym schemacie zakończymy omawianie możliwych rozwiązań pozwalających na wykorzystanie energii słonecznej w domu. Na pewno nie omówiono tu wszystkich możliwości a prezentowane schematy można dostosować do swoich indywidualnych potrzeb.



Obliczanie wskaźników efektywności zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych. Artykuł mgr inż. Józefa Dopke.

Słowa kluczowe:
Liczba stopniodni grzania, temperatura bazowa, gaz ziemny, zużycie gazu, wskaźniki efektywności zużycia gazu
Streszczenie:
W artykule podano definicje wskaźników efektywności zużycia gazu ziemnego w gospodarstwach domowych oraz omówiono najprostszą metodę ich oszacowania. Wskaźniki mogą być stosowane jako miary sprawności energetycznej i do oceny zmian tej sprawności po termomodernizacji budynku. Omówiono wyniki oszacowania wskaźników efektywności zużycia gazu dla budynków wolnostojących i mieszkań w domach wielolokalowych.
Przedstawiono wpływ temperatury bazowej na dokładność prognozowania miesięcznego zużycia gazu ziemnego. Podano roczne zużycie gazu na ogrzewanie w gospodarstwach domowych na 1 m2 powierzchni mieszkania i na 1 (m 2 oCdzień). Przedstawiono wpływ zróżnicowania klimatycznego Polski na zmienne zużycie gazu na ogrzewanie budynków.
Wstęp:
Odbiorcy gazu ziemnego mogą kontrolować jego zużycie spisując pierwszego dnia każdego miesiąca wskazania gazomierza. Jest to najdokładniejsza metoda szacowania wskaźników efektywności energetycznej budynku. Miesięczne zużycie gazu można również określić z rachunków dostawcy gazu. Często jednak rachunki dotyczą okresu dwu czy trzech miesięcy a okres rozliczeniowy zaczyna się i kończy w środku miesiąca. Rozdzielenie zużycia gazu na miesiące różniące się liczbą stopniodni grzania jest utrudnione. Dlatego ta metoda jest mniej dokładna a bezkrytyczne stosowanie metody regresji prowadzi do dodatkowych błędów w szacowaniu stałego zużycia gazu. Dlatego nie należy bezkrytycznie stosować metody regresji, lecz wyznaczyć zużycie stałe gazu z dziennego zużycia gazu w miesiącach letnich a następnie wyznaczyć współczynnik kierunkowy prostej miesięcznego zużycia gazu ziemnego względem liczby stopniodni grzania.
Dla konkretnego mieszkania lub budynku można wyznaczyć wartości wskaźników efektywności zużycia gazu ziemnego taką najprostszą metodą przy użyciu kalkulatora. Artykuł prezentuje tę metodę. Analiza wskaźników efektywności energetycznej budynku może wskazać efektywną drogę obniżenia jego energochłonności poprzez różne działania modernizujące. Największe oszczędności zużycia gazu można uzyskać poprzez oszczędności na ogrzewaniu.
Reszta artykułu dostępna jest w formie pliku PDF: >>>POBIERZ