Współpraca GAHP z kolektrorami słonecznymi

Ogrzewanie budynku i przygotowanie ciepłej wody użytkowej stanowią największą część kosztów utrzymania domu. Ciągły rozwój gospodarki i przemysłu oraz coraz powszechniejszy nowoczesny, nastawiony na konsumpcjonizm styl życia znacząco wpływają na wzrost zapotrzebowania na energię. Ta natomiast w większości produkowana jest poprzez wykorzystanie konwencjonalnych źródeł energii, których zasoby maleją z dnia na dzień, a to powoduje wzrost cen energii. Alternatywą jest pozyskiwanie energii z wykorzystaniem odnawialnych źródeł. Są one zarówno mniej szkodliwe dla środowiska jak i tańsze w eksploatacji. Dlatego szuka się wielu rozwiązań pozwalających obniżyć koszty wytwarzania ciepłej wody użytkowej oraz koszty ogrzewania.

Jednym z nich jest zastosowanie systemu grzewczego opartego na Gazowych Absorpcyjnych Pompach Ciepła i kolektorach słonecznych. Zaletami takiego układu jest minimalizacja emisji substancji szkodliwych do środowiska oraz obniżenie kosztów uzyskania energii poprzez korzystanie z darmowej energii odnawialnej w postaci ciepła zakumulowanego w powietrzu, gruncie, wodzie i słońcu.

Istnieje wiele możliwości wykorzystania kolektorów we współpracy z GAHP. Przykładowo może to być wspomaganie centralnego ogrzewania, współpraca przy podgrzewaniu c.w.u. lub ładowanie ciepłem magazynu energii, który zostanie wykorzystany w okresie wzmożonego zapotrzebowania na ciepło.

Najefektywniej wygląda współpraca kolektorów z pompami ciepła w instalacji ciepłej wody użytkowej. Tutaj można zbudować szereg różnych układów z różnymi typami źródeł ciepła. Budowa instalacji podgrzewania c.w.u. odbywa się przy zastosowaniu podgrzewaczy c.w.u. np. z dwiema wężownicami, w którym jeden wymiennik podłączony jest do obiegu pompy ciepła, kotła lub innego źródła drugi natomiast do obiegu kolektorów słonecznych. W tym układzie kolektory słoneczne podgrzewają wodę w zasobniku c.w.u. drugie źródło ją  dogrzewa w okresie niskiego nasłonecznienia. Dodatkowo występuje konieczność okresowego przegrzewania c.w.u. w celu dezynfekcji termicznej bakterii Legionelli. Przegrzew realizowany jest dodatkowym źródłem lub grzałką zainstalowana w podgrzewaczu. W okresie letnim kolektory są w stanie pokryć znaczna część zapotrzebowania na c.w.u. przy prawidłowo zaprojektowanej instalacji. Niestety w okresie październik-kwiecień ciepło uzyskiwane z kolektorów nie jest wystarczające, wtedy pompa ciepła zapewnia zarówno c.w.u. jak i c.o., a w okresach szczytowych może ją również wspomagać gazowy kocioł kondensacyjny lub inne źródło szczytowe.

Szacunkowy stopień pokrycia zapotrzebowania na podgrzewanie c.w.u. energią słoneczną przy wykorzystaniu poprawnie dobranej i wykonanej instalacji.

Jeśli chcemy aby instalacja słoneczna pracowała także na potrzeby produkcji wody grzewczej to wtedy najlepiej połączyć produkcję c.w.u. i c.o. Taka instalacja zbudowana jest podobnie jak instalacja c.w.u. z tą różnica, że stosuje się w niej dwa osobne zbiorniki wody – zasobnik c.w.u. oraz zbiornik buforowy c.o. W każdym z nich również poprowadzone są dwie wężownice – górna obiegu pompy ciepła i dolna obiegu kolektora. Ciepło kolektora ma za zadanie wstępnie podgrzać wodę w dwóch zasobnikach, a pompa ciepła ją dogrzewa. W okresach szczytowych włączany jest kocioł. Dodatkowo w okresie letnim, jeżeli ciepło uzyskiwane z instalacji słonecznej zapewnia optymalną temperaturę c.w.u. a instalacja c.o. jest wyłączona, pompa ciepła nie pracuje i ograniczone jest zużycie energii.

Każdym układem zarządza odpowiednio skonfigurowana automatyka. Najważniejszą rolę pełnią tu czujniki temperatury wody na wyjściu z zasobnika i kolektora słonecznego, które przekazują sygnały zarówno do regulatora solarnego jak i sterownika pompy ciepła i kotła.  Jeżeli temperatura wody na wyjściu z zasobnika jest niższa niż czynnika solarnego w kolektorze (w zakresie regulacji 3÷15°C) załącza on zestaw pompowy obiegu solarnego i rozpoczyna się proces podgrzewu wody. Jeśli pomimo ciągłego podgrzewu przez kolektor woda grzewcza lub ciepła woda użytkowa nie osiąga odpowiedniej temperatury, to wtedy załącza się źródło szczytowe – pompa ciepła/kocioł.

Rozwiązaniem najrzadziej spotykanym w Polsce jest stosowanie magazynów ciepła.  Rolę magazynu ciepła może pełnić objętość wodna, podłoże skalne, blok monolityczny, wypełniona wodą jaskinia skalna, grunt czy staw słoneczny. W każdym przypadku ciepło odebrane od czynnika słonecznego kolektora przekazywane jest poprzez medium do magazynu ciepła. Natomiast odbierane jest w okresie grzewczym. Dobrze zaprojektowany system może odzyskać nawet 75-90% magazynowej energii. Magazyny ciepła mogą służyć jako dolne źródło dla pomp ciepła zapewniając wysokie współczynniki efektywności ich pracy.

Decydując się na współpracę kolektorów słonecznych z pompami ciepła należy bardzo dobrze zaprojektować instalację aby rzeczywiście uzyskać wysoką efektywność. Trzeba także pamiętać, że w klimacie umiarkowanym najbardziej słoneczne dni przypadają na okres letni, czyli poza okresem grzewczym. Zaznaczmy jednak, że Gazowe Absorpcyjne Pompy Ciepła samodzielnie spełniają zadania związane z ogrzewaniem i produkcją c.w.u. bez potrzeby łączenia ich z kolektorami słonecznymi.

Potrzebujesz rzetelnej i kompleksowej wiedzy? Zapytaj naszego eksperta!

Napisz do nas lub zadzwoń +58 698 21 48