Wykorzystanie energii słonecznej w instalacjach podgrzewania wody.

Niniejszy artykuł ma za zadanie przybliżyć czytelnikowi zaprojektowany i wykonany system grzewczy pracujący w Szkole Podstawowej w Bliznem woj. podkarpackie. System oparty jest na kilkudziesięciu kolektorach słonecznych współpracujących z akumulatorami ciepła, dwóch pompach ciepła, systemu odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego basenu kąpielowego i kilkoma innymi układami pomniejszego znaczenia.
Poniżej przedstawiamy charakterystykę systemu:

Przedstawiany układ grzewczy składa się z:
- Kotłowni wodnej olejowo-gazowej, 2 kotły Schäfer DCN 215 kW
- 40 sztuk kolektorów słonecznych, 2 m² powierzchni każdy
- Pompa ciepła dla akumulatorów prod. ... (PC1)
- Układu ciepłej wody użytkowej 2 * 500 dm³ z podwójnymi wężownicami
- Układu odzysku ciepła z powietrza wentylacyjnego z basenu pływackiego poprzez rurki cieplne i pompę ciepła PC2

 
          1. Kotłownia olejowo-gazowa

Oparta o kotły marki Schäfer typu DCN 215 kW pracująca w układzie kaskadowym z dwoma pompami kotłowymi oraz sprzęgłem hydraulicznym. Zasila osiem niezależnych układów centralnego ogrzewania każdy z zaworem mieszającym trójdrogowym oraz układ ciepłej wody użytkowej (c. w. u.). Podstawowym paliwem jest gaz ziemny GZ-50. Olej opałowy Ekoterm używany jest jedynie jako paliwo rezerwowe. Rozdzielacza zasilające i powrotne zostały zbudowane jako jedna całość tak aby woda powracająca z instalacji zostawała podgrzewana przez gorącą wodę z kotłów (patrz zdjęcie). Pozwoliło to na zoptymalizowanie całego układu poprzez korzystne parametry wody powrotnej co z kolei zmniejszyło ilość energii oraz liczby załączeń palników dla obsługi podgrzewania wody powrotnej. Nie bez znaczenia jest również oszczędność miejsca w kotłowni oraz niezaprzeczalne walory estetyczne takiego rozwiązania. Kotłownia te sterowana jest poprzez sterownik swobodnie programowany S 20, który zainstalowany został z rozdzielnicy sterującej SAREL z wbudowanymi urządzeniami; zabezpieczeń, sygnalizacji i wykonawczymi.

          2. Kolektory słoneczne

Ze względu na specyfikę geometrii budynku zdecydowano się na zastosowanie dwóch zestawów kolektorów słonecznych po 20 sztuk każdy. Rozmieszczono je po równo na dwóch połaciach dachu w układzie SE oraz SW. Dało to bardzo korzystny rozkład pracy układu w ciagu dnia. Z zebranych danych wynika, że do godziny 14 wiodącym zestawem jest SE a po tej godzinie udział SW wzrasta i ciągnie się aż do 19 (pora letnia). Układ kolektorów słonecznych wypełniony został specjalnym płynem niezamarzającym i pracuje w obiegu zamkniętym przekazując ciepło poprzez wymienniki płytowe APV do obiegu wodnego wtórnego. Ten z kolei magazynuje energię cieplną zgromadzoną w wodzie w specjalnych 2 sztukach akumulatorów ciepła. Ładowanie akumulatorów odbywa się sekwencyjnie i jest wymuszane poprzez układ sterujący.

Cały układ jest oczywiście wyposażony w systemy zabezpieczeń przed wzrostem lub spadkiem ciśnień, temperatury itp., których opisywanie mogłoby zaciemnić ideę układu.

Poniżej przedstawiamy zarejestrowany przebieg temperatury w zespole kolektorów słonecznych na podstawie danych systemu monitorującego. Zwracamy państwa uwagę na fakt, że układ znajdował się w fazie prób przedrozruchowych



Jak pokazuje wykres temperatura kolektora była dość stabilna i jedynie kilka razy osiągnęła granice 600C. Takie duże różnice spowodowane były modyfikacjami usytuowania czujnika temperatury zespołu kolektorów SE. System monitorujący wychwycił tą dysproporcję i pozwolił na prawidłowy montaż czujnika. Pojawiające się w przyszłości skoki temperatury miały swe źródło jedynie w zaniku napięcia zasilania.