2. Energia promieniowania s³onecznego
(EPS) jest przyjazna œrodowisku, bez-
p³atna i efektywna. Oczywiœcie pod
warunkiem, ¿e w posiadaniu znajduje
siê instalacja z wysokowydajnymi ko-
lektorami s³onecznymi i zharmonizo-
wanymi z nimi komponentami syste-
mowymi firmy Viessmann.
2
3. Spis treœci
1. Informacje podstawowe strona 4
1.1. Energia u¿yteczna
1.2. Ciep³o ze S³oñca
1.3. Natê¿enie promieniowania
s³onecznego
1.4. Wp³yw orientacji i nachylenia
na uzysk energii
1.5. Optymalizacja ca³oœci systemu
2. Wymiarowanie instalacji kolek-
torów s³onecznych strona 8
2.1. SprawnoϾ kolektora
2.2. Stopieñ pokrycia potrzeb
2.3. Wp³yw ró¿nych parametrów
na stopieñ pokrycia potrzeb
3. Przyk³ad obliczeniowy dla pod-
grzewu c.w.u. w domu jednoro-
dzinnym strona 10
4. Budowa i dzia³anie kolektorów
s³onecznych Viessmann strona 12
5. Dobór i mo¿liwoœci monta¿u
ró¿nych typów kolektorów strona 13
6. Technika systemowa
Viessmann oszczêdza koszty
i czas monta¿u strona 14
6.1. Kolektory
6.2. Pojemnoœciowe podgrzewacze
c.w.u.
6.3. Komponenty systemu
7. Instalacje do podgrzewu c.w.u. strona 20
8. Integracja instalacji kolektorów
s³onecznych z instalacj¹
grzewcz¹ strona 21
9. Energetyka s³oneczna w nowym
œwietle: kolektory jako element
aran¿acji architektonicznej strona 22
3
4. 1. Informacje podstawowe
Ciep³o ze S³oñca wykorzystujemy od
zawsze. Latem ogrzewa ono nasze
domy bezpoœrednio, a w zimie wyko-
rzystywane jest do ogrzewania do-
mów i podgrzewu ciep³ej wody u¿yt-
kowej.
Dla oszczêdnego gospodarowania za-
sobami paliw, które natura nagroma-
dzi³a w trakcie milionów lat, bran¿a
techniki grzewczej posz³a konsekwen-
tnie nowymi drogami, które umo¿liwi-
³y odpowiedzialne obchodzenie siê
z tymi zasobami.
Racjonalnym uzupe³nieniem tych d¹-
¿eñ jest bezpoœrednie wykorzystywa-
nie energii s³onecznej przy pomocy
kolektorów. Wysokosprawne technicz-
nie kolektory i dostosowany do nich
ca³y system sprawiaj¹, ¿e ekonomicz-
ne wykorzystywanie energii s³onecz-
nej nie jest ju¿ dzisiaj ¿adn¹ wizj¹
przysz³oœciow¹, lecz stosowan¹ na co
dzieñ rzeczywistoœci¹. Jeœli uwzglêdni
siê nieuniknione przysz³e podwy¿ki
cen paliw, to inwestycja w instalacjê
kolektorów s³onecznych bêdzie
z pewnoœci¹ udan¹ inwestycj¹
w przysz³oœæ.
1.1. Energia u¿yteczna
W przekroju rocznym napromienio-
Rys. 1. Globalne napromieniowanie roczne
wanie w Polsce odpowiada mniej
(kWh/m2rok).
wiêcej 1000 kWh/m2, co jest jedno-
znaczne z energi¹ zawart¹ w ok. 100
litrach oleju opa³owego lub 100 m3
gazu ziemnego. ne zwymiarowanie wszystkich kom-
ponentów instalacji. Prawid³owo za-
Energia u¿yteczna, uzyskiwana przez projektowane instalacje kolektorów
kolektor s³oneczny, zale¿y od wielu s³onecznych z wzajemnie dopasowa-
czynników. Najistotniejszy wp³yw ma nymi komponentami systemowymi
prawid³owe oszacowanie zapotrzebo- mog¹ pokryæ ok. 50 do 60% ca³orocz-
wania ciep³a, jakie maj¹ pokryæ kolek- nego zapotrzebowania ciep³a dla pod-
tory i odpowiadaj¹cej mu wielkoœci grzewu c.w.u. w domach jedno- lub
instalacji. Znaczenie ma równie¿ iloœæ dwurodzinnych. W lecie mo¿na czê-
bêd¹cej ogólnie do dyspozycji energii sto zrezygnowaæ ca³kowicie z ciep³a
promieniowania s³onecznego: dyspo- dodatkowego. W pozosta³ych miesi¹-
nowane napromieniowanie roczne cach podgrzew c.w.u. uzupe³niany
w Polsce odpowiada, zale¿nie o miej- jest drugim, niezale¿nym Ÿród³em cie-
sca, od 975 do 1025 kWh/(m2rok) p³a, z regu³y olejowym lub gazowym
(rys. 1). kot³em niskotemperaturowym, lub –
jeszcze lepiej – kondensacyjnym. Ko-
Ponadto istotn¹ rolê odgrywa typ ko- lektory s³oneczne s¹ mo¿liwe do za-
lektora oraz jego pochylenie i orienta- stosowania nie tylko do podgrzewa-
cja. Dla ekonomicznej pracy ca³ego nia c.w.u. ale równie¿ do wspomaga-
uk³adu jest ponadto konieczne staran- nia ogrzewania pomieszczeñ.
4
5. Informacje podstawowe
1.2. Ciep³o ze S³oñca
C
Oko³o 1/3 ca³kowitego zapotrzebowa-
nia energii u¿ytecznej w Polsce zu¿y-
wa siê na ogrzewanie budynków.
D
Energooszczêdne technologie budow-
lane, a przede wszystkim oszczêdne
systemy grzewcze mog¹ wydatnie
B VL
zmniejszyæ to zu¿ycie i w ten sposób
K
przyczyniæ siê do poszanowania zaso-
bów naturalnych i ochrony czystoœci H
atmosfery.
A
Znaczny potencja³ oszczêdnoœci tkwi
E
w podgrzewaniu c.w.u. Tutaj kolektory
s³oneczne we wspó³pracy z central-
G
nym pojemnoœciowym podgrzewa-
czem c.w.u., w naszych szerokoœciach
geograficznych zw³aszcza w miesi¹- F
cach letnich s¹ interesuj¹c¹ alternaty-
w¹ wobec kot³a grzewczego.
RL
1.3. Natê¿enie promieniowania
H
s³onecznego
A Promieniowanie rozproszone F Promieniowanie cieplne
Promieniowanie s³oneczne jest stru-
B Promieniowanie bezpoœrednie absorbera
mieniem energii, emitowanym przez
S³oñce równomiernie we wszystkich C Wiatr, deszcz, œnieg, konwekcja G Promieniowanie cieplne
kierunkach. Do zewnêtrznych warstw
D Straty wskutek konwekcji pokrywy szklanej
atmosfery Ziemi dociera stale promie-
E Straty wskutek przenikania ciep³a
niowanie o mocy 1,36 kW/m2. War- H Moc u¿yteczna kolektora
toœæ tê okreœla siê mianem sta³ej K Odbicie promieni s³onecznych
s³onecznej. Przy przechodzeniu przez
atmosferê ziemsk¹ promieniowanie
s³oneczne ulega os³abieniu wskutek Rys. 2. Wykorzystanie promieniowania s³onecznego w kolektorze.
odbicia, rozproszenia i absorpcji przez
cz¹steczki py³ów i moleku³y gazów
(rys. 2).
Czêœæ promieniowania po pokonaniu
tych przeszkód dociera do powierzch- 6000
ni Ziemi: jest to tzw. promieniowanie
Napromieniowanie dzienne [Wh/(m2•d)]
promieniowanie ca³kowite
bezpoœrednie. Czêœæ promieniowania
promieniowanie bezpoœrednie
5000
s³onecznego, odbitego lub zaabsorbo-
promieniowanie rozproszone
wanego i znowu wypromieniowanego
przez cz¹steczki py³ów i moleku³y ga- 4000
zów, dociera do powierzchni Ziemi ja-
ko tzw. promieniowanie rozproszone.
3000
Sumê promieniowania bezpoœrednie-
go i rozproszonego (rys. 3) nazywa
siê promieniowaniem ca³kowitym Eg. 2000
W optymalnych warunkach (bezch-
murne niebo, przejrzyste powietrze,
1000
pora po³udniowa) wynosi ono maksy-
malnie do ok. 1000 W/m2.
0
Kolektory s³oneczne, zale¿nie od ich Marz. Kwie Czerw. Sierp. Wrz.
Sty. Luty Maj Lip. PaŸ. List. Gru.
typu oraz zwymiarowania instalacji,
mog¹ wykorzystaæ nawet 75% pro-
mieniowania ca³kowitego. Rys. 3. Dzienne wartoœci napromieniowania w przedziale ca³ego roku.
5
6. Informacje podstawowe
1.4. Wp³yw orientacji i nachylenia
na uzysk energii
+ 1 7 0°
-170°
Pó³n.
+ 16
Napromieniowanie
0°
-16
+1
0°
roczne w %
Instalacja kolektorów s³onecznych
0°
-15
50
+
0°
w Polsce, zorientowana w kierunku
14
°
4
+ 10°
-1
°
0°
13
30
po³udniowym, z nachyleniem ok. 30
0° -1
+1
30-40° do poziomu, zapewnia w prze- 0° 40 20°
20
-12
°
kroju rocznym najwy¿sze uzyski ener- 50
+11 °
-110 30°
0°
gii. Ale nawet przy wyraŸnych odstêp- 60
stwach od takiego ustawienia (po³u- +100° -100° 70 40°
dniowy wschód do po³udniowego za- 80
10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° Wsch.
Zach.
chodu, nachylenie 25-70°) zmniejsze- 50°
90
nie napromienienia jest nieznaczne -80°
+80° 95
60°
dla mo¿liwoœci zastosowania kolekto- 100
-70
°
+70 °
rów s³onecznych (rys. 4). 70°
-60
0° °
+6 -5
Bardziej p³askie po³o¿enie jest korzy- 80°
° 0°
50
+
stne, jeœli powierzchni kolektora nie
-4
°
40
90°
0°
mo¿na zorientowaæ na po³udnie. Tak
-30
+
0°
-20°
+3
k¹t nachylenia
°
°
-10°
+20
wiêc instalacja kolektorów s³onecz-
+10°
nych z nachyleniem kolektorów 30° Po³ud.
: przyk³ad: 30°; 45°p³d.-zach.; 95%
nawet przy orientacji 45° na wschód
lub zachód od po³udnia, zapewnia je-
szcze uzysk równy prawie 95% uzy-
Rys. 4. Wp³yw orientacji i nachylenia na napromienienie.
sku optymalnego. Nawet przy orienta-
cji wschodniej lub zachodniej uzysk
siêga do 85%, jeœli nachylenie dachu
mieœci siê w granicach 25-40°.
K¹t nachylenia α
Korzyœci¹ z bardziej stromego usta-
K¹t nachylenia α jest k¹tem miêdzy
wienia powierzchni kolektora jest bar-
dziej równomierne zaopatrzenie poziomem a powierzchni¹ kolektora
α
w energiê w skali roku. Nale¿y jednak s³onecznego (rys. 5).
unikaæ k¹tów nachylenia mniejszych Przy monta¿u na dachu spadzistym α
od 20°, gdy¿ wtedy nasila siê zanie- k¹t nachylenia narzucony jest przez
czyszczenie pokrycia kolektora. nachylenie po³aci dachu. Najwiêksz¹
α
iloœæ energii absorber mo¿e wch³on¹æ
wtedy, gdy p³aszczyzna kolektora jest
prostopad³a do kierunku promienio-
wania s³onecznego. Rys. 5. Zorientowanie kolektorów z k¹tem
nachylenia α .
Azymut
N
Azymut (rys. 6) okreœla odchylenie
p³aszczyzny kolektora od kierunku po-
³udniowego; przy p³aszczyŸnie kolek-
tora zorientowanej na po³udnie azy- a
ktor
kole
yzna
mut = 0°. Poniewa¿ napromieniowa- szcz
W 90° 90° O
p³a
nie jest najintensywniejsze w porze
75°
75°
po³udniowej, kolektor winien byæ zo-
60
°
rientowany mo¿liwie na po³udnie. 60 °
Dobre wyniki uzyskuje siê jednak tak-
°
45
45
°
¿e przy odchy³kach azymutu do 45°
°
30
30
15°
15°
0°
°
na wschód lub zachód. Koniecznoœæ S
wiêkszych odchyleñ mo¿na skompen-
sowaæ niewielkim zwiêkszeniem po- Azymut
wierzchni kolektorów.
Rys. 6. Przyk³ad – Azymut 15° na wschód.
6
7. 1.5. Optymalizacja ca³oœci systemu
Sam wysokowartoœciowy kolektor
s³oneczny nie zagwarantuje jeszcze
optymalnej eksploatacji ca³ej instala-
cji. Istotne jest tu raczej kompletne
rozwi¹zanie systemowe (rys. 7).
Viessmann dostarcza wszystkie kom-
ponenty potrzebne dla instalacji ko-
lektorów s³onecznych:
– dostosowany do instalacji elektro-
niczny regulator,
– pojemnoœciowy podgrzewacz c.w.u.
z nisko umieszczon¹ wê¿ownic¹
grzewcz¹,
– kompletny zestaw pompowy,
wyposa¿ony dodatkowo we wska-
Ÿnik oraz regulator natê¿enia prze-
p³ywu czynnika grzewczego.
Prawid³owo zaprojektowane instalacje
kolektorów s³onecznych z wzajemnie
zharmonizowanymi komponentami
systemowymi (rys. 8) powinny pokryæ
ok. 50 do 60% ca³orocznego zapo-
trzebowania energii na podgrzew
c.w.u. w domu jedno- lub dwurodzin-
nym.
Rys. 7. Instalacja kolektorów s³onecznych z wzajemnie zharmonizowanymi komponentami.
czujnik
temperatury
elastyczny kolektora
przewód
przy³¹czeniowy
odpowietrznik
kolektor
separator s³oneczny
powietrza regulator
solarny
Solar-
Divicon
zbiornik œciekowy
naczynie wzbiorcze
czujnik temperatury
podgrzewacza c.w.u.
biwalentny pojemnoœciowy
podgrzewacz c.w.u.
armatura nape³niaj¹ca rêczna pompa
nape³niaj¹ca
Rys. 8. Komponenty instalacji kolektorów s³onecznych.
7
8. 2. Wymiarowanie instalacji kolektorów
s³onecznych
2.1. SprawnoϾ kolektora
Typ Sprawnoœæ Wspó³czynniki strat ciep³a Pow. brutto
k1 [W/(m2 · K)] k2 [W/(m2 · K2)] [m2]
kolektora optyczna
Czêœæ docieraj¹cego do kolektorów
η0 [%]*
promieniowania s³onecznego zostaje
„stracona“ wskutek odbicia od szyby Vitosol 100
i absorpcji w szkle (rys. 2). Straty te, – typ s/w 2,5 84,0 3,360 0,0130 2,71
– typ 5 DI 84,0 4,160 0,0073 5,25
jak i straty w procesie przekazywania
Vitosol 200 84,0 1,750 0,0080 1,50 / 2,94 / 4,38
ciep³a czynnikowi grzewczemu,
uwzglêdnia sprawnoœæ optyczna η0. Vitosol 250 77,5 1,476 0,0075 1,67
Vitosol 300 82,5 1,190 0,0090 2,94 / 4,38
SprawnoϾ optyczna odpowiada ma-
∗η odniesiona do:
ksimum charakterystyki, przy zerowej
0
ró¿nicy temperatur pomiêdzy kolekto- – powierzchni apertury w Vitosol 100 i 250
rem a otoczeniem i przy braku strat – powierzchni absorbera w Vitosol 200 i 300
ciep³a, oddawanego przez kolektor
otoczeniu. Tab. 1. Wartoœci porównawcze sprawnoœci optycznej i wspó³czynników strat ciep³a.
Kolektory przy nagrzewaniu siê odda-
j¹ ciep³o otoczeniu przez przenikanie
cieplne, promieniowanie i konwekcjê Powierzchnia kolektora
(ruch powietrza). Straty te uwzglê-
Powierzchnia absorbera
dniaj¹ wspó³czynniki strat k1 i k2
(tab. 1). Zale¿ne s¹ one od ró¿nicy Powierzchnia apertury
(czynna – napromieniona)
temperatur pomiêdzy absorberem
a otoczeniem.
Wspó³czynniki strat ciep³a i spraw-
noœæ optyczna wyznaczaj¹ charaktery- Rys. 9. Wielkoœci powierzchni kolektorów.
stykê sprawnoœci kolektora, któr¹
mo¿na obliczyæ z równania:
0,9
Vitosol 200
η = η0 – k1 · (∆T / Eg) – k2 · (∆T2 / Eg)
0,8
(rys. 10).
0,7
Powierzchnia kolektora I
Vitosol 300
0,6
W danych technicznych kolektorów II
podaje siê trzy wielkoœci dotycz¹ce
powierzchni kolektora (rys. 9). 0,5
III Vitosol 250
IV
Powierzchnia brutto (d³ugoœæ x szero-
0,4
koœæ zewnêtrzna) jest miarodajna przy
sk³adaniu wniosków o dofinansowa-
0,3
nie w ramach ró¿nych programów
pomocowych.
SprawnoϾ
Vitosol 100
0,2
Powierzchnia apertury (czynna) poda-
je powierzchniê kolektora na któr¹
0,1
mo¿e aktywnie dzia³aæ promieniowa-
nie i jest miarodajna dla projektowa-
0
nia instalacji.
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Ró¿nica pomiêdzy temperatur¹ otoczenia a œredni¹
Powierzchnia absorbera okreœla po-
temperatur¹ kolektora [K]
kryt¹ selektywnie powierzchniê, która
jest wystawiona na promieniowanie, Instalacja dla podgrzewu c.w.u. przy niskim stopniu pokrycia potrzeb
I
zale¿nie od po³o¿enia monta¿owego Instalacja dla podgrzewu c.w.u. przy wysokim stopniu pokrycia potrzeb
II
i konstrukcji kolektora. Jest ona ma³o Instalacja dla podgrzewu c.w.u. i wspomagania ogrzewania
III
przydatna dla porównañ kolektorów Instalacja dla ciep³a procesowego / klimatyzacji
IV
s³onecznych.
Rys. 10. Sprawnoœci kolektorów.
8
9. Wymiarowanie instalacji kolektorów
s³onecznych
Dobór odpowiedniego typu kolektora 10
Vitosol 100
60%
Obok istniej¹cego do dyspozycji miej-
Powierzchnia apertury [m 2]
8
sca i warunków zabudowy, oraz in-
50%
nych uwarunkowañ (np. d³ugie okresy
6
stagnacji dla budynków szkolnych), 40%
czynnikiem decyduj¹cym o wyborze
4
typu kolektora jest zak³adana w pro-
jekcie ró¿nica temperatur pomiêdzy
œredni¹ temperatur¹ kolektora a tem- 2
peratur¹ otoczenia. Wp³ywa ona bo-
wiem na sprawnoϾ kolektora. 0
100
0 50 150 200 250 300 350 400
Im wy¿sza jest temperatura robocza
kolektora, tym wy¿sza jest osi¹gana Zu¿ycie c.w.u. [l/d]
moc i tym samym uzysk energii
10
z pró¿niowych kolektorów rurowych Vitosol 200, 250 i 300
w stosunku do kolektorów p³askich
Powierzchnia apertury [m 2 ]
8
(rys. 10).
60%
6
2.2. Stopieñ pokrycia potrzeb
50%
4
Stopieñ pokrycia potrzeb energii
40%
wskazuje, ile procent rocznego jej
2
zapotrzebowania mo¿e pokryæ instala-
cja kolektorów s³onecznych. Im wiêk-
0
szy jest stopieñ pokrycia potrzeb, tym
0 50 100 150 200 250 300 350 400
wiêcej oszczêdza siê energii konwen-
Zu¿ycie c.w.u. [l/d]
cjonalnej.
Zwi¹zane s¹ z tym jednak nadwy¿ki Rys. 11. Roczny stopieñ pokrycia energii dla kolektorów Vitosol.
ciep³a w lecie i ogólnie ni¿sza prze-
ciêtna sprawnoœæ kolektora.
Rys. 11 przedstawia mo¿liwe do osi¹-
61
Instalacja referencyjna
gniêcia stopnie pokrycia potrzeb, przy
za³o¿eniu: 74
100 litrów/dzieñ
– dachu zorientowanego na po³udnie, 300 litrów/dzieñ 51
– nachylenia dachu 45°,
400 litrów/dzieñ 43
– temperatury c.w.u. w czêœci dy¿ur-
60
Nach. kolektora 30°
nej podgrzewacza 45°C.
Nach. kolektora 60° 59
50
Orientacja zachodnia
2.3. Wp³yw ró¿nych parametrów na 59
Orientacja zach.-po³.
stopieñ pokrycia potrzeb 71
Pró¿n. kolektory rurowe*
960 kWh/m2 rok 53
S³upki na rys. 12 podaj¹ oczekiwane
1200 kWh/m2 rok 68
stopnie pokrycia potrzeb przy odchy³-
kach od warunków instalacji referen-
60
20 30 80
0 10 50 70 90
40
cyjnej. Odnoœnie wp³ywu orientacji
Stopieñ pokrycia potrzeb dla c.w.u. [%]
kolektorów patrz te¿ rys. 4.
* przy porównywalnej powierzchni apertury
Rys. 12. Wp³yw ró¿nych parametrów na stopieñ pokrycia potrzeb (obliczono najnowszym programem
ESOP wersja 2.0).
,
Instalacja referencyjna:
– dane meteorologiczne dla napromieniowania 1100 kWh/m2rok
– 4-osobowe gospodarstwo domowe, zu¿ywaj¹ce 200 litrów c.w.u o temperaturze 45°C dziennie
– 2 kolektory Vitosol 100, typu s/w 2,5
– nachylenie dachu 45°, orientacja na po³udnie
– biwalentny pojemnoœciowy podgrzewacz c.w.u. o pojemnoœci 300 litrów
9
10. 3. Przyk³ad obliczeniowy
dla podgrzewu c.w.u. w domu
jednorodzinnym
Dane instalacji
Zastosowanie Wymagana pow. apertury A
Vitosol Vitosol Vitosol
– dom jednorodzinny 200/250*1
100 300
– korzystne warunki napromieniowa-
nia = 1100 kWh/m2rok Podgrzew c.w.u.
– nachylenie dachu 45° (stopieñ pokrycia 60%)
m2/osobê
Dom jedno- i dwurodzinny 1,2 – 1,5 0,8 – 1,0 0,8 – 1,0
– orientacja po³udniowa
m2/osobê
Dom wielorodzinny 0,8 – 1,1 0,6 – 0,8 0,6 – 0,8
– liczba mieszkañców P = 4, œrednie
wymagania odnoœnie zaopatrzenia
m2/m2 pow. Okreœliæ wart.orientacyjne pro-
Ogrzewanie domu
w c.w.u.
mieszk. gramem symulacyjnym „ESOP“
– temperatura c.w.u.: tW = 45°C
temperatura wody zimnej:
P³ywalnia kryta*2
tZ = 10°C
(w okresie od kwietnia do wrzeœnia)
– w okresach z³ej pogody i poza sezo- z przykryciem, m2/m2 powierzchni niecki 0,40 0,30 0,30
nem projektowanym uzupe³niaj¹ce- bez przykrycia, m2/m2 powierzchni niecki 0,50 0,40 0,40
go ciep³a do podgrzewu c.w.u. do-
starcza olejowo-gazowy kocio³ P³ywalnie otwarte*3
Viessmann (w okresie od kwietnia do wrzeœnia)
z przykryciem, m2/m2 powierzchni niecki
– typ kolektorów: 2 kolektory Vitosol 0,70 0,50 0,50
bez przykrycia, m2/m2 powierzchni niecki 0,90 0,70 0,70
100 o ³¹cznej powierzchni apertury
5,0 m2 *1 Przy monta¿u na elewacji przyj¹æ powierzchniê apertury o 20% wiêksz¹
*2 Temperatura odniesienia basenu 24°C, przyjête wych³adzanie 0,5 K/dziennie
*3 Temperatura odniesienia basenu 22°C, przyjête wych³adzanie 1 K/dzienne
Zapotrzebowanie na c.w.u.
Tab. 3. Wymagane powierzchnie apertury (wartoœci odnosz¹ siê do danych meteorologicznych dla
Wybrane zapotrzebowanie wg VDI
napromienienia 1100 kWh/m2rok).
2067, temperatura c.w.u. 45°C:
VPDG = 50 litrów/(dzieñ · osobê) Pojemnoœæ podgrzewacza c.w.u. Powierzchnia apertury
Wynika st¹d zapotrzebowanie dla 4 £¹czna pojemnoœæ podgrzewacza po- Przy przyjêtych warunkach meteoro-
osób wynosz¹ce 200 litrów dziennie. winna odpowiadaæ 1,5-2-krotnemu logicznych szacunki wg tabeli 3 s¹ dla
zapotrzebowaniu dziennemu c.w.u. praktyki wystarczaj¹co dok³adne. Aby
Przyjmuj¹c dwukrotn¹ wartoœæ zapo- uzyskaæ informacjê odnoœnie stopnia
Zapotrzebowanie c.w.u. Vp
trzebowania dziennego przy wybranej pokrycia potrzeb, zaleca siê przepro-
[litrów/(dzieñ · osoba)]
temperaturze c.w.u. w podgrzewaczu wadzenie obliczeñ programem ESOP
Temperatura c.w.u. 45°C
tPDG = 60°C otrzymujemy: z uwzglêdnieniem dodatkowych
szczegó³ów (np. czasu poboru c.w.u.).
W budownictwie 2 · VP · P · (tW – tZ) Wyznaczony stopieñ pokrycia solar-
mieszkaniowym
nego winien wynosiæ 50-60%.
VPDG min = ––––––––––––––––––
tPDG – tZ
wysokie wymagania 60 do 100
œrednie wymagania 30 do 60
zwyk³e wymagania 15 do 30 Solar-Software ESOP
2 · 50 · 4 · (45 – 10)
= ––––––––––––––––––
W hotelach, Rysunki 13 i 14 pokazuj¹ wyniki obli-
60 – 10
pensjonatach, czeñ dla wspomnianego wy¿ej domu
domach studenckich* jednorodzinnego – otrzymano je przy
Pokój z ³azienk¹ pomocy programu ESOP oprogramo-
,
= 280 litrów
i natryskiem 170 do 260 wania do projektowania instalacji
Pokój z ³azienk¹ 135 do 200 kolektorów solarnych.
W tym celu zaleca siê pojemnoœciowy
Pokój z natryskiem 75 do 135 ESOP pomaga dobraæ wymagan¹ po-
podgrzewacz c.w.u. Vitocell-B 100 lub
Domy studenckie, wierzchniê kolektorów, a nastêpnie na
Vitocell-B 300 o pojemnoœci 300 lub
pensjonaty 40 do 75 podstawie dowolnie przyjmowanych
odpowiednio 350 litrów.
za³o¿eñ symuluje zachowanie siê in-
* w przypadku wiêkszych instalacji zaleca siê
stalacji i dostarcza informacji o stop-
uprzedni pomiar rzeczywistego zu¿ycia c.w.u.
niu pokrycia potrzeb, oszczêdnoœci
paliwa oraz redukcji emisji substancji
szkodliwych.
Tab. 2. Zapotrzebowanie c.w.u wg VDI 2067.
10
11. Przyk³ad obliczeniowy dla podgrzewu
c.w.u. w domu jednorodzinnym
W wy¿ej wymienionych warunkach
100
pracy instalacji otrzymujemy przeciêt-
ny stopieñ pokrycia potrzeb ok. 60%. 89
86
86 86
W miesi¹cach letnich mo¿e byæ 83
w pewnych okolicznoœciach koniecz- 80 75
ne jedynie nieznaczne dogrzanie
Stopieñ pokrycia potrzeb [%]
c.w.u. 62
59
60
Oszczêdzanie energii elektrycznej
41
dziêki instalacji kolektorów
40
s³onecznych
29
24 24
Jeszcze wiêcej energii mo¿na oszczê-
20
dziæ zasilaj¹c pralkê i zmywarkê pod-
grzan¹ wod¹. Jak wiadomo, pralka
czy zmywarka wiêkszoœæ energii elek-
0
trycznej zu¿ywa na podgrzanie wody.
Sty Lut Mar Kwi Maj Cze Lip Sie Wrz PaŸ Lis Gru
Jeœli podgrzewanie to przejmie
w znacznym stopniu instalacja kolek-
torów s³onecznych, to czteroosobowa
Rys. 13. Stopieñ pokrycia potrzeb dla podgrzewu c.w.u. w domu jednorodzinnym.
rodzina bêdzie mog³a dodatkowo
zaoszczêdziæ rocznie na kosztach
energii elektrycznej równowartoœæ
oko³o 300 z³.
1000
Emisje substancji szkodliwych [kg/rok]
bez instalacji kolektorów s³onecznych
z instalacj¹ kolektorów s³onecznych
800
600
400
200
0
NOx
SO2
CO2 CO Py³
Rys. 14. Emisje substancji szkodliwych.
11
12. 4. Budowa i dzia³anie kolektorów
s³onecznych Viessmann
Kolektory s³oneczne Viessmann –
ka¿demu wed³ug potrzeb
Oferta kolektorów s³onecznych Vito-
sol (rys. 15) pozwala ka¿demu znaleŸæ
potrzebne mu rozwi¹zanie:
– Vitosol 100 – kolektory p³askie,
przekonuj¹ce atrakcyjnym stosun-
kiem ceny do osi¹gów. Kolektory
Vitosol 100 produkowane s¹
w dwóch wielkoœciach: 2,5 i 4,76
m2. WielkoϾ 2,5 m2 znajduje naj-
bardziej uniwersalne zastosowanie
i jest wykonywana w uk³adzie pio-
nowym lub poziomym.
Kolektor Vitosol 100, typ 5DI
(4,76 m2) jest specjalnym kolekto-
rem p³askim do wbudowywania
w dachy spadziste;
– Vitosol 200 i Vitosol 250 s¹ wyso-
kowydajnymi pró¿niowymi kolekto-
rami rurowymi z bezpoœrednim
przep³ywem czynnika grzewczego,
idealnymi do montowania w dowol-
nym po³o¿eniu; Rys. 15. Rodzaje kolektorów s³onecznych Viessmann Vitosol.
– Vitosol 300 jest wysokowydajnym
pró¿niowym kolektorem rurowym,
dzia³aj¹cym na zasadzie „heatpipe“
z „suchym“ po³¹czeniem z instalacj¹ Wysok¹ sprawnoœæ kolektorów osi¹-
i zintegrowan¹ ochron¹ przed prze- gniêto dziêki absorberom z pokryciem
grzaniem. Sol-Titan zintegrowanemu orurowaniu
i wysokoskutecznej izolacji termicznej.
Pró¿niowe rury szklane kolektorów
Zalety kolektorów s³onecznych Vitosol 200, 250 i 300 dodatkowo re-
Viessmann dukuj¹ straty ciep³a. Dla uproszczenia
po³¹czeñ rurowych, opracowano dla
Mimo ró¿nej budowy, wszystkie czte- wszystkich kolektorów s³onecznych
ry typy kolektorów cechuj¹ siê wspól- Viessmann specjalny system po³¹-
nymi zaletami. czeñ wtykowych.
Wykonane s¹ z wysokowartoœcio- Pozwala to na rezygnacjê z dodatko-
wych materia³ów, jak stal szlachetna, wego orurowania i pracoch³onnego
aluminium, miedŸ i odporne specjalne izolowania termicznego. Dziêki temu
szk³o solarne. Zwiêksza to znacznie czas monta¿u mo¿e zostaæ znacznie
bezpieczeñstwo eksploatacji i trwa- skrócony. Przy³¹cza zasilania i powro- Rys. 16. Kolektor p³aski Vitosol 100, typ 2,5 m2.
³oœæ u¿ytkow¹ – w testach jakoœcio- tu kolektora s³onecznego usytuowane
wych wielu instytutów, m.in. Instytutu s¹ dogodnie po jednej stronie, co eli-
SPF w Raperswilu, kolektory te udo- minuje koniecznoϾ prowadzenia
wodni³y swoj¹ trwa³oœæ i odpornoœæ. przewodu nad lub pod pokryciem da-
Potwierdzeniem jest tu spe³nienie wy- chu.
magañ europejskich i zarazem pol-
skich (PN-EN 12975). Dziêki doborowi materia³ów i kon-
strukcji uwzglêdniaj¹cych wymogi re-
cyklingu surowcowego kolektory s³o-
neczne Viessmann spe³niaj¹ wymaga-
nia znaku ekologicznego „B³êkitny
Anio³“ (RAL-UZ 73).
12
13. 5. Dobór i mo¿liwoœci monta¿u
ró¿nych typów kolektorów
Vitosol 100, typ 2,5 „s“ i „w“
Kolektory p³askie Vitosol 100 o po-
wierzchni apertury 2,5 m2 produko-
wane s¹ w uk³adzie pionowym i po-
B
ziomym – oba wykonania nadaj¹ siê
do stosowania na dachach spadzi-
stych. Przy wyborze sposobu monta-
¿u – nad pokryciem dachu lub wbu- A
dowanie w pokrycie dachu – pewn¹
rolê odgrywaj¹ wzglêdy wykonaw-
stwa budowlanego (rys. 17). Tak wiêc
przy realizacji nowych budynków za-
leca siê wbudowanie kolektorów
w pokrycie dachu.
F
Vitosol 100, Typ 5DI
C
Wielkopowierzchniowe kolektory p³a-
D
skie Vitosol 100, typ 5DI z powierzch-
ni¹ apertury 4,92 m2 przeznaczone s¹
do wbudowania w dachy spadziste
kryte dachówk¹ zak³adkow¹.
Vitosol 200
E
Pró¿niowe kolektory rurowe Vitosol
200 dziêki swojej zasadzie dzia³ania Miejsce monta¿u Typ kolektora
z bezpoœrednim przep³ywem czynnika
grzewczego mog¹ byæ montowane Dachy spadziste Vitosol 100, typ s
A
w dowolnym po³o¿eniu i zapewniaj¹ Vitosol 100, typ 5DI (tylko do wbud. w dach)
wysoki uzysk energii. Dlatego nadaj¹ Vitosol 200
siê szczególnie dla dachów p³askich, Vitosol 250
monta¿u na elewacji a tak¿e do mon- Vitosol 300
ta¿u na pokryciu dachów spadzistych. Vitosol 100, typ w
B
Vitosol 200
Vitosol 250
Vitosol 250
C
Dachy p³askie Vitosol 200
Pró¿niowe kolektory rurowe Vitosol Vitosol 250
250 s¹ wysokowydajnymi kolektorami Vitosol 100, typ w
D
z bezpoœrednim przep³ywem czynnika Vitosol 300
grzewczego, nadaj¹cymi siê doskona-
le do dowolnego monta¿u na budyn- 100, typ w*1
Monta¿ wolnostoj¹cy Vitosol
E
ku. Mo¿na je montowaæ na dachach Vitosol 200
p³askich i spadzistych oraz na elewa- Vitosol 250
cjach. Vitosol 300
Elewacje/Balustrady Vitosol 200
F
Vitosol 300 balkonów i tarasów/*2 Vitosol 250
(Przy tym wariancie monta¿u za-
Pró¿niowe kolektory rurowe Vitosol lecamy wybranie powierzchni
absorberów/apertury powiêk-
300 dzia³aj¹ na zasadzie „heatpipe“.
szonej o 20%)
Dlatego musz¹ byæ montowane z mi-
nimalnym nachyleniem 25°. Wyró¿- *1) nie zaleca siê na terenach zapylonych
*2)
niaj¹ siê zintegrowanym zabezpiecze- powiêkszyæ o 20% w stosunku do innych wariantów monta¿u
niem przed przegrzaniem czynnika
grzewczego. Rys. 17. Mo¿liwoœci usytuowania ró¿nych typów kolektorów.
13
14. 6. Technika systemowa Viessmann
oszczêdza koszty i czas monta¿u
6.1. Kolektory
Vitosol 100
Kolektor p³aski
Kolektory p³askie s¹ preferowane
w zastosowaniach do podgrzewu
c.w.u. lub wody basenowej.
Kolektory p³askie Vitosol 100 (rys. 18)
sk³adaj¹ siê z absorbera z pokryciem
Sol-Titan, zapewniaj¹cym wysok¹
sprawnoœæ tych kolektorów. Przez po-
³¹czon¹ z absorberem, biegn¹c¹ me-
androwo rurkê miedzian¹ przep³ywa
czynnik grzewczy. Czynnik grzewczy,
poprzez rurkê miedzian¹ odbiera cie-
p³o z absorbera. Absorber jest oto-
czony skutecznie izolowan¹ obudow¹,
minimalizuj¹c¹ straty cieplne kolekto-
ra. Kolektory przykryte s¹ szyb¹ ze
szk³a solarnego, które dziêki nieznacz-
nej zawartoœci tlenków ¿elaza wyró¿-
nia siê zmniejszonymi stratami odbi-
cia. Szyba ma gruboϾ 4 mm i jest
Rys. 18. Kolektor p³aski Vitosol 100.
dziêki temu szczególnie odporna na
wp³ywy atmosferyczne. Szyba ze
szk³a solarnego i rama kolektora po³¹-
czone s¹ ze sob¹ trwale obszern¹ jed-
nolit¹ uszczelk¹ – do dolnej czêœci ko-
lektora. W ten sposób do wnêtrza nie
mo¿e siê przedostaæ ¿adna woda
z deszczu lub topniej¹cego œniegu.
Indywidualnie dobierana kolorystyka
i atrakcyjna forma wzornicza stwarza-
j¹ zupe³nie nowe mo¿liwoœci kolory-
stycznego zharmonizowania pokrycia
dachu i kolektora. Zw³aszcza nowe
maskownice zapewniaj¹ p³ynne przej-
œcie miêdzy powierzchni¹ kolektora
a dachem. Maskownica jest dostêpna
jako osprzêt do wbudowania kolekto-
rów w pokrycie dachu i monta¿u na
pokryciu dachu. Standardowo ramy
kolektorów i maskownice dostarczane Rys. 19. Vitosol 100 z powierzchni¹ apertury Rys. 20. System po³¹czeñ wtykowych
s¹ w kolorze br¹zowym (rys. 19). 2,5 m2. Viessmann.
Na ¿yczenie i za dop³at¹ mo¿liwe jest
dostarczenie ram i maskownic we
wszystkich innych kolorach RAL, co
pozwala na dopasowanie ich do ka¿-
dego koloru dachu. W ten sposób ko-
lektor s³oneczny staje siê integralnym
elementem architektonicznej aran¿acji
dachu (patrz rys. na stronie tytu³o-
wej).
14
15. Technika systemowa Viessmann
oszczêdza koszty i czas monta¿u
Vitosol 200
Pró¿niowy kolektor rurowy
Pró¿niowe kolektory rurowe stosowa-
ne s¹ do podgrzewania c.w.u. i wody
basenowej, a tak¿e do wspomagania
ogrzewania pomieszczeñ.
Kolektory Vitosol 200 (rys. 21 i 22)
posiadaj¹ wysokopró¿niowe rury wy-
konane ze szk³a solarnego. Straty cie-
p³a s¹ tak niskie, ¿e kolektory Vitosol
200 dostarczaj¹ ciep³a do podgrzewu
c.w.u. lub ogrzewania pomieszczeñ
tak¿e przy niskich temperaturach ze-
wnêtrznych. W ka¿dej rurze pró¿nio-
wej umieszczone s¹ absorbery z po-
kryciem Sol-Titan. Z blach¹ absorbera
po³¹czona jest koncentryczna rura
wymiennika ciep³a, przez któr¹ bezpo-
œrednio przep³ywa czynnik grzewczy.
Obie z³¹czki rury koncentrycznej ³¹cz¹
siê z rurami kolektora i rozdzielacza
w izolowanej termicznie g³owicy ko-
Rys. 21. Pró¿niowy kolektor rurowy Vitosol 200.
lektora (rys. 23).
Pró¿niowe kolektory rurowe Vitosol
200 nadaj¹ siê szczególnie do monta-
¿u na dachach p³askich lub elewa-
cjach. Mo¿na je równie¿ montowaæ
na dachach spadzistych poziomo, tzn.
z rurami pró¿niowym po³o¿onymi
równolegle do krawêdzi dachu.
Optymalne ustawienie absorberów
mo¿na uzyskaæ przez obracanie rur
pró¿niowych wokó³ ich osi. Równie¿
przez obrót rur mo¿na czêœciowo
skompensowaæ odchylenie od orien-
tacji po³udniowej. K¹t jest ograniczo-
ny do 25° aby unikn¹æ wzajemnego
zacieniania siê powierzchni absorbe-
rów.
Rys. 22. Vitosol 200, typ D 10 i D20. Rys. 23. Vitosol 200, z bezpoœrednim przep³y-
wem czynnika grzewczego.
15
16. Technika systemowa Viessmann
oszczêdza koszty i czas monta¿u
Vitosol 250
Pró¿niowy kolektor rurowy
Pró¿niowe kolektory rurowe stosowa-
ne s¹ do podgrzewania c.w.u. i wody
basenowej, a tak¿e do wspomagania
ogrzewania pomieszczeñ.
Nowy kolektor Vitosol 250 (rys. 24)
jest wysokowydajnym kolektorem
o przep³ywie bezpoœrednim, nadaj¹-
cym siê idealnie do montowania
w dowolnym po³o¿eniu.
Szczególn¹ cech¹ nowego kolektora
Vitosol 250 s¹ jego rury pró¿niowe.
Wykonane s¹ one ca³kowicie ze szk³a
i dziêki temu utrzymuj¹ pró¿niê
w swoim wnêtrzu szczególnie d³ugo
i niezawodnie. Podobnie jak w kolek-
torach Vitosol 200 i Vitosol 300 po-
szczególne rury mo¿na wymieniaæ in-
dywidualnie (rys. 26).
Kolektor Vitosol 250 dostarczany jest
Rys. 24. Pró¿niowy kolektor rurowy Vitosol 250.
w ujednoliconej wielkoœci 20 wstêp-
nie zmontowanych rur (rys. 25).
Orurowanie zasilania i powrotu jest
ca³kowicie zintegrowane z g³owic¹ ko-
lektora, co w po³¹czeniu ze znanym
systemem monta¿owym Viessmann
znakomicie u³atwia monta¿ kolektora.
Rys. 25. Vitosol 250. Rys. 26. Vitosol 250 – rury mo¿na wymieniaæ
pojedynczo.
16
17. Technika systemowa Viessmann
oszczêdza koszty i czas monta¿u
Vitosol 300
Pró¿niowy kolektor rurowy
„heatpipe“
Pró¿niowe kolektory rurowe stosowa-
ne s¹ do podgrzewania c.w.u. i wody
basenowej, a tak¿e do wspomagania
ogrzewania pomieszczeñ.
Kolektor Vitosol 300 (rys. 27 i 28) jest
tzw. kolektorem „heatpipe“. W rurze
pró¿niowej umieszczony jest absorber
z pokryciem Sol-Titan, na którym znaj-
duje siê rura cieplna (heatpipe). W ru-
rze tej cyrkuluje ciecz robocza, paruj¹-
ca przy nagrzaniu i skraplaj¹ca siê
znowu w g³owicy rury, skraplaczu,
po oddaniu ciep³a w³aœciwemu czyn-
nikowi roboczemu poprzez wymien-
nik ciep³a.
Wymiana ciep³a miêdzy skraplaczem
a w³aœciwym czynnikiem roboczym
odbywa siê „na sucho“, tzn. bez bez-
poœredniego kontaktu cieczy robo-
Rys. 27. Pró¿niowy kolektor rurowy „heatpipe“ Vitosol 300.
czych. Opatentowany, wysokosku-
teczny dwururowy wymiennik ciep³a
„Duotec“ obejmuje prawie ca³¹ po-
wierzchniê skraplacza (rys. 29).
Dla umo¿liwienia optymalnego wyko-
rzystania energii s³onecznej ka¿da
z rur kolektora u³o¿yskowana jest
obrotowo, co pozwala najkorzystniej
ustawiæ absorbery wzglêdem s³oñca.
Równie¿ przez obrót rur (maks. 25°)
mo¿na czêœciowo skompensowaæ od-
chylenie od orientacji po³udniowej.
Pró¿niowe kolektory rurowe Vitosol
300 nadaj¹ siê zarówno do monta¿u
na dachach spadzistych, jak i monta-
¿u na stela¿ach na dachach p³askich.
K¹t nachylenia kolektorów musi wy-
nosiæ przynajmniej 25°, by zapewniæ
cyrkulacjê cieczy roboczej w rurze Rys. 28. Vitosol 300. Rys. 29. Wysokosprawny dwururowy wymiennik
cieplnej. „Duotec“.
17
18. Technika systemowa Viessmann
oszczêdza koszty i czas monta¿u
6.2. Pojemnoœciowe podgrzewacze Vitocell-B 300 W zbiorniku, mieszcz¹cym 690 litrów
c.w.u. wody grzewczej zabudowana jest wê-
Wysokowydajny biwalentny pojemno- ¿ownica u¿ebrowana z nierdzewnej
Instalacje kolektorów s³onecznych œciowy podgrzewacz c.w.u. ze stali stali szlachetnej o pojemnoœci 60 li-
Viessmann – kompletne szlachetnej Vitocell-B 300 o pojemno- trów, w której nastêpuje podgrzewa-
i dopasowane œci 300 lub 500 litrów (rys. 31) s³u¿y nie c.w.u. Ciep³o z kolektorów s³o-
do podgrzewania wody w trybie bi- necznych oddawane jest przez drug¹
Viessmann oferuje kompletne i wzaje- walentnym. Ciep³o z kolektorów s³o- wê¿ownicê, wbudowan¹ w dolnej
mnie dopasowane instalacje kolekto- necznych przekazywane jest wodzie czêœci zasobnika.
rów s³onecznych, sk³adaj¹ce siê z ko- przez doln¹ wê¿ownicê, a przez dru-
lektorów p³askich lub pró¿niowych g¹, górn¹ wê¿ownicê mo¿na w razie Vitocell 333 posiada kilka króæców
kolektorów rurowych, pojemnoœcio- potrzeby dogrzaæ wodê poprzez pracê przy³¹czeniowych, usytuowanych na
wych podgrzewaczy c.w.u., stacji kot³a grzewczego. ró¿nych wysokoœciach. Dziêki temu
pompowej Solar-Divicon, regulatorów Vitocell-B 300 wykonany jest z wyso- mo¿liwe jest doprowadzanie i odpro-
Vitosolic i wymienników ciep³a. kostopowej stali szlachetnej. Jego po- wadzanie ciep³a ze Ÿróde³ ciep³a
wierzchnia jest i pozostaje jednorodna o ró¿nych temperaturach zasilania
i przez to higieniczna. Dla u³atwienia wzglêdem powrotu.
Biwalentny pojemnoœciowy transportu i zabudowy podgrzewacze
podgrzewacz c.w.u. o pojemnoœci 500 litrów wyposa¿ane
s¹ w demontowaln¹ izolacjê ciepln¹ Vitocell 050
Vitocell-B 100 z miêkkiej pianki poliuretanowej. Zasobnik buforowy wody grzewczej
W biwalentnym podgrzewaczu Vito- Do akumulowania wody grzewczej
cell-B 100 o pojemnoœci 300 lub 500 Vitocell 333 – multiwaletny zasobnik przy wspó³pracy z instalacjami kolek-
litrów (rys. 30) ciep³o z kolektorów do podgrzewu c.w.u. i wspomagania torów s³onecznych Viessmann oferuje
s³onecznych przekazywane jest wo- ogrzewania zasobnik buforowy wody grzewczej
dzie przez doln¹ wê¿ownicê. Przez Vitocell 050 o pojemnoœciach 200,
drug¹, usytuowan¹ wy¿ej wê¿ownicê Vitocell 333 (rys. 32) – multiwalentny 600 i 900 litrów. Zw³aszcza w wiêk-
mo¿na w razie potrzeby dogrzaæ wo- zasobnik ³¹czy kilka funkcji w jednym szych instalacjach pozwala on na
dê poprzez pracê kot³a grzewczego. urz¹dzeniu. Przystosowany jest on do ograniczenie wielkoœci pojemnoœcio-
Na ¿yczenie mo¿na ponadto wyposa- przy³¹czenia wielu Ÿróde³ ciep³a: obok wych podgrzewaczy c.w.u. (higiena).
¿yæ podgrzewacz w elektryczny wk³ad olejowego lub gazowego kot³a grzew-
grzejny. Zbiornik podgrzewacza chro- czego, tak¿e kot³a na paliwo sta³e,
niony jest przed korozj¹ przez pokry- pompy ciep³a i instalacji kolektorów
cie emali¹ Ceraprotect – i dodatkow¹ s³onecznych. Zasobnik kombinowany
ochronê katodow¹ anod¹ magnezow¹ o ca³kowitej pojemnoœci 750 litrów
lub anod¹ aktywn¹. s³u¿y do wspomagania ogrzewania.
Rys. 30. Vitocell-B 100 – biwalentny pojemnoœ- Rys. 31. Vitocell-B 300 – biwalentny pojemno- Rys. 32. Vitocell 333 – multiwalentny zasobnik
ciowy podgrzewacz c.w.u. z emali¹ Ceraprotect. œciowy podgrzewacz c.w.u. z nierdzewnej stali dla podgrzewu c.w.u. i wspomagania ogrzewa-
szlachetnej. nia.
18
19. Technika systemowa Viessmann
oszczêdza koszty i czas monta¿u
6.3. Komponenty systemu (rys. 33)
Stacja pompowa Solar-Divicon –
dla funkcji hydraulicznych i zabez- kolektor s³oneczny
pieczenia termicznego
Wszystkie niezbêdne elementy zabez-
pieczaj¹ce i funkcjonalne, jak termo-
metry, kurki kulowe z klapami zwrot-
nymi, pompa obiegowa, miernik i re-
gulator przep³ywu, manometry, zawór
bezpieczeñstwa i izolacja cieplna, sku-
Rys. 34. Stacja pompowa Solar-Divicon.
pione zosta³y w jednej zwartej jedno-
stce (rys. 34).
Regulatory
Vitosolic
Regulator Vitosolic we wspó³pracy
z kolektorami s³onecznymi z progra- Solar-
Divicon
mu produkcyjnego Vitosol umo¿liwia wisz¹cy gazowy
kocio³ kondensacyjny
szczególnie efektywne wykorzystanie biwalentny pojemn.
energii s³onecznej. podgrzewacz c.w.u.
Regulatory kolektorów s³onecznych
Vitosolic 100 i 200 przeznaczone s¹
dla jedno- i wieloobiegowych instala-
cji kolektorów s³onecznych i pokrywa- Rys. 33. Instalacja kolektorów s³onecznych Rys. 35. Regulatory Vitosolic 100 i Vitosolic 200.
j¹ wszystkie spotykane potrzeby za- Viessmann z kot³em kondensacyjnym i biwalent-
nym pojemnoœciowym podgrzewaczem c.w.u.
stosowañ. Wymiana danych ze stero-
wanym pogodowo regulatorem kot³a
grzewczego Vitotronic odbywa siê
poprzez magistralê KM-BUS.
Vitosolic 200 Podgrzewanie wody basenowej
Vitosolic troszczy siê przy tym, by po- (rys. 35 z prawej)
zyskane na dachu ciep³o wykorzystaæ Do podgrzewania wody basenowej
najbardziej efektywnie do podgrzewu Regulator dla instalacji wieloobiego- Viessmann oferuje wymienniki ciep³a
c.w.u. lub wspomagania ogrzewania. wych z w³asnym pulpitem obs³ugo- Vitotrans 200 (rys. 36) w ró¿nych
Vitosolic 100/200 komunikuje siê z re- wym, dla maksymalnie czterech nie- stopniach mocy.
gulatorem kot³a grzewczego i przy zale¿nych obiegów hydraulicznych: Powierzchnie wymiany ciep³a i przy³¹-
wystarczaj¹cej iloœci ciep³a z kolekto- cza wykonane s¹ z wysokowartoœcio-
rów s³onecznych wy³¹cza kocio³, ob- – Prosta obs³uga, zgodnie z filozofi¹ wej, odpornej na korozjê stali szla-
ni¿aj¹c w ten sposób koszty ogrzewa- obs³ugi regulatorów Vitotronic. chetnej.
nia. – Wysoki komfort obs³ugi, dziêki czte-
rowierszowemu wyœwietlaczowi
z menu funkcji.
Vitosolic 100 – Dla wszystkich spotykanych zasto-
(rys. 35 z lewej) sowañ:
– praca wielozasobnikowa,
Atrakcyjny cenowo regulator solarny – podgrzewanie wody basenowej,
dla instalacji jednoobiegowych: – wspomaganie ogrzewania,
– Prosta obs³uga, zgodnie z filozofi¹ – dogodna dla instalowania przewo-
obs³ugi regulatorów Vitotronic. dów elektrycznych, du¿a komora
– Dwuwierszowy wyœwietlacz z infor- przy³¹czeniowa.
macjami o aktualnych temperatu-
rach i stanach roboczych pomp.
– Ma³e gabaryty obudowy.
Rys. 36. Wymiennik ciep³a Vitotrans 200.
19
20. 7. Instalacje do podgrzewu c.w.u.
Instalacja z biwalentnym pojemno-
œciowym podgrzewaczem c.w.u.
(rys. 37) 2
Instalacja dwuobiegowa, sk³adaj¹ca
siê z:
– instalacji kolektorów s³onecznych
– olejowo-gazowego kot³a grzewcze-
go
– biwalentnego pojemnoœciowego 1
podgrzewacza c.w.u.
Podgrzewanie ciep³ej wody u¿ytkowej
T T
energi¹ promieniowania s³onecznego 5
4
Jeœli pomiêdzy czujnikiem temperatu-
ry kolektora 2 a czujnikiem tempera-
tury podgrzewacza c.w.u. 3 zmierzona 6
zostanie ró¿nica temperatur, wiêksza
od wartoœci zaprogramowanej w re-
3
gulatorze Vitosolic 1 , to zostaje w³¹-
czona pompa obiegowa 4 i rozpoczy-
na siê nagrzewanie wody w podgrze-
waczu. Temperaturê wody w pod-
grzewaczu mo¿na przy tym ograni-
Rys. 37. Podgrzewanie c.w.u. przy u¿yciu kolektorów s³onecznych i biwalentnego pojemnoœciowego
czyæ przez elektroniczny uk³ad regula-
podgrzewacza c.w.u.
cji temperatury w Vitosolic 100 1 .
Podgrzewanie c.w.u. przez kocio³
grzewczy
Górna czêœæ pojemnoœciowego pod-
grzewacza c.w.u. ogrzewana jest 2
przez kocio³ grzewczy. Pompa obiego-
wa 6 ogrzewania podgrzewacza
c.w.u. sterowana jest przez regulator
temperatury podgrzewacza c.w.u.
z przy³¹czonym czujnikiem temperatu-
ry podgrzewacza 5 .
1
Instalacja z dwoma pojemnoœciowy- 7
mi podgrzewaczami c.w.u.
(rys. 38) T T
4
5
Instalacja dwuobiegowa, sk³adaj¹ca
A
B
siê z:
– instalacji kolektorów s³onecznych,
– olejowo-gazowego kot³a grzewcze-
go, 6
– dwóch pojemnoœciowych podgrze-
waczy c.w.u. (stosowane w przy-
padku, jeœli np. istniej¹cy pojemno-
œciowy podgrzewacz c.w.u ma byæ
dalej wykorzystywany).
Rys. 38. Podgrzewanie c.w.u. przy u¿yciu kolektorów s³onecznych i dwóch pojemnoœciowych podgrze-
waczy c.w.u.
20
21. 8. Integracja instalacji kolektorów
s³onecznych z instalacj¹ grzewcz¹
Podgrzewanie ciep³ej wody u¿ytkowej
energi¹ promieniowania s³onecznego
2
Jeœli pomiêdzy czujnikiem temperatu-
ry kolektora 2 a czujnikiem tempera-
tury podgrzewacza A zmierzona zosta-
nie ró¿nica temperatur (rys. 38), wiêk-
sza od wartoœci zaprogramowanej
w regulatorze Vitosolic, to pojemno-
1
œciowy podgrzewacz c.w.u. A ogrze-
wany jest przez instalacjê kolektorów
s³onecznych. Temperaturê wody
w podgrzewaczu mo¿na przy tym
ograniczyæ przez elektroniczny uk³ad
regulacji temperatury w Vitosolic 200
T T
1 . Gdy pojemnoœciowy podgrzewacz
5
c.w.u. A osi¹gnie wy¿szy poziom tem- 4
6
peratury ni¿ podgrzewacz B , to drugi
uk³ad regulacji ró¿nicy temperatur re-
gulatora Vitosolic 200 w³¹cza pompê
7
cyrkulacyjn¹ 7 . Dziêki temu równie¿
pojemnoœciowy podgrzewacz c.w.u. 3
M
B korzysta z energii promieniowania
s³onecznego.
Rys. 39. Biwalentny podgrzew c.w.u. i wspomaganie ogrzewania.
Podgrzewanie ciep³ej wody u¿ytkowej
kot³em grzewczym
Pojemnoœciowy podgrzewacz c.w.u. Instalacja do podgrzewu c.w.u. rzystanie ciep³a, powstaj¹cego nawet
jest ogrzewany – jak na rys. 38 – i wspomagania ogrzewania przy nieznacznym nas³onecznieniu.
przez kocio³ grzewczy, gdy temperatu- (rys. 39)
ra na czujniku temperatury podgrze-
wacza 5 spadnie poni¿ej nastawionej Instalacja dwuobiegowa, sk³adaj¹ca Nagrzewanie zasobnika multiwalent-
temperatury zadanej c.w.u. siê z: nego przez kocio³ grzewczy
– instalacji kolektorów s³onecznych,
– olejowo-gazowego kot³a grzewcze- Zasobnik multiwalentny analogicznie
go, jak na rys. 37 i 38 – nagrzewany jest
– multiwalentnego zasobnika. przez kocio³ grzewczy, jeœli tempera-
tura na górnym czujniku temperatury
zasobnika spadnie poni¿ej wartoœci
Nagrzewanie zasobnika multiwalent- zadanej 5 temperatury wody grzew-
nego przez instalacjê kolektorów s³o- czej.
necznych
Jeœli pomiêdzy czujnikiem temperatu- Przep³ywowe podgrzewanie c.w.u.
ry kolektora 2 a dolnym czujnikiem
temperatury zasobnika 3 zmierzona Przy rozpoczêciu poboru c.w.u. do
zostanie ró¿nica temperatur, wiêksza dyspozycji jest natychmiast woda cie-
od wartoœci zaprogramowanej w re- p³a, podgrzana w wê¿ownicy 6 u¿e-
gulatorze Vitosolic 1 , to zostaje w³¹- browanej ze stali szlachetnej. Dop³y-
czona pompa obiegowa 4 , powodu- waj¹ca woda zimna jest podgrzewana
j¹c nagrzewanie zasobnika multiwa- przep³ywowo przez wodê grzewcz¹,
lentnego. Temperaturê wody w za- otaczaj¹c¹ wê¿ownicê. Przy du¿ym
sobniku mo¿na przy tym ograniczyæ zu¿yciu c.w.u. woda grzewcza w za-
przez elektroniczny uk³ad regulacji sobniku ulega sch³odzeniu i czujnik
temperatury w Vitosolic 200 1 . Usytu- temperatury 5 powoduje za³¹czenie
owanie „solarnej“ wê¿ownicy grzew- kot³a grzewczego, aby zapewniæ sta³e,
czej 7 w zasobniku zapewnia wyko- komfortowe zaopatrzenie w ciep³¹
wodê.
21
22. 9. Energetyka s³oneczna w nowym
œwietle: kolektory jako element
aran¿acji architektonicznej
Technika jako czêœæ sk³adowa
architektury
Kolektory s³oneczne Viessmann
otwieraj¹ now¹ epokê w wykorzysta-
niu energii promieniowania s³onecz-
nego. Atrakcyjny wygl¹d zewnêtrzny
kolektorów p³askich i rurowych – za-
równo zamontowanych na dachu, za-
mocowanych na elewacji, czy wbudo-
wanych w pokrycie dachu – stwarza
nowe mo¿liwoœci estetyczne kszta³-
towania form budynków. W po³¹cze-
niu ze swoj¹ wysok¹ funkcjonalno-
œci¹, systemy te oferuj¹ nowoczesnej
architekturze bardzo interesuj¹ce
mo¿liwoœci (rys. 40).
Inteligentne alternatywy zwyk³ych
koncepcji budowlanych
Kolektory rurowe Viessmann otwiera-
j¹ w budownictwie du¿¹ przestrzeñ
dla nowych koncepcji. Kolektory te
bowiem nie s¹ po prostu dopasowy-
wane do budynku, lecz stosowane ja-
ko strukturalny element budynku.
Obok mo¿liwoœci innowacyjnego
Rys. 40. Bank Nord LB w Hanowerze.
kszta³towania bry³y budynku, wysoko-
wydajne kolektory rurowe przekonuj¹
równie¿ interesuj¹cymi efektami wizu-
alnymi. Zabarwione szk³o rur pró¿nio-
wych nadaje ka¿demu budynkowi wy-
ró¿niaj¹cy od innych wygl¹d.
„Miasto jutra“ w szwedzkim Malmö
jest efektown¹ realizacj¹ wyobra¿eñ
o mieœcie ekologicznym (rys. 41). 500
mieszkañ pokrywa swoje ca³e zapo-
trzebowanie na energiê wy³¹cznie ze
Ÿróde³ odnawialnych. Istotnym ele-
mentem zaopatrzenia w ciep³o s¹ ko-
lektory s³oneczne Vitosol 250/300
Nadaj¹ one elewacjom osiedla awan-
gardowy wygl¹d i na powierzchni
oko³o 300 m2 demonstruj¹ we wzor-
cowy sposób mo¿liwoœci integracji
techniki i architektury.
Innym kamieniem milowym estetyki
funkcjonalnej jest elewacyjna instala- Rys. 41. „Miasto jutra“ Malmö, Szwecja. Rys. 42. Dom studencki w Lipsku wyró¿niony
cja z kolektorów s³onecznych nagrod¹ ekologiczn¹ Saksonii.
Viessmann na budynku domu stu-
denckiego w Lipsku, wyró¿niona
w roku 2001 nagrod¹ ekologiczn¹
Saksonii (rys. 42).
22
23. Energetyka s³oneczna w nowym
œwietle: kolektory jako element
aran¿acji architektonicznej
Synteza budownictwa funkcjonalne-
go i estetycznego
Kolektory rurowe wykorzystuj¹ bez-
p³atn¹ energiê promieniowania s³o-
necznego a zarazem otwieraj¹ nieo-
graniczone mo¿liwoœci aran¿acji.
Ich zastosowanie nie musi siê bo-
wiem ograniczaæ do instalowania na
dachach lub œcianach. Równie¿ jako
obszerne przybudówki lub konstruk-
cje wolnostoj¹ce instalacje tego typu
zapewniaj¹ szczególne efekty: pod-
czas gdy kolektory absorbuj¹ energiê
promieniowania s³onecznego, struktu-
ry lamelowe s³u¿¹ równoczeœnie jako
elementy cieniuj¹ce (rys. 43).
Ró¿norodnoœæ wariantów kolektorów
s³onecznych Viessmann pozwala na
prawie ka¿d¹ formê ich monta¿u. Ja-
ko lider prezentuje siê kolektor p³aski
Vitosol 100, który przy u¿yciu specjal-
nego zestawu monta¿owego pozwala
na idealn¹ integracjê z konstrukcj¹ da-
chu. Kolektor rurowy Vitosol 200 i 250
mo¿na natomiast montowaæ w do-
wolnym po³o¿eniu, np. na elewacji
lub dachu p³askim, bez stojaków.
Rys. 43. „Dom Discha“, Freiburg, z pró¿niowymi kolektorami rurowymi.
Mo¿liwy jest tak¿e monta¿ na balu-
stradach balkonów, a tak¿e instalowa-
nie poziome lub pionowe na dachach
spadzistych.
Indywidualny kolor i atrakcyjne
wzornictwo
Vitosol 100 oferuje zupe³nie nowe
perspektywy zharmonizowania kolo-
rystycznego dachu i kolektorów s³o-
necznych. Nowe maskownice zapew-
niaj¹ p³ynne przejœcie pokrycia dachu
w powierzchniê kolektora. Ramy i ma-
skownice kolektorów dostêpne s¹ na
¿yczenie we wszystkich kolorach RAL,
umo¿liwiaj¹c dopasowanie do koloru
dachu (rys. 44).
W ten sposób wysokosprawny kolek-
tor s³oneczny z pokryciem Sol-Titan
staje siê integralnym elementem
aran¿acji dachu. W po³¹czeniu z wy-
sok¹ funkcjonalnoœci¹ instalacji kolek-
torów s³onecznych systemów solar-
nych Viessmann powstaj¹ tak intere-
suj¹ce mo¿liwoœci stworzenia udanej
architektury.
Rys. 44. Vitosol 100 – indywidualny kolor i atrakcyjne wzornictwo.
23
