Zastanawiał się, czy 200-litrowy zbiornik wystarczy rodzinie. Szybko okazało się, że to ważny szczegół
Kolektory słoneczne z roku na rok coraz śmielej wchodzą do domów jako sposób na pozyskiwanie darmowego ciepła — do podgrzewania ciepłej wody użytkowej, wspomagania ogrzewania, a nawet ogrzewania basenu. Wśród dostępnych rozwiązań szczególną uwagę przyciągają kolektory ciśnieniowe, uznawane za jedne z najwydajniejszych. Co sprawia, że działają tak skutecznie? Jak wyglądają od środka i gdzie tkwi ich przewaga? I wreszcie: jak poprawnie wpiąć je w domową instalację, by wykorzystać ich potencjał bez kosztownych błędów? Za chwilę przejdziemy do kluczowych faktów.
- Ciśnieniowy kolektor słoneczny: zasada działania
- Jak działają solary ciśnieniowe?
- Grawitacyjny czy z pompą: jak działa kolektor
- Jak dobrać i podłączyć zestaw solarny
- Opinie o kolektorach: wybór i montaż
Ciśnieniowy kolektor słoneczny: zasada działania
Ciśnieniowy kolektor słoneczny — podobnie jak pozostałe typy solarów — służy do zamiany energii promieniowania słonecznego na ciepło, które później można wykorzystać na wiele sposobów. W zastosowaniach domowych najczęściej wybiera się dwa rozwiązania: kolektory ciśnieniowe oraz tzw. kolektory płaskie.
Ich działanie jest zbliżone, bo w obu przypadkach kluczowe są rury z czynnikiem roboczym (najczęściej roztwór glikolu, rzadziej woda) oraz absorber, którego zadaniem jest możliwie efektywne „zbieranie” ciepła ze słońca. Kolektor bezciśnieniowy ma prostszą budowę: od góry zabezpiecza go szyba, pod nią znajduje się warstwa absorbera, a niżej przebiegają rurki z czynnikiem. Od spodu i po bokach stosuje się izolację z materiałów ograniczających ucieczkę ciepła, dzięki czemu straty energii są mniejsze.
Taki płaski kolektor bezciśnieniowy dobrze nadaje się np. do podgrzewania wody w basenie albo wody użytkowej latem na działce. Minusem jest jednak duża zależność od mocnego nasłonecznienia i sprzyjających temperatur. Z tego powodu do przygotowania CWU lub wsparcia CO w naszych warunkach częściej poleca się solary ciśnieniowe. Zazwyczaj zalicza się je do kolektorów próżniowych — nazwa wynika z zastosowania rurek próżniowych, które dodatkowo poprawiają izolację. Najbardziej charakterystyczne w kolektorach ciśnieniowych jest jednak to, że wykorzystują zjawiska parowania i skraplania czynnika, podobnie jak w układach chłodniczych i grzewczych, np. w pompach ciepła czy chłodziarkach.
Jak działają solary ciśnieniowe?
Kupując ciśnieniowy kolektor słoneczny, dostajemy panel zbudowany z rurek próżniowych. W ich wnętrzu znajdują się tzw. rurki cieplne (heat-pipes), a całość uzupełnia absorber oraz warstwa izolacji. Taki zestaw współpracuje ze zbiornikiem na wodę. Czynnik roboczy krążący w rurkach, gdy się nagrzeje, przechodzi w stan pary i w tej formie przekazuje energię pozyskaną ze słońca do wody użytkowej lub do instalacji grzewczej.
Sposób działania solarów ciśnieniowych sprawia, że kolektor efektywniej się nagrzewa i dłużej utrzymuje temperaturę. W zależności od zapotrzebowania można wybrać kolektor słoneczny ze zbiornikiem o pojemności 100, 150 albo 200 l. Na jego wydajność wpływa m.in. jakość użytych materiałów. Nowsze kolektory ze zbiornikiem często osiągają o kilkanaście procent lepsze wyniki — głównie dzięki dopracowanej warstwie absorbera oraz staranniejszej, szczelniejszej izolacji.
Grawitacyjny czy z pompą: jak działa kolektor
Niezależnie od tego, z jakich materiałów korzysta producent, ciśnieniowy kolektor słoneczny może pracować w układzie grawitacyjnym albo z pompą, która wymusza obieg czynnika. Każde z tych rozwiązań ma swoje mocne i słabsze strony. Wariant grawitacyjny jest prostszy w budowie i zwykle tańszy, ale wymaga montażu zbiornika powyżej kolektora — w praktyce często oznacza to instalację solarów na stelażu ustawionym na gruncie. System z pompą pozwala natomiast uzyskać lepszą sprawność całego układu i daje więcej swobody przy wyborze miejsca oraz sposobu montażu. Minusem jest wyższy koszt zakupu oraz dodatkowe zużycie energii elektrycznej.
Oba typy kolektorów sprawdzają się w użytkowaniu całorocznym i zazwyczaj są mniej awaryjne niż kolektory próżniowe, a nawet klasyczne kolektory płaskie.
Jak dobrać i podłączyć zestaw solarny
Dobierając zestaw solarny do domu, firmy albo na działkę, warto zacząć od realnych potrzeb i warunków montażu. Kiedy lepiej sprawdzi się kolektor grawitacyjny, a kiedy układ z wymuszonym obiegiem? Czy kolektor słoneczny ze zbiornikiem 200l wystarczy typowej rodzinie? Jak wygląda montaż poszczególnych typów kolektorów i czy opinie użytkowników faktycznie pomagają w wyborze? Poniżej porządkujemy najważniejsze kwestie i odpowiadamy na najczęściej zadawane pytania.
Wybór kolektora ciśnieniowego dla domu
Wybierając kolektor słoneczny ze zbiornikiem lub bez niego, trzeba pamiętać, że nie jest to urządzenie o najwyższej wydajności podgrzewania wody. Jego przewaga polega przede wszystkim na niskim zużyciu energii (a często na pracy praktycznie bezkosztowej) oraz mniejszym wpływie na środowisko. Dla osób, które dotąd podgrzewały wodę wyłącznie piecem lub kotłem, kolektor może być odczuwalnym wsparciem i sposobem na ograniczenie kosztów szczególnie w sezonie letnim.
Jeśli zdecydujemy się na zestaw solarny sprzedawany od razu ze zbiornikiem, możemy korzystać z niego niezależnie od zasobnika współpracującego z innym źródłem ciepła. Zwłaszcza kolektory grawitacyjne potrafią działać jako całkowicie samodzielny układ. W takim wariancie nie potrzebujemy ogromnego zbiornika „na cały rok”, a jedynie takiego, który sensownie uzupełni zapotrzebowanie na ciepłą wodę w połączeniu z innym źródłem ogrzewania.
Najczęściej przyjmuje się, że zestaw solarny pokrywa ok. 50–70% rocznego zapotrzebowania na energię cieplną, ale latem powinien zapewniać nawet 100% potrzeb. Zbiornik 200l to w praktyce absolutne minimum w domu jednorodzinnym. Jeśli domownicy oczekują wyższego komfortu (częste kąpiele, większe zużycie wody), zwykle rekomenduje się 300–500l dla czteroosobowej rodziny.
W kwestii liczby paneli w zestawie solarnym częściej liczy się powierzchnię roboczą niż same sztuki. Do podgrzewania C.W.U. zaleca się zwykle 1–1,5 m2 powierzchni kolektorów na jednego mieszkańca, natomiast przy wspomaganiu C.O. powinno to wynosić co najmniej 0,3 m2 na każdy ogrzewany metr kwadratowy powierzchni.
Podłączanie kolektorów
Najbezpieczniej, gdy zestaw solarny podłącza do instalacji domowej specjalista albo firma dostarczająca kolektory. Ma to szczególne znaczenie wtedy, gdy kolektory nie są jedynym źródłem podgrzewania wody i schemat połączeń robi się bardziej złożony. Mimo to dobrze jest rozumieć, z jakich elementów składa się instalacja i jak łączy się je w spójny układ.
- Schemat podłączenia – w najprostszym wariancie schemat obejmuje źródło ciepła oraz przewody prowadzące czynnik grzewczy do zasobnika i z powrotem. Po stronie zasobnika znajdują się wyjścia i przewody do instalacji CO i/lub CWU.
- Ustawienie (kąt i azymut) - zasada pracy kolektorów jest zbliżona do działania baterii słonecznych. Podobnie jak panele PV, kolektory trzeba ustawić w możliwie najlepszym kierunku (południe, wschód, zachód) oraz pod właściwym kątem (40-60°), aby maksymalnie wykorzystać nasłonecznienie.
- Połączenie zbiornika z kolektorami – sposób podłączenia zbiornika do zestawu solarnego zależy od typu zasobnika i rodzaju kolektorów. Opisywany tutaj zestaw jest sprzedawany razem ze zbiornikiem, więc użytkownik wyprowadza dalej ogrzaną wodę ze zbiornika do instalacji. W kolektorach bez własnego zbiornika najczęściej wpina się je do wspólnego zasobnika. Gdy kolektor jest na zewnątrz, a zasobnik znajduje się wewnątrz budynku (oraz w każdej sytuacji, gdy są to oddzielne układy), trzeba zapewnić przepływ czynnika grzewczego w obu kierunkach.
- Izolacja – niezależnie od tego, jakie przewody montujemy, kluczowa jest właściwa izolacja. Im dłuższą trasę pokonuje czynnik grzewczy od kolektora do podgrzewanej wody, tym większe ryzyko strat energii po drodze. Dlatego izolacja ma szczególne znaczenie w układach, w których kolektor nie jest połączony bezpośrednio ze zbiornikiem wody.
Opinie o kolektorach: wybór i montaż
Opinie użytkowników na temat poszczególnych typów kolektorów potrafią być bardzo różne. Wiele zależy od tego, jak dużego zapotrzebowania na ciepłą wodę oczekujemy i do czego ma ona służyć. Jak wspominaliśmy wcześniej, inne obliczenia wykonuje się dla C.W.U., czyli wody wykorzystywanej bezpośrednio przez domowników, a inne dla instalacji C.O.
Jeśli chodzi o same urządzenia, rozsądnie jest zacząć od przejrzenia aktualnych rankingów. W 2023 roku dobrze oceniany jest na przykład kolektor ciśnieniowy ECO 2/200. Trzeba jednak pamiętać, że zbiornik dokupuje się do niego osobno. To rozwiązanie ma swoje plusy, bo można dobrać większy zasobnik z dwiema wężownicami. Minusem bywa natomiast dość złożony schemat podłączenia.
Prostszą opcją pod względem montażu jest kolektor ciśnieniowy Ecozone HP (w ofercie występuje też wersja bezciśnieniowa LP) ze zintegrowanym zbiornikiem. Odpowiednio dobrana izolacja pomaga utrzymać temperaturę wody nawet do 72 godzin. Dodatkową zaletą jest to, że woda płynie pod takim samym ciśnieniem jak w instalacji wodociągowej.
Przeglądając opinie użytkowników, warto patrzeć nie tylko na jakość wykonania i efektywność pracy kolektora, ale również na relacje z montażu. Dzięki temu łatwiej ocenić, czego spodziewać się po zakupie solarów i czy konieczne będzie wsparcie fachowca.