Kocioł gazowy, kominek z płaszczem wodnym i kolektory słoneczne w jednej instalacji
Wykorzystanie do ogrzewania domu i przygotowywania ciepłej wody użytkowej kilku źródeł ciepła - gazu, drewna i słońca - to ostatnio częsta praktyka wynikająca z chęci obniżenia kosztów ogrzewania. Kocioł gazowy, kominek z płaszczem wodnym i kolektory słoneczne prawidłowo współpracujące mogą znacząco obniżać koszty ogrzewania.
Autor: archiwum muratordom
Taką instalację trzeba wykonać, aby mogły ze sobą współpracować kocioł, kominek z płaszczem wodnym i kolektory słoneczne.
Kocioł gazowy, kominek z płaszczem wodnym i kolektory słoneczne połączone w jedną instalację grzewczą to bardzo rozbudowany i skomplikowany system. Dlatego tak ważne jest, by taka instalacja była prosta w obsłudze, by osoby nieznające się na hydraulice mogły w pełni korzystać z jej możliwości, bez angażowania się w jej obsługę i nadzór. W takiej sytuacji nie obejdzie się więc bez automatyzacji systemu.
Przykładowy system składa się z:
- kotła gazowego jednofunkcyjnego wyposażonego w zawór trójdrogowy umożliwiający współpracę z zewnętrznym zasobnikiem ciepłej wody, z regulatorem pogodowym i możliwością zdalnego sterowania pilotem.
- zestawu solarnego służącego do podgrzewania wody; układ składa się z kolektora słonecznego, zasobnika o pojemności 250 l wyposażonego w dwie wężownice, grupy pompowej i grupy bezpieczeństwa, a także pompy do napełniania układu glikolem.
- kominka z płaszczem wodnym sterowanego regulatorem do kotłów stałopalnych, który jest uzupełnieniem instalacji. Ma on być źródłem ciepła dla instalacji grzewczej uruchamianym, kiedy to będzie tylko możliwe, aby obniżyć koszty ogrzewania stosunkowo drogim gazem.
Dwie instalacje grzewcze razem: otwarta i zamknięta
Jak zwykle w przypadku współpracy kominka z płaszczem wodnym, czyli urządzenia zasilanego paliwem stałym z instalacją pracującą w układzie zamkniętym, konieczne było hydrauliczne rozdzielenie instalacji na dwa obiegi za pomocą płytowego wymiennika ciepła. Ciepło z układu otwartego, w którym pracuje kominek, jest przykazywane do zamkniętej części instalacji z kotłem gazowym i instalacją grzewczą przez metalowe ścianki wymiennika.
Kocioł, kolektor i kominek - dobra współpraca
Całość połączono w taki sposób, żeby wszystkie urządzenia wzajemnie się uzupełniały, dostarczając do instalacji tylko tyle ciepła, ile potrzeba w danej chwili. Gdy w kominku rozpali się ogień, zostanie to wykryte przez zamontowany na nim czujnik temperatury (włączony na stałe). Spowoduje to automatyczne uruchomienie pompy wymuszającej przepływ wody w obiegu kominka oraz pompy powodującej krążenie wody przekazującej ciepło z wymiennika do instalacji grzewczej. Gdy paliwo się wypali, sterownik spowoduje automatyczne wyłączenie pomp. Termostat przylgowy zamontowany na rurze w obiegu kominka blokuje możliwość wyłączenia pomp tłoczących wodę do poszczególnych obiegów grzewczych, gdy jej temperatura w rurze przekracza 50°C. Ma to zapobiegać nadmiernemu wzrostowi temperatury w instalacji na skutek braku odbioru ciepła. Tak mogłoby się zdarzyć, gdyby zadziałał sterownik czasowy. Można go zaprogramować w taki sposób, by w celu oszczędności energii ogrzewanie nie działało w niektórych godzinach. Kiedy kominek nie pracuje i temperatura wody w instalacji grzewczej jest zbyt niska, automatycznie uruchamia się kocioł gazowy. Jeśli jednak na skutek rozpalenia w kominku temperatura wody wzrośnie, termostat kotła wykryje to i nie będzie uruchamiał palnika. Podobnie jest z temperaturą wody użytkowej w zasobniku. Gdy kolektory nie pracują, termostat przełącza kocioł na tryb podgrzewania wody w zasobniku aż do osiągnięcia w nim zadanej temperatury. Jeśli kolektory zaczną działać, wykryje to termostat przylgowy zamocowany na rurze, którą płynie woda z kolektorów, i wyłączy kocioł.
Autor: archiwum muratordom
W kotłowni, a raczej w pomieszczeniu technicznym, musiało się zmieścić sporo urządzeń. Najwięcej miejsca zajął duży zasobnik ciepłej wody – niezbędny element instalacji solarnej.
Magazynowanie ciepła w zasobniku
Kolektory słoneczne są w stanie dostarczyć do instalacji tak dużo ciepła, że temperatura wody użytkowej zgromadzonej w zasobniku bez problemu przekracza 90°C. Oczywiście tak gorąca woda nie może popłynąć bezpośrednio do kranów ze względu na ryzyko poparzenia. Aby jednak nie rezygnować z darmowego ciepła dostarczanego przez instalację solarną, zastosowano zawór mieszający, dzięki któremu gorąca woda z zasobnika – zanim popłynie do kranu – jest mieszana z wodą zimną. Za zmieszanie ciepłej i zimnej wody w proporcjach takich, by do kranu popłynęła woda o odpowiedniej temperaturze, odpowiada termostatyczny zawór mieszający. Dzięki takiemu rozwiązaniu możliwości magazynowania ciepła w zasobniku można wykorzystać w maksymalnym stopniu – woda może być w nim podgrzewana aż do osiągnięcia temperatury bliskiej temperaturze wrzenia bez obawy poparzenia korzystających z niej domowników.
W celu maksymalnego wykorzystania możliwości magazynowania ciepła w zasobniku zastosowano także rozwiązanie powodujące wymieszanie wody w całej jego objętości. Instalację ciepłej wody wyposażono w przewód cyrkulacyjny i pompę powodującą jej krążenie w rurach. Przewód cyrkulacyjny podłączono do najniższego króćca zasobnika. Kiedy kolektory słoneczne zaczynają dostarczać ciepło, uruchamiana jest pompa cyrkulacyjna i następuje mieszanie wody magazynowanej w zasobniku – najcieplejsza woda z górnej części zbiornika jest przetłaczana na jego spód. Nie dochodzi zatem do rozwarstwienia wody, jak to ma miejsce przy braku cyrkulacji, gdy najcieplejsza gromadzi się u góry zasobnika, a w jego dolnej części pozostaje zimna, przez co pojemność zasobnika nie jest w pełni wykorzystana. By niepotrzebnie nie zużywać energii, pompa cyrkulacyjna jest wyłączana na noc, kiedy i tak nie pracują kolektory i nie korzysta się z ciepłej wody.
