Datum objave: 21.05.2016

U današnje vrijeme mnogo se energije troši na grijanje prostorija i pripremu potrošne tople vode. Iz tog se razloga intenzivno radi na što efikasnijem dobivanju energije iz alternativnih izvora.

Korištenjem sunčeve energije u zagrijavanju potrošne tople vode (PTV) i grijanju prostora može se smanjiti potrošnja konvencionalnih izvora energije te smanjiti zagađivanje okoline štetnim tvarima.

Energija sunca

Intenzitet sunčevog zračenja je nestalan, ovisi o godišnjem dobu, meteorološkim prilikama i geografskom položaju.

Zbog toga se, kod projektiranja solarnih sustava, mora znati količina dozračene sunčeve energije. U raznim dijelovima Hrvatske količina sunčeve energije koja dospije na horizontalnu plohu tijekom godine je različita i iznosi od 1.150 od 1.600 kWh/m2 godišnje što energetski otprilike odgovara 115-160 lit. ložulja godišnje.

Globalni sunčevo zračenje u HrvatskojZbog velikih razlika u dozračenosti sunčeve energije na području Hrvatske, postoji razlika pri odabiru vrste i broja kolektora u kontinentalnom dijelu i priobalju.

Energija Sunca dijeli se na dvije komponente: direktno zračenje i difuzno zračenje. Direktno zračenje je onaj dio zračenja koji dopire do površine Zemlje izravno iz prividnog smjera Sunca, dok difuzno zračenje nastaje raspršenjem sunčevih zraka u atmosferi na molekulama i česticama prašine te dolazi na površinu Zemlje iz svih smjerova neba. Globalno zračenje je zbroj direktnog i difuznog zračenja te je ono koje se uzima pri proračunu potrebne površine kolektora.

 

Komponente solarnog sustava

Solarni sustav za zagrijavanje vode, podrazumijeva korištenje sunčeve energije u sustavima zagrijavanja potrošne tople vode (PTV) i dogrijavanju sustava grijanja.

Solarni se sustav sastoji od nekoliko komponenti: solarnih kolektora, solarnog i/ili akumulacijskog bojlera, regulacije, solarne pumpne grupe, ekspanzijske posude te elemenata armature i izoliranih cijevi.

U našim krajevima za cjelogodišnje potrebe PTV-a i grijanja, solarna energija kao samostalni izvor topline nije dovoljna pa nam u sustavima zagrijavanja PTV-a i grijanja, uz solarni sustav, treba i neki konvencionalni izvor topline (kotao na ulje, plin, el. struju ili biomasu (drvo, pelete, sječku...)). Važno je znati da solarni sustavi sakupljaju i spremaju Sunčevu energiju samo kada Sunca ima, tj. ako je vani nekoliko dana oblačno, solarni sustav neće imati tople vode. Iz tog razloga u sustavu moramo imati veliku količinu vode (veliki bojler) koja može akumulirati Sunčevu energiju kada Sunca ima da bismo toplu vodu mogli trošiti u vrijeme kada Sunca nema (najčešće navečer i ujutro). Komponente solarnog sustava potrebno je pažljivo dimenzionirati da bi zagrijavanje PTV-a i dogrijavanje sustava grijanja moglo kvalitetno raditi.

Optimalno dimenzioniran solarni sustav može zadovoljiti od 45% do 75% godišnjih potreba za pripremom PTV-a te oko 30% toplinske energije za grijanje prostora.

Zagrijavanje potrošne tople vode (PTV)

 

Kod  zagrijavanja  potrošne  tople  vode, centralno mjesto solarnog sustava je bivalentni solarni bojler (bojler sa 2 izmjenjivača).

Potrošna voda zagrijava se solarnim kolektorima, a kada nema dovoljno energije od kolektora (Sunca) dogrijavanje se vrši el. energijom, kotlom ili nekin drugim alternativnim izvorom topline.

Dogrijavanje sustava centralnog grijanja

 

Kod solarnog dogrijavanja sustava grijanja i zagrijavanja potrošne tople vode, centralno mjesto solarnog sustava je akumulacijski spremnik sa solarnim izmjenjivačem topline i inox bojlerom za PTV. Također, zagrijavanje većih količina PTV može se izvesti bivalentnim bojlerom.

Potrošna voda i voda za grijanje zagrijava se solarnim kolektorima, a kada nema dovoljno energije od kolektora (Sunca) dogrijava se kotlom.

Solarno dogrijavanje sustava grijanja preporuča se u niskotemperaturnim sustavima grijanja (podno, zidno...) - u klasičnim radijatorskim sustavima (80°C/60°C) solarno dogrijavanje neće doći do izražaja.

Princip rada solarnog sustava za pripremu PTV

 

Solarni sustavi zagrijavaju vodu pomoću besplatne energije Sunca. Sunčeva energija se pomoću solarnih kolektora prenosi na solarni fluid koji struji kroz kolektore te se preko donjeg izmjenjivača topline u solarnom bojleru prenosi na potrošnu vodu. Da bi se Sunčeva energija mogla maksimalno iskoristiti, u solarnom sustavu mora postojati regulacija koja vodi proces izmjene topline. Regulacija preko temperaturnih osjetnika uspoređuje temperaturu vode u bojleru i solarnog fluida u kolektoru te uključuje pumpu kada je razlika temperatura između medija i vode odgovarajuće velika (5°C), a isključuje pumpu kada je ta razlika mala (3°C). U slučaju da kolektori ne mogu predati dovoljno topline vodiu bojleru, regulacija uključuje pumpu u krugu konvencionalnog izvora topline (kotla na ulje/plin, el. energiju ili drvo, pelete) i dogrijava vodu do željene temperature (naravno, samo u slučaju kada je solarni sustav spojen na sistem s konvencionalnim izvorom topline).

 

Primjer solarnog sustava za zagrijavanje PTV za obiteljsku kuću

 

U nastavku je prikazan okvirni odabir komponenti solarnog sustava za pripremu PTV-a za četveročlanu obitelj u priobalju (za točan odabir solarnog sustava projektant treba proračunati svaku komponentu posebno). Prvo se određuje dnevna potrošnja vode po osobi. U ovom se primjeru uzima uobičajena dnevna potrošnja od 50 litara po osobi i danu. Dakle, prema 4x50 litara/osobi i danu te uvećano za 50% radi akumulacije, slijedi da je za 4 osobe potreban bojler volumena 300 litara vode. Bojler, ovisno o izboru proizvođača i modelu, može imati i ugrađenu solarnu regulaciju. Dogrijavanje vode u bojleru, u ovom slučaju, osigurano je kotlom na drvnu biomasu.

Nakon odabranog solarnog bojlera, odabire se vrsta solarnog kolektora. Vrsta kolektora ovisi o više ranije navedenih parametara, a za ovaj primjer odabrani su pločasti solarni kolektori. Broj kolektora ovisi, uz volumen bojlera, i o njihovom smještaju u prostor, tj. o kutu nagiba i azimutu. U ovom primjeru se kolektori smještaju na kosi krov pod kutem od 30° okrenuti 5° prema zapadu. Prema tim parametrima mogu se odabrati 2 ili 3 kolektora. U ovom primjeru odabiru se 2 kolektora. Ako bi smještaj kolektora bio nepovoljniji (drugačiji kutevi ili veći otklon od juga) te ako bi potrošnja jače varirala od predviđene, trebalo bi ugraditi 3 kolektora.

U ovom konkretnom primjeru također se mora uzeti u obzir i to da se solarni sustav ugrađuje u priobalnom dijelu koji ima nešto više sunčanih dana godišnje i nešto veću godišnju insolaciju (ozračenje) nego kontinentalni dio.

Od ostalih komponenti, tu su solarna pumpna grupa, ekspanzijska posuda (u ovom slučaju, volumena 24 litre), solarni odzračni lončić sa zapornim ventilom i troputni termički ventil za PTV koji se svakako preporučuje da bi se spriječile previsoke temperature na izljevnim mjestima (u solarnom bojleru se može podesiti temperatura PTV-a do 90°C).

U slučaju potrebe za ugradnju sustava za zagrijavanje većih količina tople potrošne vode (npr. u ugostiteljskim objektima), osim većeg broja kolektora u pravilu je potrebno ugraditi uz solarni bojler i akumulacijski bojler koji služi kao dodatni spremnik tople vode.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


U pripremi teksta korišteni su materijali partnerske tvrtke Centrometal d.o.o.

Imate komentar, pitanje ili savjet?

Pozivamo vas da ih ostavite u nastavku.

Učitavanje komentara