Dlaczego kolektor słoneczny nie może być podstawowym źródłem ciepła do ogrzewania?

Dwa lata temu opublikowałem tu na blogu wpis odpowiadający na pytanie Czytelnika, który chciałby połączyć w jednym układzie kolektor słoneczny i ogrzewania podłogowe. Starałem się Czytelnika zniechęcić, wykazując wady takiego rozwiązania, ale chyba mi się to nie udało. Bo parę dni temu pod tym wpisem pojawił się komentarz Czytelniczki (który postanowiłem znów opublikować nie pod tamtym wpisem, tylko jako zaczątek osobnego wpisu):

interesuje mnie wspomniany wyżej sposób ogrzewania. Mam do ogrzania małe mieszkanie nie przekracza ono 50m. Zastanawiam się nad zainstalowaniem kolektora na dachu i zastosowania ogrzewania podłogowego. Ponadto planuję posiadanie kominka z płaszczem wodnym. Chciałabym przy pomocy kolektora ogrzewać wodę i przynajmniej częściowo ogrzać mieszkanie. Nie wiem czy mój pomysł ma rację bytu. Chciałabym zapytać, czy kominek mógłby służyć jako wspomniane wyżej wspomaganie dla kolektora i jeśli tak jak tego dokonać. Niestety mieszkanie nie ma przyłącza gazowego a nie chciałabym korzystać z pieca elektrycznego

Kolektor słoneczny z całą pewnością nie nadaje się jako podstawowe źródło ciepła dla ogrzewania domu czy mieszkania. Ilość energii słonecznej docierającej do powierzchni ziemi w zimowych miesiącach w Polsce jest niewystarczająca. Nawet mocno przewymiarowana bateria kolektorów słonecznych do dogrzewania tylko skraca sezon grzewczy, ale w najzimniejszych miesiącach potrzebne jest inne źródło ciepła.

Tu miałby to być kominek, przy czym przypomnę, że wedle polskich przepisów, kominek nie powinien być jedynym źródłem ciepła dla domu — a obawiam się, że tak mógłby być w tym układzie postrzegany.

Cała sprawa jest tu nieco postawiona na głowie. Kolektor nie powinien być głównym źródłem ciepła, a tylko uzupełniać bilans cieplny budynku wtedy, gdy akurat zza chmur wyjdzie słońce. Teoretycznie taki układ, o jaki pyta Czytelniczka, da się bardzo łatwo  zorganizować, w następujący sposób:

• montujemy bufor ciepła, czyli duży, dobrze zaizolowany zbiornik z wodą,
• w dolnej jego części montujemy wężownicę, przez którą przepływać będzie płyn niezamarzający z kolektora,
• kominek podłączamy do bufora, podobnie jak ogrzewanie podłogowe,
• w salonie montujemy jakiś fajny wskaźnik stopnia naładowania bufora, pokazujący np. w sposób graficzny temperatury na kilku punktach pomiarowych w różnej wysokości bufora,
• na dole bufora montujemy też elektryczną grzałkę,
• do wszystkiego dodajemy ogrzewanie podłogowe i jakiś zmyślny sterownik.

Jeśli akurat mamy szczęście i w danym dniu było dużo słońca, po przyjściu z pracy widzimy naładowany bufor. Teoretycznie odpowiednio duży bufor powinien dać dostatecznie dużo ciepła, by ogrzać całe mieszkanie przez cały dzień. Ale to może być aż 100 kWh dziennie, ilość ciepła, na którą potrzeba aż 1 000 litrów wody i różnicy temperatur 95-35°C. Takiej ilości ciepła nie dostarczy dziennie jeden kolektor, bo taka ilość ciepła dociera w ciągu słonecznego dnia do powierzchni rzędu 20 m°. Taką powierzchnię czynną musiałyby mieć kolektory o sprawności 100% (nierealne), dające wodę o temperaturze 95°C (nierealne), by dostarczyć 100 kWh ciepła do zasobnika w ciągu jednego słonecznego dnia. Widać, że jest to nierealne, prawda?

Gdy więc przyjdziemy do domu i zobaczymy, że bufor jest pusty (a będziemy to widzieć codziennie), to rozpalamy w kominku, palimy w nim intensywnie do wieczora, ogrzewając mieszkanie i ładując bufor. Idąc spać gasimy w kominku, przykręcamy ogrzewanie i ustawiamy niższą temperaturę w pomieszczeniach. Podtrzymujemy temperaturę w domu, by nie spadła za bardzo.

Co zatem zrobić, by podejść do tego problemu od właściwej strony?

Jeśli chcemy korzystać z kominka z płaszczem jako podstawowego źródła ciepła, to oczywiście problemu technicznego z tym nie ma. Mimo wszystko wciąż proponowałbym dodać do niego bufor ciepła, bo inaczej w kominku trzeba będzie rozpalać kilka razy w ciągu dnia.

Do tego warto dołożyć elektryczną grzałkę na okres, gdy będziemy wyjeżdżać na kilka czy kilkanaście dni. Grzałka i zmyślny programator pozwolą zminimalizować wychłodzenie domu czy mieszkania, a może nawet ogrzać go przed powrotem domowników.

Jeśli boimy się kosztów funkcjonowania tej grzałki, można zainwestować w najtańszą pompę ciepła powietrze-powietrze, czyli klimatyzator z funkcją grzania. Pozwoli ona korzystać z dość taniego ciepła, choć pracuje na drogą energię elektryczną.

Kolektor zaś oczywiście warto do dogrzewania wykorzystać. Ale nie wodny, podłączony do bufora (bo ten tylko pozwoli na grzanie ciepłej wody użytkowej — co zresztą samo w sobie też jest godne uwagi), tylko powietrzny, zamontowany na ścianie i ogrzewający pomieszczenie znajdujące się po drugiej stronie ściany.

Zobacz także