Podłączenie solarów do istniejącej instalacji najczęściej wykonuje się przez zasobnik biwalentny lub obecny podgrzewacz z wężownicą w dolnej części. Potrzebujesz do tego grupy pompowej, sterownika, naczyń i kilku poprawek hydraulicznych. W artykule znajdziesz informacje o kosztach, doborze powierzchni kolektorów oraz współpracy z kotłem gazowym, pompą ciepła i kotłem na pellet.
Jak podłączyć kolektory do istniejącej instalacji?
Podstawowym punktem wpięcia kolektorów słonecznych jest zasobnik ciepłej wody użytkowej. Największa wydajność kolektorów przypada między 9.00 a 15.00, a domownicy zużywają najwięcej ciepłej wody rano i wieczorem, dlatego zbiornik musi sprawnie magazynować energię. Jeśli obecny podgrzewacz ma wężownicę w dolnej części i stoi pionowo, można go odłączyć od kotła i połączyć właśnie z obiegiem solarnym. Płynem roboczym jest roztwór glikolu transportowany przewodami miedzianymi.
Zasobnik z jedną wężownicą
Istniejący zbiornik z jedną wężownicą sprawdzi się, gdy jego pojemność jest wystarczająca. Dla maksymalnie trzech osób przyjmuje się minimum 200 l. Wężownica musi być umieszczona nisko, bo wtedy chłodniejsza woda odbiera ciepło z kolektorów nawet przy słabszym nasłonecznieniu. W okresach bez słońca ciepłą wodę dogrzewa grzałka elektryczna, co bywa droższe niż praca kotła.
Zasobnik biwalentny
Lepszym wyjściem jest zasobnik biwalentny z dwiema wężownicami. Dolna obsługuje obieg kolektorów, a górna współpracuje z kotłem C.O. lub pompą ciepła. Taki układ pozwala zachować dotychczasowe źródło ciepła i jednocześnie korzystać z energii słonecznej. Gdy słońce grzeje za słabo, kocioł podgrzewa górną część zbiornika, a instalacja solarna pozostaje odcięta.
Jakie elementy są potrzebne do rozbudowy instalacji?
Do podłączenia kolektorów do istniejącej instalacji nie wystarczą same panele. Potrzebny jest kompletny obieg solarny, który przetransportuje ciepło do zasobnika i zabezpieczy układ przed nadmiernym ciśnieniem. W skład zestawu wchodzi kilka podstawowych podzespołów:
- grupa solarna z pompą obiegową i zaworami odcinającymi,
- naczynie wzbiorcze do przejmowania zmian objętości roztworu glikolu,
- zawór bezpieczeństwa otwierający się po przekroczeniu ciśnienia w instalacji,
- regulator solarny ze sterownikiem i czujnikami temperatury,
- miedziane rury łączące kolektory z zasobnikiem.
Czynnikiem roboczym w obiegu solarnym jest roztwór glikolu, który nie zamarza zimą. Jego przepływ przez miedziane rury wymusza pompa obiegowa sterowana regulatorem. Ten sam regulator włącza i wyłącza pompę w zależności od różnicy temperatur między kolektorami a podgrzewaczem. Może również uruchomić funkcję odśnieżania kolektora, przesyłając ciepły glikol z zasobnika do oblodzonej powierzchni.
Całkowity koszt typowej inwestycji solarnej wynosi od 10 000 do 20 000 zł, w zależności od wielkości instalacji oraz jakości podzespołów. Część wydatków mogą pokryć dotacje ze środków publicznych, które zmniejszają barierę wejścia dla właścicieli domów.
Jak dobrać kolektory i zasobnik do istniejącego domu?
Dobór baterii kolektorów i pojemności zbiornika zależy przede wszystkim od liczby domowników oraz od tego, czy instalacja ma wyłącznie przygotowywać ciepłą wodę użytkową, czy również wspomagać ogrzewanie. Przy samej wodzie użytkowej powierzchnia kolektorów płaskich zwykle mieści się w przedziale 3–6 m2. Do wspomagania centralnego ogrzewania trzeba już 7–15 m2 powierzchni absorpcyjnej.
Tabela doboru dla typowego domu
Przeciętne dzienne zużycie ciepłej wody użytkowej wynosi 50 litrów na osobę o temperaturze 45°C. Liczbę kolektorów płaskich o powierzchni 2 m2 każdy i pojemność zbiornika dobiera się według poniższej tabeli:
| Liczba osób | Kolektory płaskie 2 m2 | Zbiornik c.w.u. |
| 2–4 | 1–2 | 200 l |
| 4–6 | 2–3 | 300 l |
| 6–8 | 3–4 | 400 l |
| 8–10 | 4–5 | 500 l |
Dla czteroosobowej rodziny zasobnik nie powinien być mniejszy niż 250 l. W praktyce producenci oferują zestawy, w których pojemność podgrzewacza jest dopasowana do liczby kolektorów. Do podgrzewania wody w basenie wystarczy prostsza instalacja z basenowymi kolektorami słonecznymi, a zbiornik ciepła bywa zbędny.
Przeciętna instalacja hybrydowa ma 10–15 m2 kolektorów i zbiornik buforowy o pojemności 600–1000 l.
Reguła kciuka i schemat wymiarowania
Jeśli planujesz rozbudowę o wspomaganie ogrzewania, możesz posłużyć się prostą regułą kciuka. Zakłada ona, że na każde 10 m2 ogrzewanej powierzchni domu przypada około 1 m2 kolektora płaskiego lub 0,5 m2 kolektora próżniowego. Pojemność zasobnika powinna wtedy wynosić 50 l na każdy metr kwadratowy kolektora płaskiego.
Bardziej precyzyjny schemat wymiarowania bierze pod uwagę roczny stopień pokrycia zapotrzebowania na ciepłą wodę energią słoneczną. Przyjmuje się, że wynosi on około 60%. Dom jednorodzinny wymaga zwykle 7 m2 kolektorów do c.w.u., a przy wsparciu ogrzewania pole kolektorów wyznacza się, mnożąc tę wartość przez współczynniki 2 i 2,5.
Jak połączyć kolektory z innymi źródłami ciepła?
Kolektory słoneczne pokrywają całe zapotrzebowanie na ciepło tylko latem, wczesną jesienią i późną wiosną. Sezon grzewczy w Polsce trwa od października do kwietnia, a intensywne nasłonecznienie przypada od czerwca do września. W układach skojarzonych można odebrać z kolektorów nawet do 1000 kWh energii na metr kwadratowy ich powierzchni rocznie. Wymaga to jednak niskotemperaturowej instalacji grzewczej, najlepiej ogrzewania podłogowego, a w słabiej ocieplonym domu także solidnej termomodernizacji.
Współpraca z kotłem gazowym lub olejowym
Układ z kotłem gazowym lub olejowym opiera się na jednym lub większej liczbie zasobników buforowych. Oba źródła ciepła dostarczają energię do magazynu ciepła, a stamtąd trafia ona do grzejników albo podłogówki. Kocioł uruchamia się automatycznie dopiero wtedy, gdy kolektory nie nadążają z podgrzewaniem. Ograniczeniem bywa brak miejsca na duży zbiornik buforowy, zwłaszcza przy starym stojącym kotle.
Pompa ciepła i kolektory
Połączenie z pompą ciepła ma dwa warianty. W pierwszym oba urządzenia zasilają ten sam zasobnik ciepła i współdzielą wytwarzanie ciepła. Dzięki temu pompa ciepła krócej pracuje latem, co poprawia bilans energetyczny i zwiększa trwałość urządzenia. W drugim wariancie ciepło z kolektorów podgrzewa dolne źródło ciepła pompy, na przykład grunt wokół sondy. Taki zabieg pozwala zmniejszyć dolną instalację i obniżyć koszt zakupu pompy.
Kocioł na pellet i ogrzewanie elektryczne
Kocioł na pellet współpracuje z kolektorami przez wspólny magazyn ciepła. Jednostka sterująca uruchamia kocioł, gdy instalacja solarna nie dostarcza wystarczającej ilości energii. Zaletą jest mniejsze zużycie biomasy, mniej pracy przy obsłudze kotła i redukcja emisji CO2. W przypadku ogrzewania elektrycznego bufor ciepła zasila grzałka elektryczna lub elektryczny kocioł grzewczy. To proste rozwiązanie, choć prąd jest droższy niż gaz czy węgiel.
Niektórzy łączą kolektory także z kominkiem lub ogrzewaniem na podczerwień jako lokalnym wsparciem. Takie połączenie najczęściej nie wymaga dużych zmian w istniejącej instalacji i poprawia komfort cieplny w wybranych pomieszczeniach.
Jak uniknąć błędów przy podłączaniu solarów?
Najczęstszym błędem jest przewymiarowanie instalacji. Zbyt duże pole kolektorów sprawia, że latem płyn solarny zaczyna wrzeć, a wzrost ciśnienia w instalacji prowadzi do ubytków i niszczenia czynnika. Kolektory powinny być skierowane na południe i nachylone pod kątem około 40° do ziemi. Jeśli odchylenie od kierunku południowego ma przekraczać 15° na wschód lub zachód, trzeba nieco zwiększyć ich powierzchnię.
Przed montażem na dachu sprawdź wytrzymałość konstrukcji, szczególnie w starszym domu. Wypełnione cieczą kolektory sporo ważą, a nieszczelne przejścia rur przez ocieplenie dachu to stałe straty ciepła. Gdy połać dachu jest zbyt płaska, kolektory montuje się na konstrukcjach wsporczych lub wolnostojących. Kolektory rurowe próżniowe z bezpośrednim przepływem można także zamocować pionowo lub poziomo na elewacji, pod warunkiem że słońce dociera do nich co najmniej 6 godzin dziennie.
Automatyczne konstrukcje poruszane siłownikami zmieniają położenie kolektorów, ale są drogie i na ogół nieopłacalne. Aby obieg solarny działał poprawnie, trzeba też:
- dobrać pojemność zasobnika do liczby domowników,
- zamontować naczynie wzbiorcze i zawór bezpieczeństwa,
- skonfigurować regulator solarny z czujnikami temperatury,
- zapewnić łatwy dostęp do kolektorów na czas przeglądu lub naprawy.
Wypełnione cieczą kolektory sporo ważą, dlatego przed montażem na starszym dachu koniecznie sprawdź jego wytrzymałość.
FAQ – najczęściej zadawane pytania
Jak podłączyć kolektory słoneczne do istniejącego podgrzewacza wody?
Podłączenie najczęściej odbywa się do zasobnika c.w.u., zwłaszcza jeśli istniejący podgrzewacz stoi pionowo i ma dolną wężownicę — wtedy można go odłączyć od kotła i wpiąć w obieg solarny z glikolem jako czynnikiem roboczym.
Jakie elementy trzeba dokupić, aby uruchomić obieg solarny?
Potrzebny jest kompletny obieg solarny: grupa pompowa z zaworami, naczynie wzbiorcze, zawór bezpieczeństwa, regulator z czujnikami oraz miedziane rury łączące kolektory z zasobnikiem.
Jak dobrać powierzchnię kolektorów i pojemność zasobnika dla domu?
Dobór zależy od liczby domowników i celu instalacji: do c.w.u. zwykle 3–6 m2, do wspomagania ogrzewania 7–15 m2, a pojemność zbiornika dobiera się wg tabeli (np. 200–500 l w zależności od osób).
Ile kosztuje typowa instalacja solarna?
Całkowity koszt typowej inwestycji wynosi od około 10 000 do 20 000 zł, przy czym dofinansowania publiczne mogą obniżyć wkład własny.
Jak kolektory współpracują z kotłem gazowym, pompą ciepła lub kotłem na pellet?
W układach skojarzonych źródła dostarczają ciepło do wspólnego magazynu; kocioł lub pompa uruchamiają się gdy kolektory nie wystarczają, a pellet i pompa mogą dzięki temu pracować rzadziej i efektywniej.
Jak zabezpieczyć instalację przed zamarzaniem i przegrzaniem?
W obiegu stosuje się roztwór glikolu, który nie zamarza, oraz naczynie wzbiorcze i zawór bezpieczeństwa; przeciwdziałanie przegrzaniu wymaga odpowiedniego wymiarowania pola kolektorów.
Jak powinny być ustawione kolektory na dachu?
Kolektory najlepiej skierować na południe i nachylić około 40°; jeśli odchylenie przekracza 15° na wschód lub zachód, warto zwiększyć ich powierzchnię.
Jakie są najczęstsze błędy przy montażu kolektorów?
Częstym błędem jest przewymiarowanie pola kolektorów, co prowadzi do wrzenia płynu i wzrostu ciśnienia, oraz nieprzemyślany montaż bez sprawdzenia nośności dachu i szczelności przejść przez ocieplenie.
