Instalacje solarne i pompy ciepła

   Najbardziej popularną generacją kolektorów słonecznych są kolektory płaskie. Kolektor taki działa na zasadzie wężownicy, przez którą płynie czynnik grzewczy - glikol. Wężownica przykryta jest aluminiową blachą, a ta z kolei pokryta jest warstwą pochłaniającą promieniowanie słoneczne, tzw. absorberem. Całość przykrywa hartowana szyba solarna osłaniająca urządzenie. Kolektor jest w pełni odporny na każde warunki meteorologiczne. Kolektor płaski jest najsprawniejszym systemem w okresie letnim (marzec-wrzesień). Przy właściwie dobranej instalacji jest w stanie pokryć niemal 100% zapotrzebowania na ciepłą wodę użytkową osiągając często temperatury powyżej nawet 70 stopni C. Kolektory płaskie należą do rozwiązań prostych i popularnych również ze względów finansowych.

   Kolejną grupą są kolektory próżniowe rurowe składające się z rur próżniowych w których element zbierający ciepło tzw. absorber znajduje się w próżni. Takie rozwiązanie poprawia skuteczność działania kolektora w naszej szerokości geograficznej. Absorpcja ciepła słonecznego w mniejszym stopniu jest uzależniona od temperatury zewnętrznej, dzięki czemu możemy liczyć na znaczne zyski ciepła w instalacji nawet w mroźne lecz słoneczne zimowe dni. Niektóre z kolektorów posiadają zwierciadło dodatkowo doświetlające absorber ze strony odsłonecznej, tzw. lustro CPC. Jest ono wykonane pod rurkami, bądź naniesione na rurkę próżniową, zależy to od producenta. Kolektor próżniowy wydłuża okres eksploatacji instalacji solarnej o słoneczne dni zimą.

   Na rynku dostępne są również kolektory typu "heat pipe" (rurka cieplna) działające poprzez czynnik grzewczy, który nie przepływa bezpośrednio przez kolektor. Odbiór ciepła następuje jedynie w głowicy urządzenia w kanale zbiorczym.

    Innym urządzeniem solarnym jest próżniowy kolektor rurowy z bezpośrednim przepływem czynnika roboczego, tzw. "U rurka". Bezpośredni przepływ glikolu przez rurki oznacza dla inwestora uniwersalne zastosowanie do montażu na dachach z mniejszym lub większym spadkiem, na fasadach i na dachach płaskich bez konieczności używania wsporników.

    Opłacalność i efektywność instalacji solarnej w dużej mierze zależy od prawidłowego zaprojektowania i doboru urządzeń. Przede wszystkim należy odpowiednio umiejscowić powierzchnię kolektorów. Kolektory najlepiej zamontować od południa, mając na uwadze, że w ciągu dnia nigdy nie powinien na nie padać cień. Kierunek południowo-wschodni lub południowo-zachodni również zapewnia wydajną pracę kolektora słonecznego. Jeżeli nie mamy odpowiedniego dachu, kolektory rurowe można zamontować na fasadzie budynku albo np. wmontować w płaski daszek na powierzchni niezabudowanej lub na garażu. Miejsce montażu kolektora należy wybrać tak, by rury prowadzące do kolektora były jak najkrótsze. Jeżeli chcemy zamontować kolektor na dachu nowego budynku –a przy tym zużyć mniej dachówek – możemy wybrać płaski kolektor, który pozwala na szczelny montaż w dachu.

   Gdy nośność powierzchni dachu jest niewielka, można zastosować kolektory rurowe o niskim ciężarze właściwym.

   Kolejnym inteligentnym systemem grzewczym jest pompa ciepła. Urządzenie to służy do ogrzewania budynków i wody użytkowej, wykorzystując odnawialną energię zmagazynowaną w ziemi, wodzie lub powietrzu. Ciepło odbierane jest od tzw. dolnego źródła, którym może być woda, powietrze lub grunt i przekazywane pośrednio do odbiornika ciepła, jakim jest medium w instalacji grzewczej lub woda użytkowa. W zależności od rodzaju dolnego źródła, pompy ciepła dzielą się na następujące typy:- woda/woda ; powietrze/woda: solanka/woda.

    Pompa ciepła to nowoczesne urządzenie wykorzystujące odnawialną energię zmagazynowaną w ziemi, wodzie lub powietrzu. Zasada działania pompy ciepła jest podobna do pracy lodówek, z tą różnicą, że lodówka pobiera ciepło ze swojego wnętrza i uwalnia ją na zewnątrz, natomiast pompa ciepła pobiera ciepło z otoczenia i kieruje do wnętrza budynku. Proces obiegu termodynamicznego, zachodzącego w pompie ciepła, podlega kolejno: parowaniu, sprężaniu, skraplaniu i rozprężaniu. W wymienniku ciepła płynny czynnik roboczy (specjalny płyn wrzący już w temperaturach poniżej 10°C ) pobiera energię z wody, ziemi lub powietrza i paruje ze zwiększoną temperaturą. W sprężarce czynnik roboczy (jeszcze chłodny) zostaje sprężony i w ten sposób podgrzany. Opuszcza sprężarkę, jako gorący gaz. Gaz przechodzi do skraplacza, gdzie oddaje energię do systemu grzewczego, jest skraplany i opuszcza skraplacz, jako ciepły czynnik roboczy. To powoduje podgrzanie wody do ogrzewania oraz wody użytkowej. Ciepły, płynny czynnik roboczy przechodzi do zaworu rozprężnego, gdzie ciśnienie gwałtownie spada. Temperatura czynnika roboczego spada bez oddawania energii. Zimny, płynny czynnik roboczy zostaje doprowadzony do parownika i cykl zaczyna się od początku. Pompa ciepła jest wygodna w eksploatacji i łatwa w obsłudze, posiada w pełni zautomatyzowane sterowanie. Nie wymaga instalowania komina, ani dodatkowego systemu wentylacji. Urządzenie pracuje cicho i może być instalowane w pomieszczeniach użytkowych.