Systemy solarne Junkers

Słońce oferuje niewyczerpany potencjał energetyczny. Praktycznie w każdym regionie Polski można dziś efektywnie korzystać z energii słonecznej. Roczne nasłonecznienie waha się pomiędzy 900 a 1100 kWh na 1 m2, a intensywność nasłonecznienia wystarczy do pokrycia całkowitych potrzeb energetycznych do podgrzewania c.w.u. w 60 %, latem nawet w 100 %.

W przypadku wspomagania ogrzewania pomieszczeń energią słoneczną oszczędność w porównaniu do tradycyjnego c.o. i podgrzewania wody wynosi od 15 do 25 %, w zależności od izolacji termicznej budynku oraz zapotrzebowania na ciepło.
Kolektor zamienia na ciepło nie tylko bezpośrednie promieniowanie słoneczne, ale także promieniowanie rozproszone. Tak więc w pochmurne dni, z dużym udziałem światła rozproszonego, kolektory wciąż generują do 300 W energii na 1 m² kolektora.

Moc grzewcza uzyskiwana z promieniowania słonecznego
 

Instalacja solarna do podgrzewania wody użytkowej

        Instalacja solarna do podgrzewania wody

Promienie słoneczne rozgrzewają absorber oraz znajdujący się w nim czynnik obiegowy (woda z dodatkiem środka zapobiegającego zamarzaniu). Podgrzana woda przetłaczana jest przez pompę cyrkulacyjną do dolnego wymiennika ciepła w zasobniku solarnym, gdzie przekazuje swoją energię cieplną do medium (wody użytkowej). Regulator różnic temperatury załącza pompę cyrkulacyjną w obiegu solarnym tylko wtedy, gdy temperatura w kolektorze jest wyższa niż w dolnej części zasobnika. Różnica tych temperatur jest ustalana przy użyciu odpowiednich czujników temperatury w kolektorze i zasobniku solarnym.

Przy niewystarczającym nasłonecznieniu zasobnik solarny może być dogrzewany przez konwencjonalne źródło ciepła (np. kocioł grzewczy). Poprzez górny wymiennik ciepła w zasobniku solarnym woda użytkowa jest podgrzewana do ustawionej na regulatorze temperatury. Dzięki uwarstwieniu temperatur w stojącym zasobniku dogrzewanie ogranicza się wyłącznie do górnej części zasobnika po to, aby jak w jak najmniejszym stopniu zużywać droższą energię. Po osiągnięciu żądanej temperatury kocioł jest ponownie wykorzystywany do ogrzewania pomieszczeń mieszkalnych.

Solarne ogrzewanie wody użytkowej ze wspomaganiem instalacji grzewczej

          Instalacja solarna do podgrzewania wody ze wspomaganiem instalacji grzewczej

Przy zastosowaniu odpowiedniego zasobnika (np. SP 750) oraz specjalnego układu sterującego ciepło solarne może być dodatkowo oddawane do instalacji grzewczej. W zasobniku są do tego celu przewidziane dwa zbiorniki na wodę. Wewnętrzny służy do podgrzewania wody użytkowej, natomiast zewnętrzny do wspomagania instalacji grzewczej.


Jeżeli temperatura zasobnika jest wyższa od temperatury powrotu instalacji grzewczej, następuje przełączenie trójdrogowego zaworu sterującego. Przy przełączonym zaworze sterującym i pracującej pompie cyrkulacyjnej systemu grzewczego, z zasobnika pobierana jest solarna energia cieplna. Temperatura powrotu instalacji grzewczej wzrasta dzięki wyższej temperaturze zasobnika. Solarna energia cieplna oddawana jest z zasobnika przez urządzenie grzewcze do instalacji grzewczej. Regulator urządzenia grzewczego rozpoznaje, czy energii solarnej wystarczy do ogrzania instalacji. Jeśli energii jest zbyt mało, urządzenie grzewcze dogrzewa sieć. Woda grzewcza jest schładzana w trakcie przepływu, a następnie obiegiem powrotnym, przez otwarty zawór sterujący z powrotem wpływa do zasobnika.


Z zasobnika woda o wyższej temperaturze ponownie doprowadzana jest do systemu grzewczego. Przy wystarczającej podaży energii słonecznej można w ten sposób znacznie obniżyć koszty ogrzewania.

              1                   2                  3                    4                  5

1 Popołudnie
Zasobnik jest pełen. Użytkownicy mają do dyspozycji ogrzaną przez słońce wodę o pojemności 750 litrów.

2 Wieczór
Zużywana jest ciepła woda do kąpieli pod prysznicem i w wannie. Doprowadzana zimna woda, zgromadzona w dolnej części zasobnika, ogrzewa się ciepłem solarnym.

3 Noc
Zasobnik oddaje zgromadzone ciepło do instalacji c.o.

4 Ranek
Woda ponownie zużywana jest do mycia. Jeżeli rano zapotrzebowanie na ciepłą wodę będzie większe niż dostępne zasoby, urządzenie grzewcze zostanie wykorzystane dodatkowo do podgrzania wody.

5 Południe
Pora na słońce. Do zasobnika, przez duży wymiennik ciepła, doprowadzana jest energia słoneczna.



Sterowanie instalacją solarną uzależnione jest od typu urządzenia grzewczego.

Junkers ma w swojej ofercie dwie serie regulatorów. Tzw. regulatory niezależne TDS lub moduły serii ISM służące do komunikacji z automatyką sterującą urządzeniem grzewczym. Regulatory TDS można stosować przy współpracy z różnymi urządzeniami grzewczymi wyposażonymi we własny niezależny sterownik.


W przypadku stosowania kondensacyjnych kotłów gazowych marki Junkers wyposażonych w panel sterowania BOSCH HEATRONIC 3 do sterowania układem solarnym nie stosuje się osobnych regulatorów a jedynie moduły podłączeniowe, ISM, które uaktywniają w regulatorach stosowanych do tych kotłów program sterowania układem solarnym.  Moduł podłączany jest do regulatora w bardzo prosty sposób – przewodem dwużyłowym. Dzięki takiemu rozwiązaniu użytkownik ma tylko jeden regulator, na którym może regulować nie tylko obieg grzewczy kotłowy, ale i jednocześnie obieg solarny.


Dodatkowym plusem stosowania takiego rozwiązania jest specjalny, opatentowany przez Junkersa program SolarControlUnitInside, która optymalizuje współpracę instalacji solarnej i urządzenia grzewczego. Dzięki temu uzyskuje się maksymalne wykorzystanie energii słonecznej – energii zaoszczędzonej, bez uszczerbku na komforcie i jakości użytkowania.


Inteligentna technologia systemu gromadzi w pamięci miejscowe dane pogodowe i podczas pracy systemu porównuje z aktualnymi warunkami pogodowymi. W wyniku tego procesu, określone zostaje prawdopodobieństwo uzysku solarnego, dzięki czemu temperatura w zasobniku ciepłej wody użytkowej i/lub krzywa grzania dla instalacji c.o. może zostać obniżona, a tym czasie kocioł kondensacyjny może nie pracować, lub pracować z odpowiednio obniżoną mocą. Dzięki takiemu rozwiązaniu system ten pozwala osiągnąć dodatkowe oszczędności do 15% w przypadku przygotowania ciepłej wody użytkowej i do 5% oszczędności w przypadku pracy instalacji c.o.


Takie jednoczesne wykorzystywanie efektu kondensacji oraz układu solarnego jest w tej chwili jednym z najlepszych sposobów oszczędzania energii zużywanej do ogrzewania.