AquaSystemy firmy Paradigma są systemami solarnymi przeznaczonymi do wytwarzania ciepła do procesów technologicznych, częściowego ogrzewania i przygotowania ciepłej wody użytkowej w dużych jak i małych obiektach. Woda – wykorzystywana w nich jako nośnik ciepła – pozwala znacznie zwiększyć efektywność cieplną systemu, a zastosowane rozwiązania techniczne eliminują problem zamarzania w niskich temperaturach. W artykule zaprezentowano dwie przykładowe realizacje.

Dotychczas systemy solarne do przygotowania ciepłej wody i częściowego ogrzewania stosowane w Europie Środkowej, w celu zapewnienia ochrony przed zamarzaniem napełniane były mieszanką woda-glikol. W przeciwieństwie do tej mieszanki, woda jako nośnik ciepła wykazuje więcej zalet. Należą do nich: obojętność chemiczna, odporność na wysokie temperatury, wysoka pojemność cieplna, niska lepkość, łatwa dostępność i niska cena. Cechy te mogą być wykorzystane w systemach solarnych, gdy w systemie takim zastosowane zostaną odpowiednie środki skutecznie chroniące go przed zamarzaniem.
Przede wszystkim może to zapewnić algorytm regulacyjny, który w mroźne noce przesyła tylko tyle ciepła, ile jest potrzebne do skutecznej ochrony przed zamarzaniem. Oparte na wodzie systemy solarne muszą też bazować na kolektorach o ekstremalnie niskich stratach ciepła. Uwzględniając przy tym minimalne zużycie prądu w normalnej pracy solar, systemy te przewyższają energetycznie rozwiązania standardowe. Zastosowanie wody jako nośnika ciepła pozwala także na integrowanie w konwencjonalny układ grzewczy dotychczas oddzielnego obiegu solar.

Rys. 1. AquaSystem firmy Paradigma jako duża instalacja solarna

AquaSystem – właściwości

Wymaganiom technicznym w zakresie wykorzystania wody jako czynnika grzewczego podporządkowana została konstrukcja kolektorów wakum-rurowych CPC firmy Paradigma – zastosowanych w AquaSystemach Paradigma. Zamontowanie AquaSystemów powoduje uproszczenie instalacji, zmniejszenie ilości stosowanych komponentów oraz daje możliwość wykorzystania, dotychczas nieprzystosowanych do pracy solar, zbiorników ciepłej wody z jednym wymiennikiem, w tym również leżących. AquaSystemy umożliwiają również zastosowanie zbiorników o relatywnie mniejszej pojemności w stosunku do powierzchni czynnej kolektora – około
40 litrów na metr kwadratowy powierzchni czynnej (zwykle zalecane są trochę większe pojemności zbiorników, do 60 litrów na metr kwadratowy). Daje to możliwość użycia zbiorników o mniejszych pojemnościach, co podwyższa zarówno komfort korzystania z ciepłej wody, jak też uzysk solar. Możliwe jest również wspomaganie ogrzewania poprzez bezpośrednie wpięcie układu solarnego w instalację grzewczą, co do tej pory nie było możliwe.
Dodatkowo algorytm pracy układu sterującego pracą systemu solarnego został zmieniony tak, aby zmniejszyć o połowę ilość godzin pracy pompy solarnej, co przekłada się na dodatkową oszczędność energii elektrycznej.

Rys. 2. AquaSystem o powierzchni kolektora 680 m² na potrzeby c.w.u. w Samodzielnym Publicznym Szpitalu Wojewódzkim w Gorzowie Wielkopolskim

Przykładowe realizacje

Samodzielny Publiczny Szpital Wojewódzki w Gorzowie Wielkopolskim
Przedmiotem projektu było zamontowanie instalacji solarnej do podgrzewu ciepłej wody użytkowej (rys. 2). Dotychczasowa kotłownia szpitalna ogrzewała wodę do centralnego ogrzewania oraz do potrzeb: sterylizacji, kuchni, pralni, rehabilitacji oraz potrzeb higienicznych pacjentów i personelu. Pracowała 24 godziny na dobę, zarówno w okresie zimowym jak i letnim. Dzięki inwestycji w instalację solarną szpital zdecydowanie zmniejszył zużycie paliwa gazowego. Zredukowana została również emisja CO2 do atmosfery, co w tym przypadku ma istotne znaczenie, gdyż w pobliżu znajdują się osiedla mieszkaniowe.
Zamontowana powierzchnia pola kolektorów wynosi 680 m2. Jest to 140 sztuk kolektorów połączonych ze sobą. Do podgrzewu ciepłej wody użytkowej dobrano trzy zbiorniki warstwowe SI 1001 z grupami wymiennikowo-pompowymi. Zbiorniki c.w.u. umieszczono w istniejącej kotłowni, natomiast dla potrzeb zbiorników buforowych PS6002 (o łącznej pojemności 24 tys. litrów), naczyń przeponowych i systemu pomp wybudowano budynek jednokondygnacyjny.

Rys. 3. AquaSystem o powierzchni kolektora 530 m² na potrzeby procesu technologicznego firmy Prefabet Ełk

Producent materiałów dla budownictwa – Prefabet Ełk
Przedmiotem projektu był montaż instalacji solarnej w firmie Prefabet Ełk w Ełku, na bazie kolektorów wakum-rurowych CPC, dla potrzeb procesów technologicznych, wspomagania centralnego ogrzewania oraz przygotowania ciepłej wody użytkowej (rys. 3).
Zamontowana powierzchnia kolektorów wynosi 530 m². Jest to 115 sztuk kolektorów połączonych ze sobą. Do współpracy z układem kolektorów próżniowych zastosowano zbiorniki buforowe PS 6002 połączone szeregowo (o pojemności 18 tys. litrów).
Do podgrzewu ciepłej wody użytkowej dobrano zbiornik warstwowy SI 401, a do podgrzania wody technologicznej – zbiornik SI 501 (obydwa zbiorniki z grupami wymiennikowo-pompowymi).
Obydwie prezentowane powyżej instalacje solarne wyposażone zostały w system regulacji układu z pomiarem uzysku energii solarnej oraz automatycznym powiadamianiem o zakłóceniach pracy za pomocą wiadomości tekstowej sms.
Więcej informacji na temat zastosowanych rozwiązań mogą również udzielić firmy realizujące powyższe projekty: Eko-Calor z Gorzowa Wielkopolskiego (tel. (95) 722 32 59) w przypadku instalacji pracującej w Szpitalu Wojewódzkim oraz PGB Polterm ze Stawigudy (tel.(89) 512 61 26) – wykonujący projekt w Ełku.

Arkadiusz Tomiczek
Autor jest kierownikiem
serwisu firmy Paradigma
Paradigma Przedstawicielstwo
Polskie GZ