Jak działa zbiornik słoneczny

Produkty dopiero przygotowujemy.

Natomiast możesz oglądać inne kategorie.

Jak działa zasobnik słoneczny: zasada, która łączy słońce z kotłem

Słońce potrafi zagotować wodę za darmo – problemem jest tylko to, że świeci wtedy, kiedy ono chce, a nie wtedy, kiedy potrzebujemy ciepłej wody do prysznica, mycia naczyń czy kąpieli dzieci. Tę niezgodność między dostępnością energii słonecznej a rzeczywistym zapotrzebowaniem na ciepłą wodę rozwiązuje zasobnik słoneczny – specjalnie skonstruowany zasobnik ciepłej wody, który w sobie łączy dwa niezależne źródła ogrzewania. Jednym jest okrąg słoneczny podłączony do kolektorów na dachu, drugim jest klasyczne źródło podgrzewające, najczęściej kotłowy lub elektryczny podgrzewacz.

W wyniku tego system działa niezawodnie w każdą pogodę przez cały rok. Kiedy świeci słońce, większość lub całe zapotrzebowanie na ciepłą wodę zostaje pokryte za darmo przez okrąg słoneczny. Kiedy słońce nie świeci wystarczająco – w zasłabane dni, w nocy lub zimą – zasobnik automatycznie podgrzewa się drugim źródłem, dzięki czemu gospodarstwo domowe nigdy nie zostaje bez ciepłej wody. Ten artykuł wyjaśnia, jak dokładnie działa zasobnik słoneczny w środku, dlaczego ma dwa wymienniki ciepła, jak zmienia się jego działanie w ciągu roku, jaki objętość wybrać i jak można połączyć go z różnymi typami podgrzewania. Na końcu znajdziecie również dwa rzeczywiste przykłady z praktyki oraz odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania.

Jeśli rozważacie wybór zasobnika ogólnie, polecamy najpierw przejrzeć podstawowy przegląd Jak wybrać zasobnik na ciepłą wodę – ten artykuł poświęcony jest specyficznej wersji słonecznej i opiera się na nim.

Dwa wymienniki, dwa źródła ciepła – serce zasobnika słonecznego

Główne różnice między typowym zasobnikiem nieprzygotowanym a zasobnikiem słonecznym polegają na tym, że zasobnik słoneczny ma w środku zwykle dwa oddzielne wymienniki ciepła, umieszczone jeden nad drugim. Nie jest to rozwiązanie przypadkowe – wynika to z tego, jak fizycznie różni się ciepło z kolektorów słonecznych od ciepła z kotła, oraz jak przepływająca woda w zasobniku naturalnie warstwuje się od zimnego dna do ciepłego wierzchu.

Dolny wymiennik: zbieracz energii słonecznej

W dolnej, najchłodniejszej części zasobnika znajduje się pierwszy, dolny wymiennik ciepła, podłączony rurkami do kolektorów słonecznych na dachu. Ta lokalizacja nie jest przypadkowa – zimna woda zawsze opada na dno naczynia, więc właśnie tam różnica temperatur względem ciepłej cieczy z okręgu słonecznego jest największa, a przenoszenie ciepła najefektywniejsze. Okrąg słoneczny pracuje ponadto z istotnie niższymi temperaturami, niż na przykład wyjście z kotła gazowego – nawet lekko zasłabane słońce lub rano potrafi podgrzać ciecz do temperatury wystarczającej do przekazania ciepła do zimnej wody w zasobniku.

Dlatego dolny wymiennik słoneczny ma zwykle większą powierzchnię wymienną niż typowy wymiennik podłączony do kotła – duża powierzchnia kompensuje niższą temperaturę ciepłej cieczy i umożliwia skuteczne zbieranie energii słonecznej nawet wtedy, kiedy promieniowanie słoneczne nie jest maksymalne. Dzięki temu system słoneczny „zbiera” energię praktycznie w każdej pogodzie, kiedy kolektory otrzymują choćby trochę światła – nie tylko w jasnym letnim południu, ale częściowo również przez zasłabane niebo lub wiosną i jesienią.

Górny wymiennik lub grzałka elektryczna: pewność, kiedy słońca nie wystarczy

W górnej części zasobnika, gdzie w trakcie pracy znajduje się najcieplejsza woda gotowa do natychmiastowego pobrania, znajduje się drugie źródło ciepła – albo kolejny wymiennik podłączony do kotła (gazowego, pompy ciepła, ewentualnie innego źródła ogrzewania centralnego), albo grzałka elektryczna wbudowana bezpośrednio w ścianki zasobnika. Zadaniem tego drugiego źródła jest proste, ale istotne: zapewnić, że woda w górnej, pobieranej części zasobnika nigdy nie spadnie poniżej bezpiecznej i komfortowej temperatury, niezależnie od tego, ile (lub jak mało) energii dostarczyło słońce w ten dzień.

To podgrzewanie uruchamia się automatycznie, sterowane termostatem lub regulacją zasobnika – jeśli okrąg słoneczny nie potrafi sam utrzymać ustawionej temperatury, kotłowy lub elektryczny podgrzewacz uzupełnia brakującą różnicę. Równie ważną rolę odgrywa ta regularna funkcja podgrzewania z higienicznego punktu widzenia: okresowe podniesienie temperatury wody do wyższego poziomu (zazwyczaj przynajmniej raz za czas nad 60 °C) jest powszechnie zalecanym środkiem zapobiegawczym przed rozmnażaniem bakterii legionella w zasobniku, a właśnie drugie, podgrzewające źródło tę funkcję niezawodnie zapewnia, nawet wtedy, kiedy energia słoneczna sama w sobie nie wystarczyłaby na taką temperaturę.

Dzięki tej parze wymienników zasobnik słoneczny nigdy nie jest „zależny od pogody” w złym znaczeniu tego słowa – działa niezawodnie nawet bez jednego promienia słońca, z tą różnicą, że w takim przypadku całe obciążenie podgrzewania przenosi się na drugie źródło, a zużycie gazu lub energii elektrycznej na podgrzewanie wody tymczasowo wzrasta. System łączy więc najlepsze z obu światów: kiedy świeci słońce, oszczędza; kiedy słońca nie ma, działa jak zwyczajny niezawodny zasobnik.

Jak zasobnik słoneczny działa w ciągu roku

Jedną z rzeczy, które gospodarstwa domowe z zasobnikiem słonecznym najbardziej doceniają, jest to, jak wyraźnie zmienia się jego działanie i przede wszystkim zużycie podgrzewania między latem a zimą. Nie jest to system o stałym wydajności – jego główną cechą jest właśnie to, że dynamicznie dostosowuje się do aktualnej dostępności energii słonecznej.

Lato: kiedy słońce robi praktycznie całą pracę

Podczas letnich miesięcy, kiedy jest dużo promieniowania słonecznego i dni są długie, okrąg słoneczny potrafi pokryć dużą część, a nawet całe codzienne zapotrzebowanie na ciepłą wodę gospodarstwa domowego bez konieczności włączania drugiego, podgrzewającego źródła. To właśnie to okres, kiedy zasobnik słoneczny przynosi największą rzeczywistą oszczędność – kotłowy może pozostać w tym okresie całkowicie wyłączony przez całe tygodnie, a jeśli w ogóle włącza się, to sporadycznie, kiedy jest kilka zasłabanych dni z rzędu lub zapotrzebowanie jest wyjątkowo wysokie (na przykład podczas wizyty, kąpieli wielu dzieci po sobie itp.).

Duża pojemność zasobnika odgrywa w tym okresie ważną rolę – energia słoneczna zbiera się przez cały dzień, kiedy kolektory pracują najlepiej, i magazynuje się w postaci ciepłej wody w zasobniku do późniejszego użycia, na przykład wieczorem, kiedy już słońce nie świeci, a rodzina kąpie się po całodniowym programie. Zasobnik działa więc również jak „bateria” ciepła – nie produkuje energii w momencie użycia, ale gromadzi ją w ciągu dnia i uwalnia zgodnie z potrzebą.

Zima i okresy przejściowe: podgrzewanie dodatkowe przejmuje inicjatywę

W zimie mamy znacznie mniej promieniowania słonecznego i jego intensywność jest niższa – krótsze dni, niskie słońce, częste zasłonięte warunki pogodowe. Obieg słoneczny w tym okresie nadal przyczynia się do ogrzewania (głównie podgrzewa wodę zimną wpływającą na dnie zbiornika, co zmniejsza ilość energii, jaką musi dostarczyć drugi źródło), ale udział tego systemu w całkowitym ogrzewaniu znacząco spada. Główną wagę przejmuje źródło podgrzewania dodatkowego – kocioł lub elektryczna wlożka – który w zimie pracuje znacznie intensywniej i częściej niż w lecie.

To jest całkowicie normalne i oczekiwane zachowanie, nie awaria systemu. Ważne jest zrozumienie, że nawet w zimie obieg słoneczny nie jest „niepotrzebny” – nawet częściowe podgrzewanie wody zimnej wpływającej do zbiornika oznacza mniej energii, jaką musi dostarczyć kocioł, aby osiągnąć docelową temperaturę. Rzeczywista oszczędność w miesiącach zimowych jest więc niższa niż w lecie, ale nadal istnieje. Najbardziej wyraźny wkład mają okresy przejściowe – wiosna i jesień – kiedy promieniowania słonecznego jest już (czy jeszcze) wystarczająco dużo, aby znacząco ulżyć podgrzewaniu dodatkowemu, ale nie na tyle, aby całkowicie zastąpić drugie źródło.

Jaką pojemność wybrać w systemie słonecznym

Pojemność zbiornika słonecznego zazwyczaj wybiera się większą, niż byłaby pojemność typowego, czysto nieprzepompowanego zbiornika dla tej samej rodziny. Powód jest logiczny i wynika bezpośrednio z zasady działania systemu słonecznego: zbiornik musi mieć wystarczająco dużo miejsca na akumulację energii słonecznej zebranej w ciągu słonecznych godzin dnia, aby można było ją wykorzystać później, kiedy słońce już nie świeci, a rodzina chce wieczorem czy rano nalać ciepłą wodę.

Gdyby zbiornik słoneczny był zbyt mały, kolektory podgrzałyby go do maksymalnej temperatury już w wczesnych porannych godzinach, a resztę dnia jego potencjał zostałby nie wykorzystany – energia słoneczna po prostu „zleciałaby”, ponieważ nie miałaby dokąd iść. Większa pojemność pozwala natomiast zbiornikowi „doładować” ciepło stopniowo w ciągu całego słonecznego dnia i jednocześnie mieć wystarczającą zapas ciepłej wody także dla wieczornej lub ranniej szczytowej konsumpcji, kiedy słońce już nie świeci.

Jako orientacyjny przykład może posłużyć Bosch WS 290-5 EP1 C – zbiornik słoneczny o pojemności 290 litrów z dwoma wymiennikami ciepła, czyli znacznie większy, niż się zwykle rekomenduje dla typowego nieprzepompowanego zbiornika dla podobnej rodziny bez systemu słonecznego. Dokładna zalecana pojemność zawsze zależy od liczby członków rodziny, wielkości i orientacji kolektorów słonecznych oraz od tego, jaki duży udział konsumpcji ma pokrywać system – im większy ma być „wpływ słoneczny” na całkowitą roczną konsumpcję, tym większa pojemność zbiornika zazwyczaj wybiera się. Szczegółowy opis obliczania pojemności według liczby osób i sposobu wykorzystania znajdzie Państwo w osobnym artykule Jaka pojemność zbiornika jest potrzebna.

Do porównania, jeśli rodzina nie ma ani nie planuje kolektorów słonecznych, wystarczy jej typowy nieprzepompowany zbiornik bez słonecznego wymiennika, np. Bosch WST 200-5 C o pojemności 200 litrów – ma tylko jeden wymiennik podłączony do kotła i jest typowo mniejszy, ponieważ nie potrzebuje miejsca na akumulację energii słonecznej ponadto.

Kombinacja z różnymi źródłami podgrzewania dodatkowego

Zbiornik słoneczny nie jest zamkniętym, samodzielnym systemem – jego drugie, podgrzewające źródło można dostosować do tego, co rodzina już ma lub planuje. Najczęściej spotykamy się z dwiema wersjami.

Kocioł gazowy lub inny kocioł jako drugie źródło

Najczęstszym połączeniem w domach jednorodzinnych jest zbiornik słoneczny podłączony jednym wymiennikiem do kolektorów słonecznych i drugim (górnym) wymiennikiem do istniejącego lub nowego kotła kondensacyjnego centralnego ogrzewania. Kocioł w tym układzie działa jako „rezerwowy” źródło – w lecie prawie nie interweniuje, w zimie i w okresach przejściowych przejmuje większość podgrzewania. Ta kombinacja jest typowa zwłaszcza tam, gdzie dom ma także ogrzewanie grzejnikami lub podłogowe i kocioł działa przez cały rok, więc jego wykorzystanie także do podgrzewania wody w zbiorniku słonecznym nie wiąże się z żadnym dodatkowym nakładem inwestycyjnym na źródło ciepła dodatkowo.

Przykładem zbiornika odpowiedniego do podłączenia do kotła (choć bez słonecznego wymiennika, czyli do porównania czystej wersji kotłowej) jest Buderus seria Logalux, konkretnie np. Buderus Logalux SU 160/5W – ten typ zbiorników w wersji słonecznej produkuje się powszechnie także z drugim, dolnym słonecznym wymiennikiem do podłączenia do kolektorów, przy czym zasada dwóch wymienników opisana wyżej w tym artykule obowiązuje naprzeciw wszystkich marek tak samo.

Elektryczna wlożka jako drugie źródło

Tam, gdzie dom nie ma kotła gazowego lub gdzie woda ciepła ma być podgrzewana niezależnie od źródła ogrzewania (np. poza sezonem grzewczym, kiedy kocioł jest całkowicie wyłączony), jako drugie źródło stosuje się elektryczną wlożkę grzewczą wbudowaną bezpośrednio w zbiornik. Elektryczna wlożka ma tę zaletę, że jest niezależna od jakiegokolwiek innego systemu w domu – działa samodzielnie, podłączana do normalnej sieci elektrycznej i sterowana własnym termostatem.

Ta kombinacja jest typowa przede wszystkim dla domków letnich, obiektów rekreacyjnych lub domów, w których właściciel nie chce trzymać kotła w trybie pracy tylko z powodu okazjonalnego doogrzania wody ciepłej. Wadą jest wyższa cena energii elektrycznej w porównaniu do gazu przy tej samej ilości dostarczonego ciepła, co jest ważne do uwzględnienia zwłaszcza w miesiącach zimowych, kiedy elektryczna wstawa pracuje intensywniej. Więcej o różnicach między poszczególnymi typami doogrzania znajdzie Państwo w artykule Nepriamotopny vs. elektryczny zasobnik.

Niezależnie od wybranej kombinacji ważne jest, że prawidłowe podłączenie zasobnika słonecznego do istniejącego systemu grzewczego wymaga także odpowiedniego połączenia hydraulicznego, pomp obiegowych, regulacji oraz elementów bezpieczeństwa okręgu słonecznego (np. naczynia wzbiorczego odpornego na wysokie temperatury). Szczegółowy opis montażu i podłączenia znajdzie Państwo w osobnym artykule Montaż i podłączenie zasobnika do kotła.

Realne przykłady z praktyki

Scenariusz 1: Dom rodzinny ze słonecznymi kolektorami na dachu

Załóżmy typowy scenariusz czteroosobowej rodziny mieszkającej w samodzielnej willi z dachem dwuspadowym zwróconym na południe, na którym zamontowano dwa do trzech płaskich kolektorów słonecznych. Dom ma kocioł kondensacyjny gazowy, który zapewnia ogrzewanie centralne oraz doogrzanie wody ciepłej w zasobniku słonecznym o pojemności około 300 litrów, podłączonym do kolektorów dolnym wymiennikiem.

Podczas miesięcy letnich, od około maja do września, kolektory dostarczają wystarczająco dużo ciepła, by kocioł do ogrzewania wody ciepłej praktycznie nie musiał działać – rodzina ma wodę ciepłą do prysznica, mycia naczyń i kąpieli dzieci głównie z słońca, z wyjątkiem kilku kolejnych chmurzonych dni, kiedy kocioł krótko włącza się, by doogrzeć brakujące różnice. W tym okresie rodzina naprawdę odczuwa niższe rachunki za gaz, ponieważ kocioł działa tylko na ogrzewanie pomieszczeń (poza sezonem grzewczym praktycznie wcale).

W zimie sytuacja się zmienia – krótsze dni i niskie słońce oznaczają, że kolektory dostarczają tylko część potrzebnej energii, głównie w postaci podgrzewania zimnej wody wejściowej. Główny obciążenie ogrzewania w tym okresie przejmuje kocioł, który działa regularnie, podobnie jakby działał również przy standardowym, niesłonecznym zasobniku. Rodzina zauważa więc w ciągu roku sezonowe wahania – lato z minimalnym zużyciem gazu na wodę ciepłą, zima z normalnym zużyciem porównywalnym do domu bez systemu słonecznego, a wiosna/jesień gdzieś pośrodku.

Scenariusz 2: Dom letniskowy z ograniczonym źródłem grzewczym

Drugi typowy przykład to dom rekreacyjny wykorzystywany głównie od wiosny do jesieni, gdzie właściciel nie chce obsługiwać kotła gazowego tylko z powodu wody ciepłej. Na dachu domu zamontowano jeden lub dwa mniejsze kolektory słoneczne, podłączone do zasobnika słonecznego z elektryczną wstawą doogrzającą zamiast wymiennika na kocioł.

W tym przypadku podczas letnich weekendów i wakacyjnych pobytów kolektory pokrywają większość potrzeb wody ciepłej – właściciel przychodzi na dom w piątek wieczorem i dzięki akumulowanemu ciepłu z słońca w ciągu dnia ma wodę ciepłą niemal od razu, bez konieczności włączania elektrycznej wstawki. Elektryczna wstawa służy raczej jako dodatkowe zabezpieczenie na wypadek wielodniowego złego pogody lub pobytu poza sezonem wiosną czy jesienią, kiedy promieniowanie słoneczne już nie jest takie duże. Dzięki temu rozwiązaniu właściciel nie musi rozwiązywać żadnego dodatkowego źródła grzewczego – sieć elektryczna, która jest w domu zresztą zainstalowana, pełni pełną rolę kotła.

Zalecane produkty

Poniżej znajduje się przegląd konkretnych zasobników wymienionych w tym artykule – zasobnik słoneczny z dwoma wymiennikami, jego porównanie z typowym zasobnikiem nepriamotopnym bez słonecznego wymiennika oraz kolejny reprezentatywny model odpowiedni do połączenia z kotłem.

Produkt	Opis	Cena
Bosch WS 290-5 EP1 C	Zasobnik słoneczny, 290 l, 2 wymienniki ciepła (dolny słoneczny + górny doogrzający)	1 175,00 €
Bosch WST 200-5 C	Zasobnik nepriamotopny bez słonecznego wymiennika, 200 l – do porównania z klasycznym rozwiązaniem bez kolektorów słonecznych	1 227,54 €
Buderus Logalux SU 160/5W	Zasobnik serii Logalux, 160 l, odpowiedni do połączenia z kotłem ogrzewania centralnego	1 085,08 €

Podczas wyboru konkretnego modelu zalecamy zawsze sprawdzić, czy dany zasobnik ma naprawdę drugi (słoneczny) wymiennik – niektóre modele w tej samej serii są produkowane również w czysto nepriamotopnej wersji bez podłączenia słonecznego, jak to jest np. w przypadku modelu Bosch WST 200-5 C w powyższej tabeli, który służy raczej jako przykład klasycznego rozwiązania bez kolektorów słonecznych.

Częste pytania (FAQ)

Czy zasobnik słoneczny działa również bez słońca, np. w nocy lub w chmurzonym dniu?

Tak. Dlatego właśnie zasobnik słoneczny ma również drugi, doogrzający źródło – kocioł lub elektryczną wstawkę. Gdy okrąg słoneczny nie dostarcza wystarczająco dużo ciepła, system automatycznie doogrzewa wodę drugim źródłem, dzięki czemu gospodarstwo domowe ma wodę ciepłą stale, z wyższym zużyciem energii z doogrzania.

Dlaczego zbiornik słoneczny ma dwa wymienniki ciepła, a nie jeden?

Ponieważ obieg słoneczny i klasyczny źródło energii (kocioł) pracują przy różnych temperaturach i mają różne zadania. Dolny wymiennik połączony z kolektorami ma większą powierzchnię i znajduje się w chłodniejszej części zbiornika, aby skutecznie zbierać nawet łagodne promieniowanie słoneczne. Górny wymiennik lub elektryczna wstawa podgrzewa górny, wykorzystywany fragment do odpowiedniej komfortowej i higienicznie bezpiecznej temperatury.

Czy zbiornik słoneczny opłaca się zakupić, nawet bez planowanej wymiany kotła?

Tak, zbiornik słoneczny można połączyć z istniejącym kotłem – nie jest konieczne zmienianie samego źródła ogrzewania centralnego. Kocioł po prostu pełni funkcję podgrzewania przez górny wymiennik dokładnie tak, jakby podgrzewał również niesłoneczny zbiornik, tylko z mniejszą częstotliwością uruchamiania dzięki dodatkowemu wkładowi energii z słońca.

Jaki pojemność zbiornika słonecznego potrzebna jest dla przeciętnej rodziny?

Pojemność zawsze zależy od liczby osób w gospodarstwie domowym, wielkości i orientacji kolektorów słonecznych oraz od tego, jaki procent zużycia ma pokryć system słoneczny. Ogólnie rzecz biorąc, zbiornik słoneczny jest większy niż typowy zbiornik niesłoneczny dla tej samej rodziny, ponieważ potrzebuje dodatkowego miejsca do akumulacji energii słonecznej na późniejsze użycie. Dokładny sposób obliczania pojemności znajdzie Państwo w artykule „Jaka pojemność zbiornika jest potrzebna?“.

Czy wstawa elektryczna w zbiorniku słonecznym jest droższa w eksploatacji niż kocioł?

W większości przypadków tak, ponieważ cena energii elektrycznej za jednostkę dostarczonego ciepła jest wyższa niż przy gazie. Wstawa elektryczna jest jednak odpowiednia tam, gdzie gospodarstwo domowe nie ma dostępu do innego odpowiedniego źródła (np. chaty lub obiekty bez kotła gazowego) – w takim przypadku zastępuje cały system podgrzewania bez konieczności inwestowania w kocioł.

Z jaką częstotliwością należy podgrzewać zbiornik do wyższej temperatury ze względu na higienę?

Regularne, krótkotrwałe podwyższanie temperatury wody w zbiorniku do wyższego poziomu jest powszechnie zalecanym profilaktycznym środkiem zapobiegawczym przed rozmnażaniem bakterii legionella, zwłaszcza w górnej, wykorzystywanej części zbiornika. Tę funkcję zapewnia właśnie drugi, podgrzewający źródło (kocioł lub elektryczna wstawa), ponieważ obieg słoneczny sam w sobie nie zawsze osiąga wymaganą temperaturę.

Czy zbiornik słoneczny można wykorzystać również do podgrzewania pomieszczeń, a nie tylko do wody ciepłej?

Zbiorniki słoneczne opisane w tym artykule są przede wszystkim przeznaczone do przygotowania wody ciepłej użytkowej. Istnieją również zbiorniki kombinowane (tzw. naczynia bivalenty lub kombinowane), które mogą wspierać również ogrzewanie pomieszczeń – mają one jednak inną konstrukcję z dodatkowymi wymiennikami i wykraczają poza zakres tego artykułu – w przypadku zainteresowania takim rozwiązaniem zalecamy konsultację z naszym zespołem sprzedaży.

Jakie czynności konserwacyjne są wymagane dla zbiornika słonecznego i co należy regularnie sprawdzać?

Zbiornik słoneczny wymaga podobnej regularnej konserwacji jak klasyczny zbiornik niesłoneczny – kontroli ochrony anodowej przed korozją, ewentualnego odwapniania wymienników oraz kontroli szczelności połączeń. Obieg słoneczny dodatkowo wymaga okresowej kontroli ciśnienia i stanu cieczy chłodzącej w kolektorach słonecznych. Szczegółowy opis znajdzie Państwo w artykule „Serwis, konserwacja i ochrona anodowa zbiornika“.

Powiązane tematy

Ma Pan pytanie dotyczące wyboru zbiornika?

Nie wie Pan, jak się zdecydować, czy rozwiązuje konkretną sytuację w swoim gospodarstwie domowym? Napisz do nas – chętnie doradzimy.