Szukaj na tym blogu

niedziela, 2 sierpnia 2009

Darmowa energia słoneczna do ogrzewania ciepłej wody– jak ją pozyskać niskim kosztem

Jednym z najprostszych a zarazem bardzo efektywnym sposobem pozyskiwania energii słonecznej jest zakup kolektorów słonecznych. Niestety obecne ceny instalacji słonecznych są dla wielu ciągle zbyt wysokie. Za namową Pana Andrzeja postanowiłem przeanalizować jeden ze sposobów budowy nisko budżetowej instalacji do podgrzewania ciepłej wody.

Pan Andrzej w swoim liście słusznie zauważył, że przez pół roku temperatura powietrza jest wyższa niż temperatura wody z wodociągów. Dodatkowo na strychu w słoneczny dzień temperatura jest znacznie wyższa niż na zewnątrz. Zatem wstępne podgrzanie wody na strychu zanim trafi ona do termy powinno dać wymierną oszczędność energii i pieniędzy.

Zasadniczym pytaniem jest ile w ten sposób możemy oszczędzić?

Wszystko zależy ile dodatkowo pogrzejemy wodę na strychu. Trudno tu generalizować każdy strych jest inny i inna temperatura tam panuje. W upalny letni dzień ciemny dach możne nagrzać się do ok. 70C z doświadczenia wiem, że temperatury ponad 40C na słabo izolowanym cieplnie poddaszu to latem norma. Aby obliczyć zysk energii ze wstępnego podgrzania wody na strychu musimy ustalić średnią temperaturę, jaka tam panuje w okresie pracy instalacji.

Przyjmijmy założenia
Temperatura na strychu
30dni – 40C
30 dni – 35C
30 dni – 30C
30 dni – 25C
60 dni – 20C


co da średnią w półroczu 28,3C
Dla konkretnego przypadku zawsze najlepiej zmierzyć temperaturę.

W obliczeniach przyjmiemy, że w półroczu letnim temperatura na naszym strychu będzie wynosić 28C

Jeżeli uda nam się podrzeć wstępnie wodę na strychu naszym zyskiem będzie energia potrzebna na pogrzanie wody o dT równemu temperaturze na strychu – temperatura wody z wodociągów.

Temperatura na strychu - 28C
Temperatura wody z wodociągu - 8C

dT = 20C

Zakładając, że zużywamy dziennie V=100l wody nasza oszczędność będzie równa.

Q= dT* V*Cp
Cp - ciepło właściwe wody = 0.00116 [kWh/kg*K]

Q= 20*100*0.00116= 2.32kWh / dzień

Czyli przez 180 dni pracy instalacji będzie to 417kWh zakładając cenę 45gr/kWh da to roczny zysk 188zł.


Realizacja

Kolejnym wyzwaniem jest sposób realizacji strychowego podgrzewacza. Problem stanowi fakt, że woda bardzo powoli się nagrzewa. Dlatego samo umieszczenie na strychu zasobnika nie da spodziewanych efektów gdyż w ciągu dnia nie uda się wodzie osiągnąć temperatury strychu. Kluczem do rozwiązania tego problemu jest maksymalne zwiększenie powierzchni wymiany ciepła dla wody na strychu. Pomysł, jaki przychodzi mi myśl na tanie wykonanie takiego strychowego wymiennika ciepła polega na wykorzystaniu węża ogrodowego. Jest to produkt tani w zakupie oraz łatwy w montażu a jednocześnie wystarczająco trwały na potrzeby instalacji. Należy to dodać, że pojemność wodna zasobnika oraz wężownicy na strychu musi odpowiadać minimum dziennemu zapotrzebowaniu na ciepłą wodę. Także im więcej wody będzie zgromadzone w wężu tym szybciej będzie się ona nagrzewać.






Aby zwiększyć ilość wody zgromadzonej w wężownicy najlepiej użyć węża o jak największej średnicy. Pamiętajmy, że pojemność walca rośnie z kwadratem jego promienia, dlatego:

Metr węża ogrodowego o średnicy 1” (2.54 cm) ma pojemność 0.49 l
Metr węża ogrodowego o średnicy 3/4” ma pojemność 0.2759 l
Metr węża ogrodowego o średnicy 1/2” ma pojemność 0.1.22 l

Najbardziej opłacalne cenowo jest użycie najgrubszego węża. W przypadku zużycia ciepłej wody na poziomie 100l dziennie będziemy potrzebować zasobnik minimum 50l oraz 100m węża 1’’. Jeżeli to możliwe pojemność zasobnika też lepiej zwiększyć. Koszty takiej instalacji nie powinny przekroczyć kilkuset zł a oszczędności na poziomie ok. 200zł rocznie powinny dać okres zwrotu po ok. 2-3 latach.

Jeżeli strych jest nie ogrzewany nie zapomnijmy spuścić na zimę wody :)
Prześlij komentarz