Podłączenie solarów do istniejącej instalacji – jak to zrobić?

Podłączenie kolektorów słonecznych do istniejącej instalacji najczęściej wymaga dodania zasobnika biwalentnego, grupy pompowej i sterownika solarnego. Cały proces można przeprowadzić bez wymiany kotła, jeśli obecna armatura i przewody są w dobrym stanie technicznym. W dalszej części artykułu wyjaśniamy, jak dobrać elementy i połączyć je z aktualnym systemem grzewczym.

Od czego zacząć podłączenie solarów do istniejącej instalacji?

Zanim przystąpisz do montażu, sprawdź stan techniczny obecnej instalacji grzewczej i sposób przygotowywania ciepłej wody użytkowej. W domach z kotłem na paliwo stałe lub gazowym najprościej wykorzystać dotychczasowy podgrzewacz, o ile ma wystarczającą pojemność i jest ustawiony pionowo. Jeżeli zbiornik ma mniej niż 200 litrów, lepiej od razu zaplanować wymianę na większy model.

Kluczową kwestią jest też wolne miejsce w kotłowni lub pomieszczeniu technicznym. Zasobnik biwalentny z dwiema wężownicami zajmuje więcej przestrzeni niż zwykły podgrzewacz z jedną spiralą grzewczą. Dodatkowo trzeba przewidzieć miejsce na grupę solarną, naczynie wzbiorcze i regulator różnicowy.

Nie bez znaczenia pozostaje także lokalizacja samych kolektorów. Najlepszym wyborem jest południowa połać dachu o kącie nachylenia około 40°. Gdy dach jest zbyt płaski albo skierowany na wschód lub zachód, montuje się konstrukcję wsporczą albo wykorzystuje elewację budynku.

Jak dobrać zasobnik do istniejącej instalacji?

Serce całego układu solarnego to zasobnik ciepłej wody użytkowej. W typowej instalacji dla czteroosobowej rodziny jego pojemność nie powinna być mniejsza niż 250 litrów. Przyjmuje się, że dzienne zużycie ciepłej wody o temperaturze 45°C wynosi około 50 litrów na osobę, a więc zbiornik powinien być od półtora do dwóch razy większy od przewidywanego poboru dobowego.

Jeśli w istniejącej instalacji znajduje się zwykły zasobnik z jedną wężownicą, można go odłączyć od kotła i podłączyć wężownicę do obiegu kolektorów. Warunek jest prosty – wężownica musi znajdować się w dolnej części zbiornika. W takim wariancie montuje się dodatkowo grzałkę elektryczną jako rezerwowe źródło ciepła.

Lepszym rozwiązaniem jest jednak zasobnik biwalentny. Ma on dwie niezależne spirale – dolna odbiera ciepło z kolektorów, a górna jest zasilana przez kocioł. Dzięki temu podgrzewanie wody przez konwencjonalne źródło ciepła działa nadal, a podłączenie solarów nie ingeruje w pracę całej instalacji centralnego ogrzewania.

Pojemność zasobnika a liczba użytkowników

Dobór wielkości zbiornika do liczby domowników wygląda następująco:

Jak podłączyć kolektory do obiegu grzewczego?

Instalację solarną łączy się z zasobnikiem za pomocą dwóch miedzianych rur, którymi płynie roztwór glikolu. Przewody te powinny być poprowadzone jak najkrótszą drogą i dobrze zaizolowane, aby straty ciepła były minimalne. Przejścia przez ściany i ocieplenie dachu trzeba starannie uszczelnić.

W obiegu solarnym montuje się pompę obiegową, która wymusza ruch płynu między kolektorami a wężownicą zbiornika. Bez niej transport ciepła praktycznie nie zachodzi, dlatego pompa pracuje tylko wtedy, gdy temperatura czynnika w kolektorze przewyższa temperaturę wody w dolnej części zasobnika.

Standardowy koszt kompletnej instalacji solarnej z montażem mieści się w przedziale 10–20 tysięcy złotych, a typowy zestaw dla rodziny składa się z dwóch lub trzech kolektorów, zasobnika, grupy pompowej i sterownika.

Układ musi być również wyposażony w naczynie wzbiorcze, zawór bezpieczeństwa i armaturę zabezpieczającą. Płyn solarny pod wpływem wysokiej temperatury zwiększa objętość i potrafi wrzeć, co prowadzi do wzrostu ciśnienia. Dlatego zawór bezpieczeństwa otwiera się po przekroczeniu określonej wartości ciśnienia, chroniąc całą instalację przed uszkodzeniem.

Czy można wykorzystać starą wężownicę?

Starsze podgrzewacze często mają wężownicę umieszczoną w centralnej części zbiornika. W takim przypadku efektywność odbioru ciepła z kolektorów jest niższa, bo chłodniejsza woda gromadzi się na dole, a spirala znajduje się wyżej. Jeżeli planujesz intensywne wykorzystanie energii słonecznej, rozważ montaż dodatkowego wymiennika zewnętrznego albo wymianę całego zbiornika na biwalentny.

Przy podłączaniu solarów do starego zasobnika trzeba także ocenić stan anody magnezowej i szczelność połączeń. Nieszczelności mogą doprowadzić do kontaktu wody użytkowej z roztworem glikolu, co wyklucza bezpieczne korzystanie z kąpieli.

Jak połączyć kolektory z różnymi źródłami ciepła?

Kolektory słoneczne najczęściej współpracują z istniejącym kotłem gazowym, olejowym lub na paliwo stałe. Zadaniem sterownika jest takie przełączanie pomp, aby ciepło z solarów było wykorzystywane w pierwszej kolejności, a kocioł włączał się dopiero wtedy, gdy słońce nie dostarcza wystarczającej ilości energii.

W układzie z kotłem gazowym warto zadbać o kompatybilność regulatora solarnego z automatyką pieca. Jeśli oba urządzenia pochodzą od tego samego producenta, sterowanie pracuje płynniej i łatwiej je skonfigurować. W starszych kotłach bez magistrali komunikacyjnej regulator solarny działa niezależnie, na podstawie odczytów z czujników temperatury.

Pompa ciepła i kolektory słoneczne

System solarny dobrze współpracuje z pompą ciepła. W pierwszym wariancie oba urządzenia zasilają wspólny zasobnik – kolektory przejmują zadanie podgrzewania wody głównie latem, a pompa ciepła wspomaga je w chłodniejszych miesiącach. Pozwala to skrócić czas pracy pompy i wydłużyć jej żywotność.

Drugi wariant to wsparcie pośrednie, w którym ciepło z kolektorów podgrzewa dolne źródło pompy ciepła, na przykład grunt wokół sondy. Dzięki temu można zaprojektować mniejszą instalację dolną i obniżyć koszt zakupu pompy. Nadmiar ciepła oddawany do gruntu zmniejsza temperaturę kolektora, co podnosi sprawność całego układu solarnego.

Kocioł na pellet i kominek

Kolektory dobrze łączą się również z kotłem biomasowym. W sezonie letnim kocioł pelletowy pozostaje wyłączony, a ciepłą wodę zapewniają wyłącznie solary. Sterownik uruchamia kocioł dopiero wtedy, gdy zbiornik wymaga dogrzania. Ogranicza to zużycie pelletu i emisję dwutlenku węgla, a przy okazji zmniejsza konieczność częstego czyszczenia paleniska.

Niektórzy inwestorzy decydują się na wsparcie solarów kominkiem z płaszczem wodnym lub ogrzewaniem na podczerwień. Są to jednak rozwiązania lokalne, które sprawdzają się jako uzupełnienie w pojedynczych pomieszczeniach, a nie jako pełnoprawne źródło dla całego budynku.

Jak zamontować kolektory na istniejącym dachu?

Dach to najczęstsze miejsce montażu kolektorów. Płaskie i próżniowe z rurką ciepła najlepiej ustawić na południowej połaci, pod kątem około 40° do ziemi. Jeżeli odchylenie od kierunku południowego przekracza 15°, powierzchnię kolektorów trzeba nieco zwiększyć, aby pokryć mniejsze nasłonecznienie.

Kolektory rurowe próżniowe z bezpośrednim przepływem można mocować pionowo lub poziomo na elewacji, pod warunkiem że słońce dociera do nich co najmniej przez sześć godzin dziennie. W niektórych modelach kąt nachylenia absorberów da się regulować – latem ustawia się go na 30°, a zimą na 60°.

Wypełnione cieczą kolektory sporo ważą, dlatego przed montażem na starszym dachu koniecznie trzeba sprawdzić wytrzymałość konstrukcji. W razie wątpliwości montuje się dodatkową konstrukcję wsporczą. Zawsze należy też zapewnić swobodny dostęp do paneli na potrzeby przeglądu lub ewentualnej naprawy.

Montaż na gruncie i elewacji

Gdy dach nie nadaje się do montażu, kolektory instaluje się na konstrukcji wolnostojącej na ziemi albo stelażu przymocowanym do ściany budynku. Takie rozwiązanie ułatwia serwisowanie i pozwala precyzyjnie ustawić kąt względem słońca. Trzeba tylko pamiętać o solidnym zakotwieniu stelaża i zabezpieczeniu go przed wiatrem.

Konstrukcja wsporcza sprawdza się szczególnie na płaskich dachach, gdzie nie ma naturalnego spadku. Przed montażem oblicza się obciążenie dachu razem z balastem, aby nie przekroczyć dopuszczalnych wartości. W niektórych realizacjach stosuje się również siłowniki zmieniające położenie paneli w ciągu dnia, ale jest to rozwiązanie droższe i rzadko opłacalne w domach jednorodzinnych.

Jak sterować pracą całego układu?

Sercem automatyki jest regulator solarny, który odbiera sygnały z czujników temperatury umieszczonych w kolektorze i zasobniku. Gdy temperatura płynu w panelach przewyższa temperaturę wody w zbiorniku o kilka stopni, regulator uruchamia pompę obiegową. Kiedy różnica maleje, pompa zostaje zatrzymana, a ciepło pozostaje w kolektorze.

Sterownik pilnuje również bezpieczeństwa całej instalacji. Jeśli temperatura kolektora rośnie zbyt szybko, regulator może zwiększyć przepływ czynnika, żeby odebrać nadmiar energii. W skrajnych przypadkach uruchamia funkcję chłodzenia nocnego, która odprowadza ciepło do otoczenia.

W bardziej zaawansowanych instalacjach automatyka obsługuje również odśnieżanie kolektorów. Gdy panel jest zasypany, regulator uruchamia przepływ ciepłego glikolu z zasobnika, co powoduje stopnienie śniegu. Taka funkcja przydaje się zwłaszcza przy montażu na dachach płaskich, skąd śnieg nie zsuwa się samoistnie.

Czy kolektory mogą wspomagać centralne ogrzewanie?

Podłączenie solarów wyłącznie do ciepłej wody użytkowej to rozwiązanie najprostsze i najtańsze w realizacji. Już instalacja o powierzchni od 3 do 6 m² potrafi pokryć około 60% rocznego zapotrzebowania na ciepłą wodę. To realna oszczędność w domach, w których woda jest podgrzewana kotłem elektrycznym lub gazowym.

Wspomaganie centralnego ogrzewania wymaga większej instalacji i zasobnika buforowego. Dla domu jednorodzinnego przyjmuje się, że na każde 10 m² ogrzewanej powierzchni potrzeba około 1 m² kolektorów płaskich lub 0,5 m² kolektorów próżniowych. Pojemność magazynu ciepła wynosi wtedy od 600 do 1000 litrów, a powierzchnia paneli rośnie do 10–15 m².

Zbyt duży system solarny nie zwraca się tak szybko, jak instalacja dobrana optymalnie. Przewymiarowanie prowadzi do przegrzewania płynu solarnego latem i do niższej ogólnej sprawności układu.

W budynkach z grzejnikami wysokotemperaturowymi wsparcie ogrzewania przez solary ma mniejsze uzasadnienie. Instalacja centralnego ogrzewania powinna być niskotemperaturowa, a więc oparta na ogrzewaniu podłogowym lub ściennym. W starszych domach konieczna bywa wtedy kosztowna termomodernizacja i przebudowa instalacji grzewczej.

Kiedy instalacja solarna od nowa ma sens?

Jeżeli stara instalacja ciepłej wody wymaga generalnego remontu, modyfikowanie jej na siłę bywa nieopłacalne. W takich sytuacjach lepiej kupić kompletny zestaw solarny z zasobnikiem biwalentnym i wykonać instalację od podstaw. To szczególnie wygodne w domach bez kotła grzewczego, gdzie jedynym rezerwowym źródłem ciepła jest grzałka elektryczna.

Przy braku miejsca na duży zbiornik warto rozważyć zasobnik o pojemności 250 litrów, który wystarcza dla czterech osób. Mniejsze zbiorniki oznaczają częstsze dogrzewanie wody przez kocioł, co obniża opłacalność całego przedsięwzięcia.

Ile kosztuje podłączenie solarów do istniejącej instalacji?

Na całkowity koszt składają się przede wszystkim kolektory, zasobnik, grupa solarna ze sterownikiem oraz robocizna montażowa. Największy udział w cenie mają panele i zbiornik biwalentny, których jakość bezpośrednio wpływa na żywotność instalacji. Tańsze zamienniki rzadko okazują się dobrym wyborem w dłuższej perspektywie.

Przeciętna instalacja dla rodziny cztero- lub pięcioosobowej zamyka się w kwocie 10–20 tysięcy złotych. Wariant z próżniowymi kolektorami rurowymi bywa droższy od płaskich, ale w chłodniejsze dni osiąga wyższą sprawność. W domach z dużym zapotrzebowaniem na ciepłą wodę różnica w cenie zwraca się szybciej.

Warto pamiętać, że część kosztów można pokryć z programów dotacyjnych wspierających odnawialne źródła energii. Dofinansowania bywają zróżnicowane w zależności od regionu i aktualnych naborów, dlatego przed podjęciem decyzji opłaca się sprawdzić dostępne opcje w gminie lub województwie.

Na co zwrócić uwagę przy wyborze wykonawcy?

Doświadczony instalator powinien obejrzeć budynek i ocenić miejsca montażu kolektorów przed przedstawieniem wyceny. Zwróć uwagę, czy proponuje konkretny schemat hydrauliczny i dobór pojemności zasobnika, czy jedynie podaje cenę za komplet urządzeń. Dobra firma zapyta o liczbę domowników, profil zużycia wody i rodzaj istniejącego kotła.

Istotna jest też gwarancja na szczelność połączeń i uruchomienie instalacji. Poproś o protokół z pierwszego rozruchu oraz instrukcję obsługi regulatora solarnego. Warto również ustalić zasady serwisowania, w tym wymianę płynu solarnego co kilka lat oraz kontrolę ciśnienia w naczyniu wzbiorczym.