Opłacalna instalacja solarna. Ciepła woda z zasobnika

zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Z użytkowaniem zasobników solarnych wiążą się jednak pewne niewygody lub wręcz niebezpieczeństwa, które mogą doprowadzić do poważnych i nieodwracalnych strat. Należą do nich: wysoka temperatura wody użytkowej i jej skażenie biologiczne. Jak im zapobiec?

Podgrzew wody
Do podgrzewania wody użytkowej przy pomocy instalacji solarnej wykorzystuje się najczęściej przeznaczone do tego celu zasobniki solarne z dwoma grzewczymi wężownicami spiralnymi, nazywane też zasobnikami biwalentnymi. Wężownica solarna (wymiennik ciepła) ulokowana jest w dolnej części i sięga zwykle do połowy zasobnika, druga wężownica, przeznaczona do podgrzewania wody użytkowej przez kocioł gazowy lub kocioł na inne paliwo, umieszczona jest w górnej części zasobnika i zajmuje około 1/3 jego wysokości. W konsekwencji tak ulokowanych wężownic grzewczych zyskuje się, przy ogrzewaniu wody instalacją solarną, podgrzanie wody w całej objętości zasobnika, natomiast przy ogrzewaniu kotłem podgrzewa się tylko górną objętość wody zawartą w obszarze górnej wężownicy. Zasobniki solarne mają objętość od 300 do kilku tysięcy litrów.

Przy podgrzewaniu wody przez instalację solarną obowiązuje powszechnie słuszna zasada maksymalnego wykorzystania energii słonecznej. Podgrzewa się więc wodę do maksymalnej temperatury, w zależności od dopuszczeń eksploatacyjnych zasobników, w zakresie temperatur 80-95ºC.
I tutaj napotykamy na pierwszą niewygodę lub raczej na pierwsze niebezpieczeństwo. Woda o tak wysokich temperaturach nie może być dopuszczona do punktów poboru, grozi poparzeniem. Nie rozwiązują tego problemu baterie termostatyczne oraz ręczne baterie mieszaczowe. Nie dają one pełnej gwarancji wyeliminowania niebezpieczeństwa poparzenia.

RegulacjeSiedlaczek
Tę kwestię regulują przepisy zawarte w Rozporządzeniu Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. (Dz. U. nr 75/2002, poz. 690). W §120 ust. 2 czytamy:

Instalacja ciepłej wody powinna zapewniać uzyskanie w punktach czerpalnych temperatury wody nie niższej niż 55°C i nie wyższej niż 60°C, przy czym instalacja ta powinna umożliwiać przeprowadzanie jej okresowej dezynfekcji termicznej przy temperaturze wody nie niższej niż 70°C.”

Spełnienie pierwszego warunku prawnego wymaga zastosowania w instalacji ciepłej wody użytkowej urządzeń obniżających temperaturę wody przed punktami czerpalnymi. Realizuje się to technicznie poprzez podłączenie do przewodu ciepłej wody przewodu wody zimnej za pośrednictwem mieszającego zaworu termostatycznego. Zawór termostatyczny dozuje odpowiednią ilość zimnej wody w zależności od ustawienia i utrzymuje wybraną obniżoną temperaturę wody ciepłej płynącej do punktów poboru. Uproszczony schemat fragmentu instalacji z zaworem termostatycznym pokazano na rys. 1.

Dostępne na rynku termostatyczne zawory mieszające to najczęściej urządzenia trójdrogowe (rys. 2). Określoną temperaturę wody uzyskuje się poprzez ustawienie pokrętła. Zakres regulacji mieści się najczęściej pomiędzy 35 a 65oC. Charakteryzują się one wysoką czułością na zmieniającą się temperaturę wody dopływającej, również przy niewielkich przepływach. Zawory te są konstrukcyjnie zabezpieczone przed tzw. przegrzaniem. Gdy z jakiegoś powodu zostanie odcięty dopływ zimnej wody, automatycznie zablokowany jest przepływ wody gorącej.

Niebezpieczeństwa
Podgrzewanie wody w zasobniku solarnym za pomocą kotła nastręcza również pewnych niebezpieczeństw eksploatacyjnych, które w ostateczności mogą się okazać wręcz tragiczne. Kotłem podgrzewa się wodę do niższych temperatur niż ma to miejsce przy instalacji solarnej. Zwykle jest to zakres temperatur 45-60oC. Podgrzaniu poddawana jest tylko górna część wody w zasobniku. Pomiędzy warstwą wody podgrzanej i warstwą wody zimnej znajduje się warstwa przejściowa o temperaturze sprzyjającej rozwojowi mikroorganizmów.Siedlaczek

Z tego powodu woda użytkowa narażona jest na skażenie biologiczne. Największe niebezpieczeństwo tworzą ciepłolubne bakterie typu Legionella, których jest ok. 30 rodzajów. Do najgroźniejszych należą bakterie Legionella Pneumophil. Ich najbardziej intensywne namnażanie występuje w zakresie temperatur od 35 do 45oC.

Zakażenie bakteriami Legionella następuje poprzez wdychanie oparów skażonej wody, najczęściej podczas kąpieli w wannie lub pod prysznicem. Zanotowano również przypadki zachorowania na legionellozę przez korzystanie z umywalki i instalacji klimatyzacyjnych.

Bakterie Legionella powodują choroby układu oddechowego. Występują w dwóch postaciach. Pierwsza to tzw. choroba legionistów (legionelloza), objawiająca się podobnie jak zapalenie płuc. Druga postać podobna jest do grypy, to tzw. gorączka Pontiac.

Legionelloza jest bardzo groźna, ponieważ oprócz silnej gorączki, kaszlu, niewydolności oddechowej i wymiotów, często objawia się zaburzeniami natury neurologicznej i powoduje śmierć chorego. Jest to choroba łatwa do wyleczenia, jeśli zostanie wcześnie i prawidłowo rozpoznana oraz nastąpi szybkie podanie odpowiedniego antybiotyku. Jednak śmiertelność osób chorych na legionellozę dochodzi do 20%. Przyczyną tak wysokiej śmiertelności jest najczęściej rutynowe podchodzenie lekarzy do objawów choroby i leczenie na zapalenie płuc, zamiast właściwego rozpoznania i podania odpowiednich, specyficznych antybiotyków przeciw legionellozie. Światowa Organizacja Zdrowia ocenia śmiertelność z powodu legionellozy w skali całego świata na 20 do 100 tysięcy osób rocznie.

Obrona przed legionellozą w warunkach domowych polega na zastosowaniu dezynfekcji termicznej całej wody w zasobniku wraz z instalacją ciepłej wody użytkowej i instalacją cyrkulacyjną. Woda w zasobniku powinna zostać podgrzana do temperatury 70ºC. Dezynfekcję termiczną należy przeprowadzać raz na tydzień. W czasie podgrzewania powinna być włączona pompa cyrkulacyjna, zaznaczona jako „Cyr” na schemacie (rys.).

W zasobniku solarnym, gdzie kotłem grzewczym podgrzewa się tylko część wody, konieczna jest dodatkowa instalacja cyrkulacyjna wody samego zasobnika, wyposażona we własną pompę cyrkulacyjną. Na schemacie hydraulicznym (rys.) zaznaczono tę instalację i jej pompę „Leg”. Takie rozwiązanie zapewnia prawidłową dezynfekcję termiczną c.w.u. i spełnienie wyżej cytowanego przepisu z Rozporządzenia Ministra Infrastruktury.

Występujące współcześnie na rynku urządzenia grzewcze i ich zintegrowane lub dodatkowe układy automatycznej regulacji są fabrycznie przystosowane do realizacji dezynfekcji termicznej. Użytkownik lub osoba odpowiedzialna za nadzór nad systemami grzewczymi c.w.u. mogą zaprogramować dezynfekcję termiczną w dowolnym dniu tygodnia i o dowolnej godzinie. Najczęściej odbywa się ona w godzinach nocnych poprzedzających dzień o największym poborze ciepłej wody. Dezynfekcja termiczna powinna być przeprowadzona obowiązkowo po przestojach grzania wody użytkowej, np. po powrocie z urlopu lub po okresach konserwacyjnych i remontowych. Taka opcja jest zwykle przewidziana fabrycznie w automatyce sterującej procesem podgrzewania wody użytkowej.

Instalacja c.w.u. po stronie zimnej wody może być wyposażona w naczynie przeponowe. Zaznaczono je na rysunku symbolem „PNP”. Naczynie przeponowe nie jest konieczne. W przypadku jego braku podczas podgrzewania wody w zasobniku będzie wyciekać woda z zaworu bezpieczeństwa „ZB”. Przypadek ten wymaga skanalizowania wycieku. Takie rozwiązania preferują niektórzy producenci urządzeń grzewczych, uzasadniając je szkodliwym wpływem naczynia przeponowego na stan sanitarny c.w.u.

Szkodliwa obecność naczynia przeponowego polega na tworzeniu się w nim kolonii bakterii, również wyżej wspomnianych bakterii Legionella Pneumophil. Naczynia te stanowią źródło zakażenia wody w zasobniku. Taka sytuacja występuje w naczyniach przeponowych tzw. „ślepych”, w których woda nie ulega wymianie. Na rynku występują naczynia przeponowe do wody użytkowej, przez które woda z wodociągu przepływa, zanim dotrze do zasobnika. Są więc one wypełnione cały czas świeżą wodą i nie stanowią „inkubatorów” szkodliwych bakterii (fot.). Podnoszą bezpieczeństwo bakteriologiczne użytkowania instalacji c.w.u.

Racjonalne i bezpiecznie użytkowanie zasobników solarnych jest więc obwarowane dodatkowymi obowiązkami projektantów, instalatorów i serwisantów oraz wymaga nieco większych nakładów inwestycyjnych. Z niemałym zaskoczeniem można zauważyć, że nawet na bardzo profesjonalnych projektach instalacji grzewczych brakuje tych urządzeń.

dr inż. Jan Siedlaczek

Rys. Uproszczony schemat fragmentu solarnej instalacji c.w.u.
Fot. Przepływowe naczynie przeponowe (www.flamcogroup.com/pl).

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij