Poczta „Magazynu Instalatora”. Kolektory rurowe pod lupą

zobacz artykuł w formie pdf zobacz pdfa zobacz pdfa        

Już na samym wstępie chciałbym zauważyć, że założenie, jakie przyjął zlecający w przypadku zamówień publicznych, jest w mojej opinii sformułowane wadliwe. Wskazano bowiem zainstalowanie „…kolektorów o mocy użytkowej 50 kW…”. Kolektor słoneczny nie jest źródłem ciepła, a jedynie urządzeniem przetwarzającym energię słoneczną na energię cieplną w wyniku procesu konwersji fototermicznej. Nie ma zatem znaczenia, jak dobre będziemy mieli urządzenie, aby uzyskać z niego odpowiednią moc. Sam kolektor w żaden sposób nie będzie zdolny do autonomicznego działania. Trzeba mu „stworzyć” odpowiednie warunki do pracy – współpracy z urządzeniami do: odbioru energii cieplnej, przesyłu energii cieplnej, możliwości kumulowania energii cieplnej, sterowania całym systemem instalacyjnym… Podstawowym kryterium w doborze kolektorów w tym przypadku, w mojej opinii, powinna być ilość zużywanej ciepłej wody na odpowiednim poziomie parametrów technicznych, tj. 45-55oC w ostatnim punkcie poboru c.w.u.
Również w analizie lokalizacji, tj. „warunków nasłonecznienia i jej powierzchni”, nie zachowano według mnie odpowiedniego podejścia. W mojej ocenie powinien być przedstawiony przekrój dachu i jego powierzchnia wraz ze wskazaniem podpór konstrukcyjnych i określonym kątem nachylenia, a także maksymalną powierzchnią zabudowy dachu. Ważnym czynnikiem jest lokalizacja kotłowni i zbiornika buforowego do kumulowania pobieranego ciepła z kolektorów. Dopiero wówczas możemy mówić o zbilansowaniu założeń projektowych.
Ciężko mi się odnieść do użytego stwierdzenia, że: „…montaż kolektorów próżniowych na południowej połaci dachowej jest niemożliwy…”. Przypomnę, że montaż kolektorów słonecznych jest możliwy na każdej konstrukcji i na każdej stronie dachu, jednak optymalny układ jest na stronie południowej, z dopuszczalnym odchyleniem w kierunku wschodnim lub zachodnim. Być może pomylono w określeniu stronę północną z południową – takie określenie należy traktować jako błąd.
Nie jest dla mnie zrozumiałe podejście do analizy kolektorów płaskich w porównaniu z kolektorami próżniowymi. Nadto w tym miejscu podkreślam, że opierając się na swoim doświadczeniu, mamy do czynienia z kolektorami rurowymi, które nie są kolektorami próżniowymi (!) i mają gorszą sprawność oraz mniejszą powierzchnię absorbera, tzw. powierzchnię czynną.
Pewne zastrzeżenia może budzić umieszczenie na dachu o powierzchni zabudowy ok. 80 m2 aż 26 kolektorów o powierzchni brutto 2,6 m2/szt. (powierzchnia 67,6 m2 + przestrzeń na łączeniach ok. 12 m2).
Czytając dalszą cześć artykułu, potwierdziły się moje przypuszczenia, że w przedmiotowej sprawie chodzi o użycie kolektorów produkcji chińskiej (firmy Haining BaoGuang). Niestety, błędnie użyto w stosunku do nich określenia „kolektory próżniowe”. Gdyby cała powierzchnia zestawu była powierzchnią aktywną, faktycznie można byłoby uzyskać 41,5 kW. Jednakże należy zaznaczyć, że powierzchnia ta jest o połowę mniejsza, a zatem dawka pozyskiwanej energii jest też proporcjonalnie mniejsza. Do obliczeń użyto błędnie powierzchni całkowitej, a nie czynnej! Jak wynika z moich doświadczeń, jest to klasyczny błąd. Czasami trudno mi uwierzyć, że uczestnicy startujący w przetargach nie wiedzą o różnicy w powierzchni czynnej i całkowitej kolektora.
Przy doborze zestawu kolektorów oferent X wyliczył uzysk energetyczny z jednego zestawu przy dawce promieniowania (maksymalnego!) 1000 W/m2 na 1943 W! Powierzchnia czynna jednego zestawu wynosi przecież 1,475 m2, czyli na 1 m2 otrzymamy: 1943/1,475 = 1317,28 W/m2.
Jest to więcej niż dawka napromienienia 1000 W/m2 i więcej niż podaje producent (166,67 W/m2).
Zatem dalsza analiza wskazuje, że z zestawu można uzyskać: 1,943 kW * 10 = 19,430 kW.

Używanie pojęcia „moc kolektora” jest, według mnie, pojęciem błędnym. Powinno się używać raczej określenia „maksymalna moc kolektora rurowego”, które wykazuje, że dawka ta dla tego zestawu powinna wynosić ok. 20 kW. Faktem jest, że wyliczenie mocy kolektorów próżniowych nie jest łatwe, ale wyliczenie mocy kolektorów rurowych jest jeszcze trudniejsze, bowiem ich maksymalna sprawność nie przekracza 64%!
Autor artykułu słusznie wskazał na dwukrotne użycie w wyliczeniach powierzchni aktywnej (apertury), dzięki czemu w „cudowny” sposób uzyskano zwiększoną wydajność energetyczną przy przetwarzaniu energii słonecznej na energię cieplną. Jest to kolejny kardynalny błąd!
Warto inwestować w takie produkty, których parametry można odczytać na tzw. tabliczce znamionowej. Kiedyś było to jednoznacznie określone, ale ustawa o normalizacji, w mojej ocenie, wprowadziła więcej zła niż dobra. Tabliczki znamionowe, zastąpiono deklaracjami, które można doczepiać praktycznie do każdego kolektora oddzielnie. Ktoś kto się dokładnie nie zna, nie jest w stanie sprawdzić poprawności zawartych tam danych. Sam byłem świadkiem prezentowanych urządzeń w jednym z supermarketów w Warszawie, gdzie doczepiano do prezentowanego kolektora atest od innego kolektora objętego ochroną patentową. Dopiero po interwencji u kierownika sklepu dokonano zdjęcia mylnej informacji. Nie wiadomo jednak, ilu klientów dało się zauroczyć cudownymi informacjami.
Odnosząc się do wyliczeń teoretycznych, wskazany wzór jest bardzo uproszczonym układem modelowym, który pozwala jednak zweryfikować wcześniejsze wyliczenia. W tym przypadku należy raczej odnosić się do wartości empirycznych niż założeń matematycznych, ponieważ utrzymanie stałej różnicy temperatury jest absolutnie niemożliwe. Instalacja słoneczna jest układem dynamicznym i analiza jej pracy powinna być wykonywana dobowo, a nie jednostkowo do mocy godzinowej lub chwilowej. Dlatego wskazuję, że podany wzór jest odniesieniem dla porównania podanych wartości i pozwala na poprawne wniesienie zastrzeżeń na tym etapie rozważań. Mamy w nim użyte trzy istotne wartości: powierzchnia apertury, moc grzewcza, wielkość napromienienia (przyjmowana w założeniach 1000 W/m2).

Obliczona moc łączna całej baterii kolektorów rurowych wynosi: 10 * 1893 W + 750 W = 19680 W i jest wartością zbliżoną do oczekiwanej. Cieszę się również ze zwrócenia uwagi na fakt, o którym wielokrotnie mówiłem i pisałem, że wartość obliczeniowa nie odpowiada wartości rzeczywistej. Wynika to z tzw. rzeczywistych strat na przesyle oraz różnego rodzaju mostków termicznych, gdzie gubi się uzyskaną energię. Zainstalowanie ciepłomierza nie zapewni rzeczywistego pomiaru, bowiem aby dokonać takiego rzeczywistego pomiaru, trzeba by było zainstalować urządzenia miernicze na punktach rozbioru ciepłej wody, a takie rozwiązanie jest nieopłacalne (poza instalacjami doświadczalnymi i laboratoryjnymi).
Uważam, że gdyby oferent skoncentrował się tylko i wyłącznie na dostarczonych danych technicznych kolektora rurowego tej konkretnej firmy, tj. pow. aktywnej 1,475 m2 i uzysku energetycznym 166,67 W/m2, to sam mógłby dokonać obliczenia, że uzyska wartość średnioroczną 245,83 W/kolektor, czyli z 10 kolektorów raptem 2,45 kW (ale jako wartość średnioroczna – nie mylić z mocą grzewczą kolektora, która jest wyższa!).
Wg moich wyliczeń, przy założeniu pow. absorbera 2,8583 m2, możemy maksymalnie uzyskać 1,829 kW, co przy 10 kolektorach rurowych daje wartość 18,29 kW.
Nie wiadomo jednak, ile zużywa się ciepłej wody do przygotowania posiłków, a ile do mycia (co tyczy się także zimnej wody). Właśnie od tego typu założeń powinno rozpoczynać się dobór rozwiązań technicznych. Faktem jest, że przyjęto instalację o mniejszej mocy, ale najgorsze, według mnie, jest to, że zamontowana instalacja nie posiadała certyfikatu na polski rynek, potwierdzony przez polską jednostkę badawczą. Gdyby takie badania były wykonane, kupujący posiadałby pełną gwarancję z tzw. deklaracji zgodności oraz potwierdzenie z placówki badawczej, która musi obecnie wykonać nie tylko badania laboratoryjne, ale też badania stanowiskowe. Otrzymywane wartości laboratoryjne są bardziej korzystne niż właśnie badania poligonowe. Tego zabrakło i nie jest to, jak wynika z moich doświadczeń, pierwszy przypadek.
Chciałbym przyznać rację autorowi artykułu, ale proszę pamiętać też o celu stosowania kolektorów słonecznych w Polsce. Trzeba cały czas rozwijać wykorzystanie odnawialnych źródeł energii. Trzeba wspierać polski przemysł energetyki słonecznej! Gdyby ode mnie to zależało, karą obarczyłbym zleceniodawcę nie za wadliwie dobraną moc, ale za to, że wybrał urządzenie produkcji chińskiej, dużo gorsze od polskich urządzeń, nawet tych o najniższej sprawności. Kolektory chińskie zyskują na popularności z prostego powodu – są po prostu tanie. Przy wyborze oferty na trzech pierwszych pozycjach oceny oferty widnieje cena. Na kolejnych pozycjach pojawiają się dalsze wskaźniki, takie jak: moc, walory użytkowe, gwarancja, etc. Nikt też nie dokonał analizy cenowej opłacalności inwestycji. Jak wynika z informacji cenowych podanych przez oferentów startujących do przetargu, jeden kilowat uzyskanej mocy to 2783,75 zł. Przy krajowych wyrobach można uzyskać cenę na poziomie poniżej 2000 zł/kW (brutto!).
Uważam, że dobrym kryterium w analizie budowy instalacji średniej jest wprowadzenie progów ofertowych, gdzie wartość ta nie mogłaby być zbyt niska, ani zbyt wysoka, ponieważ właśnie z takich analiz wynika poprawność i trafność wykonanej inwestycji. Zastanawiające jest też to, dlaczego tylko trzy firmy brały udział w przetargu? Zdecydowanie wskazywałabym na konieczność udziału min. 5 firm, a wtedy wachlarz ofert byłby bardziej ciekawy. Wina w tym przypadku leży z pewnością po stronie zleceniodawcy, który mógł wysłać zwykłe zapytanie do kilku producentów kolektorów słonecznych, których adresy są przecież ogólnodostępne.
Zabrakło mi również informacji do analizy technicznej, np. określenia wielkości zbiornika buforowego oraz lokalizacji takiego zbiornika (którego pojemność na pewno przekraczała 1000 dm3). Gdzie i jak zlokalizować takie urządzenie? To jest podstawowe pytanie!
Na sam koniec zwracam uwagę na brak pomostów i drabinek przy instalacji słonecznej, co w przyszłości będzie powodowało, że koszty eksploatacji nie będą należały do najtańszych. Czy o tym fakcie pomyślał zleceniodawca? Mam przeświadczenie, że wchodzenie w zakres prawnych zagadnień, odpowiedzialności, doboru technicznego urządzeń – zgodnych z normami – wymaga dopracowania prawnego. Na pocieszenie podam, że od 1997 r. zajmuję się uściślaniem zagadnień tzw. własności instalacyjnej oraz zapisów do działu I KW podrubryka 1.4.3., który to wymaga odniesienia do posługiwania się informacjami z tzw. Księgi obiektu. Myślę, że będzie to dobry temat na kolejny artykuł.

Zwracam uwagę również na to, że na nasze nieszczęście wyeliminowano z „Prawa budowlanego” z 1974 r., które obowiązywało do 7.07.1994 r., punkt mówiący, że wprowadzanie nowych technologii wymaga opinii specjalistycznych jednostek naukowych lub badawczych. Taki zapis, gdyby obowiązywał w dniu dzisiejszym, wyeliminowałby opisywany problem. Nie wszystko jest złe, co jest zapisane w starych przepisach, a można nawet powiedzieć, że jest w starych zapisach bogata wiedza, z której nie potrafimy korzystać.
Warto będzie przyjrzeć się pracy tej instalacji po 5-10 latach funkcjonowania, bo wtedy okaże się, jaka tak naprawdę została dobrana i zamontowana instalacja słoneczna, i jaki jest rzeczywisty koszt oraz wskaźnik zwrotu nakładów. Kwiatki instalacyjne powinien zatem zbierać inwestor i zleceniodawca, a nie instalator. Sprawdza się bowiem powiedzenie: „cygan zawinił, kowala powiesili”.
Omawianie dalszych szczegółów nie jest ważne. Najistotniejszy jest fakt tworzenia zamówień pod wskazany przez projektanta typ rozwiązania, co jest w pewnego rodzaju działaniem uzasadnionym. Projektant musi odpowiadać za całe przedsięwzięcie. Dlatego lepiej byłoby dla wykonawców, aby współpracowali z właściwymi firmami, a nie sami forsowali różne tematy, gdzie zasób ich wiedzy nie do końca jest wystarczający.
Mając na uwadze powiedzenie, że „każda myszka swój ogonek chwali”, każdy typ kolektora jest odpowiednio zachwalany przez producenta i handlowca. Trudno jednoznacznie powiedzieć, że dana firma przegrała nieuczciwie. Zawsze jest w komisji (a przynajmniej być powinien) fachowy głos doradczy i oceniający. To właśnie inwestorzy i zamawiający rozstrzygają o istocie postępowania, ale to projektant powinien decydować o istocie spraw instalacyjnych, konstrukcyjnych i doborze urządzeń.
dr inż. Zbigniew Tomasz Grzegorzewski

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