Analiza możliwości wykorzystania słonecznych kolektorów powietrznych do ogrzewania domów jednorodzinnych oraz podgrzewania wodyAnalysis of the possibility of using solar air collectors for detached houses heating and to water preheating

W artykule przedstawiono analizę możliwości wykorzystania słonecznych kolektorów powietrznych do uzyskania energii cieplnej dla energooszczędnego domu jednorodzinnego w celach grzewczych oraz ciepłej wody użytkowej dla mieszkańców. Przedstawiono rodzaje, budowę i zasadę działania kolektorów powietrznych oraz sprawność. Rozpatrzono ich zalety i wady. Kolektory powietrzne dodatkowo oprócz ogrzewania budynku mogą zapewniać jego całoroczną wentylację. Zaprezentowano parametry domu energooszczędnego i normy zużycia ciepłej wody użytkowej na mieszkańca. Analizę zapotrzebowania ciepła na ogrzewanie budynku energooszczędnego przez kolektory powietrzne przeprowadzono przy pomocy programu GetSolar. Program GetSolar Profesjonal służy do symulacji instalacji kolektorów słonecznych w różnych warunkach klimatycznych. Rozważania przeprowadzono dla warunków klimatycznych miasta Olsztyna, uwzględniając napromieniowanie w warunkach północnej Polski. Określono usytuowanie budynku względem stron świata, wyznaczono powierzchnię i lokalizację kolektorów słonecznych na dachu, oraz uwzględniono ich optymalne pochylenie względem padających promieni słonecznych. Przedstawiono bilans energii uwzględniając wartość energii napromieniowania słonecznego dla kolejnych miesięcy w roku oraz energii potrzebnej na ogrzanie energooszczędnego domu jednorodzinnego i ciepłej wody użytkowej. Do rozważań wykorzystano komercyjne zestawy słonecznych kolektorów powietrznych SolarVenti Hybryd. Na podstawie analizy wyników, stwierdzono, że przy zastosowaniu odpowiedniej powierzchni słonecznych kolektorów powietrznych w warunkach północnej Polski, jest możliwość ogrzania budynku i zaspokojenia potrzeb ciepłej wody dla mieszkańców poza dwoma miesiącami zimowymi. Wtedy należy zastosować alternatywne źródła ogrzewania.

The article gives an analysis of the possibility of using solar air collectors for acquiring thermal energy in energy-efficient detached house for heating purpose throughout the whole year as well as domestic hot water for residents. Types, construction and principles of operation of air collectors and their efficiency were described. Consideration was also given to their advantages and disadvantages. In addition to heating, systems air collectors can provide year-round ventilation of building. The parameters and standards for energy-efficient home and hot water consumption per capita were presented. Analysis of the heat demand for heating of energy efficient building by air collectors were carried out using GetSolar software. The program is designed for the purposes of simulating of solar panels installations in different climatic conditions. Consideration was made for the climatic conditions of the city of Olsztyn, having regard to the solar radiation in the North Poland. The location of the building in relation to the quarters of the globe, and the location of the solar panel on the roof, as well as their optimum tilt relative to the falling sunlight were also specified. The energy balance, taking into account the value of the energy of the solar radiation for consecutive months of the year, the energy needed for heating of energy efficient house and domestic hot water preheating, was shown. For the considerations purposes, SolarVenti Hybryd solar air collectors sets were used. Based on an analysis of the results, it was found that using the appropriate surface of solar air collectors, it is possible to heat the building and meet the needs of hot water for residents in North Poland, excluding two months of winter, when alternative sources of heating should be used.