Fűtésrásegítés napenergiával

A gáz lakossági árának emelkedése magával vonja azt a természetes igényt, hogy amennyiben lehetséges, csökkentsük azt valamilyen alternatív energia felhasználásával. Természetes, hogy első sorban a legnagyobb energiafelhasználás, a használati melegvíz kiváltására születtek az első megoldások, hiszen a melegvízre télen-nyáron szükségünk van. De hogyan lehet ezt az energiát a téli fűtési hőszükséglet kiszolgálására is igénybe venni?
A hagyományos hőtermelőket leváltották az alacsony hőmérsékletű berendezések, melyeket manapság a kondenzációs készülékek kezdik egyre nagyobb számban háttérbe szorítani. Egy megfelelően méretezett, túlnyomórészt alacsony fűtővíz hőmérsékletű, sugárzó fűtési rendszer (padló-, fal-, mennyezetfűtés ill. alacsony hőfoklépcsőjű radiátoros rendszer) és egy kondenzációs készülék párosítása már meghozza a kívánt eredményt, azaz az energiatakarékos fűtési rendszert.
A fűtésrásegítés is az alacsony hőfoklépcsőjű rendszerekben hozza meg a kívánt eredményt. A Vaillant kínálatában az ecoTECH sorozatból 19-65 kW teljesítmény tartományban találunk kondenzációs készülékeket. Hagyományos fűtési rendszerekben csak átmeneti időszakban mérhető kondenzációs energiakinyerés, mert a magas visszatérő vízhőmérséklet nem képes a távozó égésterméket a harmatponti hőmérséklet alá hűteni. Megoldást jelenthet, ha egy radiátoros fűtési rendszer pl. 65/50 hőfoklépcsőre választunk ki, de akkor a radiátorok felületét kell a kompenzációs tényezővel megnövelni, ami a beruházási költségeket emeli.
Amennyiben ezt az igényt már a tervezés fázisában figyelembe tudjuk venni, akkor a rendszer felépítése, méretezése és kialakítása már ennek szellemében történik. De korszerűsítésnél vagy utólagos beépítésnél a meglévő adottságokkal kell számolni. Ilyen esetben kell megtalálni az ideális középutat, ahol a beruházási költség és a várható megtérülés, valamint a rendszer használhatósága egészséges arányt mutat.
Ahogy a nevében is benne van, fűtés rásegítés és nem napenergia fűtés! Azaz, nem 100%-ban fedezzük a fűtési időszak hőigényét napenergia segítségével.
A mértezés során kis rendszereknél alkalmazhatjuk az ún. "ököl-szabály" módszert is, minden esetben inkább javasolt a méretezés, mert a különböző befolyásoló tényezők - mint tájolás, tető hajlásszög, földrajzi elhelyezkedéstől függő besugárzási érték, stb. - a számítás során sokkal pontosabban figyelembe vehető, mint ha csak a tapasztalati értékeket használnánk fel. Mi az az "ököl-szabály"? Tapasztalati értékek mutatják, hogy fűtés rásegítésnél a figyelembe vett terület minden fűtendő 10m2-re válasszunk 08-1,2m2 nettó felületű sík-, vagy 05-0,9 m2 vákuumcsöves kollektort, és ehhez válasszunk ki minden beépített nettó 1m2 kollektor felülethez 50-70 l puffer tároló-térfogatot.
Ez a módszer nem minden esetben elégséges. Több rendszer leméretezése után a kapott eredmény mutat némi hasonlóságot, kis rendszereknél kisebb szórással, nagyobbaknál (15-20m2 kollektor felület felett) nagyobb szórással a tapasztalati értékekkel, de pl. egy ideálistól eltérő tetőhajlásszög korrekciós értékének figyelembevételével már a kollektor felület eltérése 6-8% között és a fedezeti fok eltérése 10% körül van, ami már nem elhanyagolható.
A méretezést emiatt minden esetben érdemes elvégeztetni. Segédletek és képletek felhasználásával határozzuk meg a szükséges kollektor felületet, a szolár fedezeti és rendszer-kihasználtsági fokot, a szükséges puffer-tároló és HMV tároló térfogatot, a szolár tágulási tartály méretét és a szolár folyadék mennyiségét. A Vaillant rendszerkínálatában a kondenzációs készülékek mellett egy átfogó napenergia hasznosító berendezéseket magában foglaló modellpaletta is megtalálható. Sík (VFK)- és vákuumcsöves (VTK) kollektorok, bivalens (2 hőcserélős - uniSTORE S) és ún. kombi-tároló, amely magában foglalja a fűtési puffert és a használati melegvíztárolót is (auroSTORE VPS SC 700), szolár-állomás, tágulási tartályok, kiegészítő szerelvények és a szolár folyadék. A rendszer tartalmazza a fűtésrásegítésekhez azt a hidraulikus blokkot, amellyel a teljes rendszervezérlést biztosító szabályzó képes a fűtésrásegítést is megoldani falikészülék esetén.

A kiválasztáshoz ill. a méretezéshez alapadatokat kell meghatároznunk, mint pl. a fedezeti fokot és a szolár rendszer kihasználtsági fokot. A szolár fedezeti fok a kollektor-felület és a tároló űrtartalom méretezését határozza meg. A szolár rendszer-kihasználtsági fok pedig a szolár rendszer által a hagyományos rendszer számára leadott hőnek a kollektor felületre besugárzott napenergiához való viszonya, amit mindig hosszabb időszakon (több hónap vagy év) vizsgálunk. Minél nagyobb a fedezeti fok, annál kisebb a kihasználtsági fok. Ez azzal magyarázható, hogy szemben az előmelegítő berendezésekkel, a magasabb fedezetű berendezések átlagosan magasabb hőmérsékleti szinten dolgoznak, ugyanakkor rosszabb kollektor-hatásfokkal. Tehát, ha indokolatlanul sok kollektor felületet építünk be, akkor sok napenergiát tudunk összegyűjteni, amivel a kiválasztott "akkumlátorunkat", azaz a puffer-tárolót időben gyorsan tudjuk a kellő energiaszintre felfűteni. De utána a rendszerhőigény csökkenésével ill. megszűnésével a puffer-tároló nem képes több energiát tárolni és a szabályzó lekapcsolja a szolár állomás szivattyúját, mert nem szükséges több energia.
Mivel a kollektorok nyáron is ki vannak téve a napsugárzás hatásának, ez a folyamat még kiélezettebb. A kollektorok nem termelnek tovább, ún. üres-járásba kerülnek, és a rendszer megáll. A kihasználási fok közelít a nullához! Ezt a problémát vagy helyesen megválasztott fedezeti fok/kihasználtsági fok aránnyal vagy kellően nagyra méretezett puffer tárolóval illetve alternatív felhasználási területtel pl. kültéri, de fűthető medencével lehet kiküszöbölni. Gyakorlatból visszaigazolt méretezés esetén 20-60% fedezeti fok esetén, 50-30% kihasználtsági fok adódik, ami az előbb említett kültéri medence napenergiával történő utánfűtése esetén kedvezőbben is alakulhat.
A fentiek összesítéséből adódik, hogy míg a HMV készítés energiaszükségletét éves viszonylatban, megfelelően kiválasztott berendezés esetén 60-70%-ban képes a napenergia fedezni, addig a fűtés esetében 20-30%-ban. Tehát egy fűtőkészülékre szükségünk van, ami azokban az esetekben lép működésbe, amikor a napenergiából nem tudtunk kellő mennyiségű energiát kinyerni, az adott energiaszükséglet (fűtés ill. HMV) kielégítésére.