Kotłownia hybrydowa z piecem gazowym

Poradnik przeznaczony jest dla osób, które posiadają kotłownię gazową i: 
  • zainwestowały już w fotowoltaikę, mają nadwyżkę energii elektrycznej i chcą ją wykorzystać na cele grzewcze,
  • oraz dla osób, które planują inwestycje w fotowoltaikę i rozważają większą instalację, która poza energią dla urządzeń elektrycznych będzie miała zapas mocy na cele ogrzewania domu.
Poniżej prezentujemy schemat typowej instalacji grzewczej w domu jednorodzinnym (schemat jest uproszczony na potrzeby poradnika) zasilającej układ grzejnikowy lub podłogowy oparty o jeden obieg grzewczy c.o. za pomocą pompy obiegowej wbudowanej w piec gazowy. Ciepła woda użytkowa podgrzewana jest przez zasobnik z wężownicą. Wężownica zasilana jest z zaworu trójdrogowego w piecu gazowym.


Jeżeli mamy do dyspozycji 3000-5000 kWh nadmiarowo w skali roku, energię tę możemy wykorzystać do dogrzewania domu  (wiosna, jesień, lekka zima) za pomocą podgrzewacza elektrycznego z termostatem, wpiętego w obwód powrotu wody z układu centralnego ogrzewania do pieca gazowego tak, jak to pokazano na poniższym rysunku:


Sposób działania układu:

Na termostacie podgrzewacza elektrycznego ustawiamy temperaturę np. około 40 stopni C., na kotle gazowym ustawiamy temperaturę układu C.O. na 35 stopni. C. Jeżeli kocioł ma zainstalowany czujnik pogodowy, to należy przełączyć go w tryb pracy tylko w oparciu o krzywą grzewczą (bez korekty z czujnika pokojowego). Krzywa powinna być dobrana pod kątem budynku (jak prawidłowo ustawić krzywą grzewczą). 
Po rozruchu instalacji włączy się zarówno palnik kotła gazowego, jak i grzałka podgrzewacza elektrycznego. Gdy temperatura wody na powrocie z grzejników dojdzie do około 35 stopni, palnik kotła gazowego się wyłączy, ale pompa obiegowa będzie pracowała dalej i układ grzewczy podgrzewany będzie wyłącznie przez podgrzewacz elektryczny, który będzie utrzymywał temperaturę zasilania na poziomie 40 stopni. Gdy pojawi się większe zapotrzebowanie na energię cieplną, piec gazowy z regulacją pogodową automatycznie uruchomi się zgodnie z krzywą grzewczą i podniesie temperaturę w układzie, tak aby grzejniki mogły oddać wyższą moc. Gdy temperatura wody na powrocie przekroczy 40 stopni (na zasilaniu będzie około 50-55 stopni). Podgrzewacz elektryczny się nie włączy. W przypadku pieca gazowego bez regulacji pogodowej wystarczy zmienić na piecu ustawienia temperatury układu C.O. na wyższe np. z zakresu 50-70 stopni.

Powyższe rozwiązanie sprawdzi się w przypadku kotła gazowego z komorą zamkniętą oraz kotła kondensacyjnego (posiada także komorę zamkniętą), ponieważ ciąg kominowy jest wytwarzany przez wentylator pracujący wyłącznie w czasie pracy palika gazowego. W przypadku pieca gazowego z komorą otwartą, cześć energii elektrycznej zmarnujemy, ponieważ wymiennik w piecu gazowym będzie wychładzany przez ciąg kominowy.

Zalety rozwiązania:
  • prosta instalacja do zrealizowania przez hydraulika w jedno popołudnie,
  • niski koszt zakupu podgrzewacza ST  lub prostego pieca elektrycznego o mocy dostosowanej do instalacji elektrycznej w budynku,
  • wykorzystujemy do pracy instalacji, pompę obiegową i naczynie przeponowe z kotła gazowego,
  • nie wymaga dodatkowej automatyki - prostota obsługi i nastaw,
  • możliwość przełączenia gaz/energia elektryczna w/g własnego uznania i zapasu energii wskazywanego przez dwukierunkowy licznik energii elektrycznej.
  • w przypadku kotła gazowego z automatyką pogodową - automatyczne zwiększenie mocy i przejście na ogrzewanie gazem przy większych mrozach.
Jeżeli mamy do dyspozycji ponad 5000 kWh nadmiarowo w skali roku lub w okresie letnim chcemy ogrzewać ciepłą wodę użytkową, prostym i tanim rozwiązaniem jest dołożenie grzałki elektrycznej z termostatem do zasobnika.
Niestety, wiele markowych zestawów (Vaillant, Junkers Bosch, Beretta, Immergas) posiada zasobniki, do których nie można zamontować grzałki elektrycznej. Można poznać je po tym, że wszystkie przyłącza i otwory rewizyjne znajdują się na górnej pokrywie zasobnika.
W taki sytuacji jedynym wyjściem jest podłączenie bojlera elektrycznego szeregowo z zasobnikiem od pieca gazowego tak jak na rysunku:
Woda z przyłącza gazowego trafia pod własnym ciśnieniem do bojlera elektrycznego, gdzie jest wstępnie podgrzana grzałką elektryczną z termostatem nastawionym na 55-60 st. C. następnie trafia do podgrzewacza z wężownicą. Nastawa temperatury na piecu gazowym powinna być niższa o około 5-10 od nastawy na bojlerze elektrycznym. Następnie woda trafia do kranów.
Taka konfiguracja powoduje, że przy małym i umiarkowanym zużyciu wody działa tylko grzałka w bojlerze elektrycznym i tylko przy dużym wydatku ciepłej wody gdy bojler elektryczny nie nadąża, uruchamia się piec gazowy, aby dogrzać wodę w zasobniku z wężownicą.

Zalety rozwiązania:
  • niski koszt inwestycji i prostota podłączenia do instalacji,
  • automatyczne zwiększenie wydajności podgrzewania przez piec gazowy przy dużym wydatku ciepłej wody.
  • gdy nie używamy prądu do podgrzewania, nie występują straty postojowe w bojlerze elektrycznym.
  • jeżeli instalacja ciepłej wody ma zamontowaną rurę zwrotną i cyrkulację to będzie ona użytkowana bez zmian i przeróbek. Ewentualne małe straty ciepła na cyrkulacji uzupełni piec gazowy, dogrzewając zasobnik.
Warto mieć na uwadze:
  • bojler elektryczny powinien mieć pojemność przynajmniej taką samą jak podgrzewacz od pieca, a najlepiej gdy będzie większy nawet dwa lub trzy razy, wtedy zgromadzi ciepłą wodę także na 1-2 pochmurne dni.
  • podłączenia należy wykonać rurami o trochę większej średnicy, aby zminimalizować spadki ciśnienia - woda do kranów trafia z wodociągu pod ciśnieniem, pomniejszonym o straty ciśnienia na rurach i zasobnikach,
  • na podgrzewaczach i bojlerach nie warto podnosić temperatur powyżej 60 stopni. Zwiększa to bardzo mocno wydzielanie się kamienia kotłowego i skraca żywotność podgrzewaczy, grzałek, wężownic.
  • aby do sieci elektrycznej oddawać jak najmniej energii latem (możemy ją w nocy odebrać, ale zgodnie ze współczynnikiem 0,8) grzałkę bojlera elektrycznego najlepiej podłączyć do zasilania przez prosty zegar dobowy, który uruchomi grzałkę tylko w ciągu dnia gdy panele fotowoltaiczne mają szanse generować energię elektryczną.
Ostania aktualizacja: maj 2020