Kotłownia hybrydowa z piecem gazowym

Z powodu szalejących cen nośników energii oraz ryzyka przerw w dostawach, bardzo wiele osób pyta nas jak połączyć kocioł (piec) gazowy z klasycznym kotłem (piecem) elektrycznym, aby uzyskać kotłownię hybrydową. Dla wielu osób bardzo ważnym powodem takiej decyzji jest posiadanie układu fotowoltaiki i nadwyżki energii w rozliczeniu rocznym. Elektryczne urządzenie grzewvze w prosty sposób może zagospodarować tą nadwyżkę dzięki czemu można obniżyć zużycie gazu w sezonie grzewczym.


Nadwyżkę energii można zagospodarować dobrze dobranymi grzejnikami elektrycznymi. 
Główne zalety takiego rozwiązania to:
  • niski koszt zakupu w stosunku do oferowanej mocy
  • proste samodzielny montaż i uruchomienie bez potrzeby szukania i angażowania specjalistycznego montera
Do wad można zaliczyć:
  • trzeba mieć miejsce na ścianie na grzejnik,
  • instalacja elektryczna powinna być w dobrym stanie technicznym w każdym pomieszczeniu, gdzie ma trafić grzejnik,
  • mając kilka grzejników, trudniej jest panować nad ich użyciem i ilością zużywanej energii elektrycznej.
Ponieważ dla odbiorcy indywidualnego zakup energii elektrycznej jest droższy niż gazu ziemnego czy drewna, trzeba pilnować, aby po wykorzystaniu nadwyżki energii wrócić do tańszego źródła energii. Z tego powodu posiadaczom nadwyżki energii z fotowoltaiki polecamy uwadze grzejniki elektryczne F127 PV ready. Grzejniki z tej serii posiadają wbudowany licznik zużytej energii, co umożliwia bieżącą kontrolę zużycia rocznej nadwyżki.

W zakresie ogrzewania centralnego, poniżej prezentujemy kilka podstawowych rozwiązań oraz opisujemy najważniejsze cechy każdego z nich, tak aby ułatwić wybrór najbardziej optymalnego rozwiązanie dla typowej kotłowni gazowej jak na poniższym rysunku:



1. Piec elektryczny z podłączeniem trójnikowym dla C.O.
Podstawowe podłączenie klasycznego pieca elektrycznego, który posiada własną pompę cyrkulacyjną.
Zalety:
  • proste podłączenie hydrauliczne za pomocą złączek (trójników) do linii zasilania układu grzewczego
  • zamontowane dwa zwory zwrotne na zasilaniu kotła gazowego i elektrycznego - przłączenie ogrzewania gaz-prąd ogranicza się do uruchomienia odpowiedniego kotła na jego panelu sterującym -nie trzeba przełączać żadnych zaworów.
  • jest to najtańsze rozwiązanie tego typu w zakresie zakupu jak i montażu, przeznaczone w instalacjach grzejnikowych i podłogowych z regulacją temperatury po stronie pomieszczeń (termostaty grzejnikowe, termostaty podłogowe dla każdego pomieszczenia).
Wady:
  • układ grzewczy C.O może być zasilany tylko z jednego kotła w danym momencie. Pracuje albo kocioł gazowy albo elektryczny
  • podgrzewanie ciepłej wody użytkowej wymaga dodatkowego bojlera elektrycznego lub grzałki do zasobnika (jeżeli jest możliwość jej zamontowania) lub zaworu trójdrogowe (propozycja nr 3).
2. Piec elektryczny z podłączeniem trójnikowym dla C.O. ze sprzęgłem hydraulicznym
Jest to rozwinięcie konfiguracji podstawowej (z punkt nr 1) rozbudowane o sprzęgło hydrauliczne oraz dodatkową grupę pompową (lub grupy pompowe dla wielu niezależnych obwodów grzewczych). Na rurach prowadzących od pieca gazowego i elektrycznego także zamontowane są zawory zwrotne (jednokierunkowe).
Zalety:
  • zrównoważony hydraulicznie układ pozwala na równoczesną pracę i kotła gazowego i elektrycznego,
  • w instalacjach z ogrzewaniem mieszanym (podłogówka/grzejniki) na osobnych grupach popowych pozwala na wykorzystanie regulacji pogodowej w ramach automatyki kotłowej danej marki,
  • podgrzewacz wody z wężownicą możemy podłączyć przez sprzęgło jako kolejny obieg grzewczy jeżeli podgrzewacz wody ma być także zasilany z kotła elektrycznego.
Wady
  • wyższy koszt zakupu (sprzęgło i grupy pompowe) oraz wyższy koszt robocizny.
3. Piec elektryczny z podłączeniem trójnikowym dla C.O. i zawór trójdrogowy dla ciepłej wody
Prezentowy układ to rozwinięcie schematu nr 1. Zawór trójdrogowy sterowany z kotła elektrycznego pozwala na podgrzewanie ciepłej użytkowej w zasobniku.


Zalety:
  • proste podłączenie hydrauliczne za pomocą złączek (trójników) do linii zasilania układu grzewczego oraz wężownicy zasobnika.
  • zamontowane dwa zwory zwrotne na zasilaniu kotła gazowego i elektrycznego i układzie podgrzewania zasobnika - przłączenie ogrzewania gaz-prąd ogranicza się do uruchomienia odpowiedniego kotła na jego panelu sterującym - nie trzeba przełączać żadnych zaworów.
  • w okresie wiosna-lato-jesień zwiększamy autokonsumpcję energii z paneli bez oddawania jej do sieci i dociążamy falownik w szczycie produkcji, co zmniejsza ryzyko wyłączeń instalacji PV z powodu zbytniego wzrostu napięcia.
Wady:
  • układ grzewczy C.O i ciepłej wody może być zasilany tylko z jednego kotła (pieca) w danym momencie. Pracuje albo kocioł gazowy albo elektryczny.
4.  Piec elektryczny z podłączeniem trójnikowym dla C.O. ze sprzęgłem hydraulicznym oraz podgrzewaniem ciepłej wody
Powyżej zaprezentowane rozwiązania można modyfikować i łączyć. Łącząc układ nr 2 i nr 3 uzyskujemy:


Zalety:
  • zrównoważony hydraulicznie układ C.O. pozwala na równoczesną pracę i kotła gazowego i elektrycznego,
  • w instalacjach z ogrzewaniem mieszanym (podłogówka/grzejniki) na osobnych grupach popowych pozwala na wykorzystanie regulacji pogodowej w ramach automatyki kotłowej danej marki,
  • podgrzewacz wody z wężownicą możemy podłączyć przez sprzęgło jako kolejny obieg grzewczy jeżeli podgrzewacz wody ma być także zasilany z kotła elektrycznego.
  • w okresie wiosna-lato-jesień zwiększamy autokonsumpcję energii z paneli bez oddawania jej do sieci i dociążamy falownik w szczycie produkcji, co zmniejsza ryzyko wyłączeń instalacji PV z powodu zbytniego wzrostu napięcia.
Wady:
  • układ podgrzewania zasobnika (wężownicy) nie jest zrównoważony hydraulicznie. Jeżeli kluczowe jest zasilanie układu C.O. jednocześnie z pieca gazowego i elektrycznego, funkcja podgrzewania ciepłej wody powinna być załączona tylko w na jednym kotle.

5. Boljer elektryczny jako dodatkowe źródło ciepłej wody użytkowej

Jeżeli 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 wodociagowego trafia pod własnym ciśnieniem do bojlera elektrycznego, gdzie jest wstępnie podgrzana grzałką elektryczną z termostatem nastawionym np. na około 60 st. C. następnie trafia do podgrzewacza z wężownicą. Nastawa temperatury zasobnika 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:
  • niski koszt inwestycji i prostota podłączenia do instalacji,
  • automatyczne zwiększenie wydajności podgrzewania przez piec gazowy przy dużym wydatku ciepłej wody.
  • w okresie wiosna-lato-jesień zwiększamy autokonsumpcję energii z paneli bez oddawania jej do sieci i dociążamy falownik w szczycie produkcji, co zmniejsza ryzyko wyłączeń instalacji PV z powodu zbytniego wzrostu napięcia.
Wady:
  • potrzebne dodatkowe miejsce w kotłowni.
Warto mieć na uwadze:
  • bojler elektryczny powinien mieć pojemność przynajmniej 100-200 litrów
  • podłączenia należy wykonać rurami o 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, grzałkę bojlera elektrycznego najlepiej podłączyć do zasilania przez prosty zegar dobowy, który uruchomi grzałkę tylko w ciągu dnia gdy panele fotowoltaiczne mają szanse generują energię elektryczną - falowniki dobrej klasy posiadają złącze sygnalizujące które może posłużyć do załączenia grzałki przez stycznik.

Podsumowanie
Powyższe rozwiązania oczywiście nie wyczerpują wszystkich możliwości. Konkretny układ powinien być dopasowany do już istniejącej instalacji oraz powinien realizować postawione cele.

Planując zakup kotła elektrycznego do kotłowni hybrydowej, należy:
  • Sprawdzić moc przyłącza energetycznego w umowie oraz wartość zabezpieczeń (bezpieczników) podlicznikowych - instalacja elektryczna i przyłącze powinny mieć zapas mocy minimum 5-10kW na potrzeby innych urządzeń elektrycznych (pralka, zmywarka, piekarnik, kuchenka, oświetlenie, itp.)
  • Dowiedzieć się u dostawy energii czy jest możliwość zwiększenia mocy przyłączeniowej.
  • Odpowiedzieć sobie na kluczowe pytania:
    • piec elektryczny ma tylko służyć do zużycia energii z fotowoltaiki czy ma być także źródłem ogrzewania awaryjnego na wypadek awarii kotła gazowego lub braku gazu?
    • czy i jak chcemy podgrzewać ciepłą wodę użytkową?
    • czy dochodzi do wyłączeń instalacji fotowoltaicznej podczas szczytu nasłonecznienia z powodu podniesienia napięcia powyżej 250V?
Do powyższych rozwiązań z naszej oferty polecamy następujące produkty (linki):

Piece elektryczne:
 Zostaw swoją ocenę jeśli uważasz, że to wartościowy poradnik - dzięki temu wiemy jakie treści są najbardziej przydatne i że warto nad nimi pracować.

Ostatnia aktualizacja: lipiec 2022