Energia

Domy OMATALO charakteryzują się ekstremalnie niskim zapotrzebowaniem na ciepło do ogrzewania. Można więc nawet w naszej strefie klimatycznej poważną część energii do ogrzewania czerpać ze Słońca. Warunkiem jest tylko zastosowanie odpowiedniego systemu solarnego PARADIGMA. Brakującą ilość ciepła w przypadku dłuższych okresów skrajnie niskich temperatur lub braku nasłonecznienia można uzupełnić z dowolnego źródła tradycyjnego. Najbardziej ekologiczne rozwiązania to np. fiński kominek modułowy na drewno, podłączony do układu dystrybucji gorącego powietrza, w ramach systemu wentylacji z odzyskiem ciepła. W rozwiązaniach niemal bezobsługowych stosuje się kondensacyjne kotły na pellety, w pełni zautomatyzowane, łącznie z czyszczeniem i usuwaniem popiołu.

Powoli standardem staje się również częściowe zasilanie domu energią elektryczna wytworzoną we własnej elektrowni dachowej. Wraz z odpowiednim polem kolektorów słonecznych do ogrzewania, taki kompleksowy system do pozyskiwania energii słonecznej może w naszym klimacie zaspokoić co najmniej połowę potrzeb domu niskoenergetycznego w skali roku.

Te i inne rozwiązania maja na celu dojście krok po kroku do stanu, jaki będzie wymagany od budynków mieszkalnych już około roku 2020. Wtedy to właśnie wszystkie nowe domy będą musiały produkować tyle energii, by zaspokoić całe swoje potrzeby.

Dlaczego energetyka słoneczna ?

Domowe potrzeby energetyczne

Na co gospodarstwo domowe zużywa najwięcej energii? Oczywiście, na ciepło! Zapotrzebowanie na energię elektryczną stanowi jedynie niewielką część potrzeb budynków mieszkalnych. Większość ciepła służy do ogrzewania pomieszczeń, a reszta do przygotowania ciepłej wody użytkowej.
DENA Deutsche Energie-Agentur

Rezerwy energii

Słońce dostarcza rocznie około 10.000 razy więcej energii niż wynosi całe światowe zapotrzebowanie, jak również znacznie więcej niż całe dostępne rezerwy energetyczne. Bez problemów związanych z utylizacją odpadów promieniotwórczych, bez ryzyka katastrof ekologicznych i przede wszystkim praktycznie bezpośrednio do domu: na dach.

Kiedy zużywa sie najwięcej energii na ogrzewanie?

Niemal połowę paliwa zużywa się w zimie, jednak wiosna i jesień również wymaga znacznego ogrzewania

Proponowane rozwiązania

Ogrzewanie

Podstawowym elementem grzejnym jest układ ogrzewania podłogowego, a jeśli konstrukcja domu pozwala, to preferowane jest ogrzewanie ścienne. Zasilanie z kotła na pellet, kondensacyjnego kotła gazowego lub pompy ciepła oraz opcjonalnie z systemu solarnego. W każdym przypadku sugerujemy rozważenie instalacji bufora grzewczego w celu minimalizacji taktowania głównego źródła ciepła oraz maksymalizacji pożytków z energii słonecznej.

Małe zapotrzebowanie budynku na moc grzewczą sprawia, że główne źródło ciepła, mimo modulacji mocy, w okresach przejściowych musi często włączać się i wyłączać. Podnosi to zużycie energii i skraca żywotność urządzenia. Bufor, zwłaszcza w połączeniu z kolektorami słonecznymi, jest najlepszym rozwiązaniem. Praca głównego źródła energii w okresach przejściowych może być znacznie ograniczona. Dla każdego projektu wykonujemy symulacje pomagające ocenić korzyści z takiego rozwiązania.

pakiet-ENERGY_VARIO
Przykład hybrydowej kotłowni: PARADIGMA Energy-Vario, czyli bufor zintegrowany z kotłem kondensacyjnym, przepływową stacją cwu oraz pakiet najwydajniejszych kolektorów próżniowo-rurowych systemu AquaSolar®
 

Równolegle można dogrzewać dom kominkiem na drewno, którego konstrukcja pozwala na zasilanie gorącym powietrzem układu nawiewu budynku za pomocą dodatkowego wejścia do rekuperatora.

Sprawdzone w najtrudniejszych skandynawskich warunkach modułowe kominki Linnatuli. Szybkie i skuteczne podgrzewanie domu za pośrednictwem układu wentylacji z odzyskiem ciepła
Ciepła woda

W zależności od przyjętych rozwiązań dla głównego źródła ciepła, ciepła woda może być przygotowywana tradycyjnie w zbiorniku lub higienicznie, w stacji wymiennikowej zintegrowanej z buforem ciepła. W obu przypadkach sugerowane jest zastosowanie kolektorów słonecznych. Szczególnej uwadze polecamy jednak to drugie rozwiązanie, czyli zintegrowany pakiet bufor + stacja wymiennikowa do ciepłej wody. Takie rozwiązanie łączy oczywiste zalety ciepłej, świeżej wody przygotowywanej na bieżąco, bez ryzyka Legionelli, na dodatek znacznie szybciej niż w zbiorniku tradycyjnym, z korzyściami, o których mowa w akapicie "Ogrzewanie".

Zasilanie elektryczne

Ważnym źródłem energii w każdym nowoczesnym domu jest własna elektrownia fotowoltaiczna. Sugerowaną wielkość instalacji ustalamy po uzgodnieniu wielkości pola kolektorów grzejnych. W pierwszej kolejności należy zaplanować źródło tej energii, której zużywa się więcej. Głównym ograniczeniem jest dostępna nasłoneczniona powierzchnia.

Dom niskoenergetyczny, w którym połączono funkcje:

  • przetwarzania energii słonecznej na energię elektryczną
  • pozyskiwania ciepła słonecznego do grzania, ale w systemie AquaSolar®,

ma szansę spełnić wymagania standardu SonnenEnergieHaus®. W praktyce oznacza to, że w bilansie energetycznym Słońce będzie głównym dostawcą energii w skali roku, efektywnie pokrywając co najmniej 50% potrzeb.

SonnenEnergieHaus® - krok po kroku do niezależności energetycznej
(wzorcowy przykład z paradigma.de)

solarhaus-1
Stan początkowy, dom 25-letni
solarhaus-2
Pierwszy krok - kolektory Paradigma AquaSolar
solarhaus-3
Finał - rozbudowa elektrowni dachowej
 
Chłodzenie

W budynkach takich, jak OMATALO, przegrody zewnętrzne doskonale chronią nie tylko przed chłodem, ale również przed nadmiarem ciepła w upalne lato. Tym niemniej warto wiedzieć, że w domach o wysokich wymaganiach komfortu termicznego można z powodzeniem zastosować agregaty adsorbcyjne do przetwarzania ciepła słonecznego na chłód. I to jest najdoskonalsze obecnie wykorzystanie nadmiaru energii słonecznej w lecie, ponieważ podgrzewanie basenu od dawna jest normą.

Koszt eksploatacji systemu adsorbcyjnego jest kilkadziesiąt razy niższy, niż tradycyjnej klimatyzacji, a przede wszystkim taka technika wytwarzania chłodu jest neutralna dla środowiska. Więcej szczegółów o tej technologii w sąsiedniej zakładce Chłodzenie - FAHRENHEIT

Adres Stowarzyszenia Producentów Urządzeń  Sorbcyjnych: www.greenchiller.degreenchiller-w704

Nasze systemy słoneczne dostarczają ciepło bez wysokich rachunków za energię. To jest tylko możliwe dzięki Słońcu! Zasoby paliw kopalnych naszej planety prędzej czy później wyczerpią się. Potrzebne są więc nowe, zrównoważone metody produkcji energii - słonecznej energii cieplnej do przygotowania ciepłej wody i ogrzewania. Podczas gdy systemy fotowoltaiczne wytwarzają energię elektryczną, to systemy solarne uniezależniają nas od rosnących cen energii w dziedzinie ogrzewania.

Instalacja solarna to pierwszy krok na drodze do niezależności. Przy czym przestawienie się na energię słoneczną jest znacznie łatwiejsze niż można przypuszczać, a to dzięki zastosowaniu czystej wody jako nośnika ciepła. Często możliwe jest to nawet bez wymiany dotychczasowego zbiornika ciepłej wody lub buforowego.

Słoneczne podgrzewanie wody i ogrzewanie doskonale integruje się z każdym dotychczasowym systemem grzewczym opartym na paliwach kopalnych, zarówno z olejem opałowym lub gazem, a także z innymi odnawialnymi źródłami ciepła, takimi jak peletty, drewno lub pompy ciepła.

  • Czysta woda jako nośnik ciepła w obiegu kolektorów słonecznych
    Opatentowany AquaSolar System zapewnia najwyższe uzyski energii słonecznej bez zbędnych strat na wymienniku ciepła. Woda jako nośnik ciepła pozwala na bezpośrednie połączenie hydrauliczne obiegu solarnego i układu grzewczego z dotychczasowym kotłem. Często nie ma nawet potrzeby wymiany zbiorników. Przyszła rozbudowa o kolejne moduły jest również możliwa.
  • Aqua Plasma - kolektor próżniowo-rurowy ze zwierciadłem parabolicznym CPC
    Kolektory  Aqua Plasma wyróżniają się największą wydajnością wśród wszystkich kolektorów na świecie, dostarczają również najwyższych temperatur zasilania. Idealny do ogrzewania budynków, jak również do przygotowania ciepłej wody. W tych procesach drzemią największe potencjalne oszczędności.  Wysokie osiągi kolektorów Aqua Plasma są potwierdzone Certyfikatem  sporządzonym przez TÜV Rheinland i dostępne w bazie danych Solar Keymark.
  • Kompletny system od jednego dostawcy
    Jako dostawca systemów dostarczamy klientom indywidualnie dobrane zestawy kolektorów, regulacji, zbiorników wraz z projektem integracji z dotychczasowym systemem. Użytkownicy otrzymują więc nie tyle komponenty, co optymalnie dobrane zestawy przygotowane z myślą o maksymalizacji uzysków energii i komfortu.

Charakterystyka kolektora Aqua Plasma

Typowy schemat hydrauliczny Systemu AquaSolar zintegrowanego z kotłownią gazową

Wszystkie elementy systemu są tak dobrane, by móc korzystać z ciepła słonecznego również w porze zimowej i dni pochmurne. We współpracy z kotłem, który włącza się wtedy, gdy energii słonecznej jest za mało, nikomu nie grozi dyskomfort.

Kolektory próżniowe ze zwierciadłem, posadowione na nasłonecznionej stronie dachu przetwarzają każdą ilość promieniowania na ciepło, które gromadzone jest w zasobniku z wodą i przechowywane do czasu użycia.

Automatyczna regulacja dba o to, by woda w zbiorniku zawsze była wystarczająco gorąca. A co ważne, dostosowuje pracę systemu do potrzeb np. w czasie urlopu, kiedy ciepła woda nie jest potrzebna.

Z systemem Paradigmy nie grożą wysokie nakłady na ogrzewanie w przypadku wydłużonego sezonu grzewczego.  AquaSolar System można łatwo łączyć z istniejącym systemem grzewczym zachowując ważne elementy np. zbiorniki.

Najlepszym wstępem do tego tematu są słowa Waltera Mittelbacha CTO FAHRENHEIT:

"Zmiany klimatyczne, światowy niedobór zasobów i stale rosnące ceny energii powodują, że musimy ponownie przemyśleć, w jaki sposób generujemy i wykorzystujemy energię. W sektorze budowlanym - jednym z największych konsumentów energii - wdrażanie nowych innowacyjnych technologii ma kluczowe znaczenie dla oszczędności energii i ochrony środowiska.

Na początku - na długo przedtem, zanim temat efektywności energetycznej osiągnął powszechną świadomość - my w FAHRENHEIT dostrzegliśmy znaczny potencjał oszczędności energii i kosztów, który istniał w cieple odpadowym i procesowym generowanym w przemyśle i innych branżach. Byliśmy również pewni, że agregat adsorpcyjny byłby w stanie zaoferować zupełnie nowe i wcześniej niewyobrażalne możliwości.

Od momentu powstania firmy w 2002 roku przeprowadziliśmy intensywne badania i - w prawdziwie pionierskim stylu - stale optymalizowaliśmy i rozwijaliśmy tę technologię. Dziś zadowoleni klienci z różnych branż i regionów korzystają z naszych produktów i wiedzy. Wszędzie tam, gdzie wdraża się technologię FAHRENHEIT, cele są zawsze takie same: optymalnie wykorzystać ciepło odpadowe do generowania chłodu, co skutkuje obniżeniem kosztów operacyjnych i lepszą ochroną środowiska. Wraz z naszym obecnym personelem - wszystkimi specjalistami w swoich dziedzinach - z dumą podchodzimy do wyzwań przyszłości. Zachęcamy do poznania nowej technologii i czerpania korzyści z połączonej wiedzy wszystkich członków FAHRENHEIT - od naszych inżynierów po naszych techników serwisowych - wraz z naszą ambicją, aby odkrywać nowe obszary zastosowań dzięki kreatywnym rozwiązaniom.

Na innowacyjne systemy składają się nie tylko doskonałe komponenty, ale przede wszystkim doskonałe idee.
Coś, czym żyjemy każdego dnia. Dążenie do Innowacji to nasz Kapitał."

Źródło:FAHRENHEIT_Brochure_English.pdf

Zastosowania

Technologię adsorbcyjną można z powodzeniem wykorzystywać wszędzie tam, gdzie generuje się ciepło odpadowe, zwykle marnowane. Taka konfiguracja wprowadza nowe standardy efektywności energetycznej, ponieważ generowanie chłodu nie polega na przetwarzaniu energii elektrycznej, tylko ciepła. Wielki potencjał dla zastosowań tej technologii tkwi w takich dziedzinach, jak:

  • przemysł, rzemiosło, biura, urzędy, szpitale
    • ciągle rosnące zapotrzebowanie na energię do klimatyzacji ograniczane jest rosnącymi cenami energii elektrycznej, a do tego dochodzi problem nieekologicznych mediów chłodniczych
  • centra obliczeniowe
    • intensywnie eksploatowane serwerownie zużywają bardzo dużo energii elektrycznej, z czego większość przetwarzana jest na ciepło, do którego usunięcia trzeba zużyć jeszcze więcej energii
  • kogeneracja
    • generator elektryczności i ciepła uzupełniony o inteligentny system sterowania może elastycznie reagować na zapotrzebowanie i optymalizować produkcję trzech form energii
  • instalacje solarne
    • już nie tylko ciepła woda, wspomaganie ogrzewania lub ogrzewanie basenu, ale też efektywne wykorzystanie nadmiaru energii w lecie do chłodzenia pomieszczeń, w połączeniu z ochroną przed skutkami przegrzewania się kolektorów
    • w okresach chłodniejszych możliwe jest również wykorzystanie agregatów adsorbcyjnych jako pomp ciepła, wykorzystując nawet niewielkie ilości energii z kolektorów słonecznych
  • transport ciężarowy, osobowy, statki, kontenery
    • dzięki agregatom zeolitowym możliwe jest mobilne wykorzystanie technologii adsorbcyjnej. Możliwa jest praca z temperaturami około 200° C i schładzanie poniżej 0° C, a także nieograniczone magazynowanie energii

Wymienione dziedziny nie wyczerpują oczywiście wszystkich możliwych zastosowań. Konkretne przykłady najciekawszych instalacji można poznać na stronie https://fahrenheit.cool/en/applications/

Zeolit: przełomowa technologia chłodzenia

eZea Fot. Fahrenheit

Zeolity są klasą nietoksycznych kryształów, które idealnie nadają się do adsorpcji. W procesie adsorbcji pary wodnej przez zeolit, generowany jest chłód. W procesie ogrzewania zeolitu para jest uwalniana. Aby optymalnie zastosować zeolit do wymienników ciepła, opracowano proces o nazwie PST - Partial Support Transformation. Ten proces, dzięki zaawansowanej chemii, powoduje, że kryształy zeolitu wyrastają bezpośrednio z powierzchni wymienników ciepła. To zmniejsza potrzebę wszelkiego rodzaju powłok lub kleju i optymalizuje przewodność cieplną. Ponieważ zeolit może osiągnąć nawet najmniejsze wgłębienia z porowatego lub włóknistego materiału, stosunek powierzchni do objętości, a tym samym gęstość mocy może zostać zmaksymalizowana. Ponadto warstwa zeolitu stanowi bardzo skuteczną ochronę przed korozją.

Ta innowacja w materiałoznawstwie i projektowaniu pozwala na

  • znaczne zmniejszenie rozmiarów, masy i kosztu modułów adsorpcyjnych dla danej mocy chłodzenia
  • pracę w szerokim zakresie temperatur, ponad 200° C na zasilaniu i nawet poniżej 0° C w obiegu chłodzącym
  • wyższą stabilność próżni dzięki krystalizacji bez kleju

A przy tym niezwykle ważne jest, że w tej technologii stosuje się najbardziej ekologiczne medium chłodzące, to znaczy czystą wodę.

Fot. Fahrenheit

Technologia dwukomorowa: trwała konstrukcja bez części ruchomych

Technologia dwukomorowa stanowi ważny krok w kierunku jeszcze bardziej niezawodnych i bezobsługowych rozwiązań chłodzenia i ogrzewania. Chillery FAHRENHEIT zawierają dwa (lub więcej) identyczne moduły adsorpcyjne. Każdy z nich zawiera parę wymienników ciepła, z których jedna działa jako adsorber / desorber, a druga jako parownik / kondensator.

Fot. Fahrenheit

Komory procesowe są połączone za pomocą sterowanych komputerowo 3-drogowych zaworów, które zapewniają, że ciepło i zimno są zawsze prowadzone tam, gdzie są potrzebne w każdej fazie procesu.Ta konfiguracja nie wymaga ruchomych części ani zaworów w modułach adsorpcyjnych, a zatem zapewnia optymalną niezawodność i prawie bezobsługowy system. Zimno generowane jest w sposób ciągły przez cykliczne, naprzemienne działanie dwóch identycznych modułów.

 

Produkty - chillery, żel krzemionkowy

Model Zakres temperatur Moc chłodnicza Zapotrzebowanie
mocy elektrycznej
Zajętość powierzchni Dodatkowe
wyposażenie
  [C] [W] [W] [m²]  
eCoo 10 IN: 50°-95° C
OUT: 22°-40° C
COOL: 8°-21° C
do 16,7  260 - 684 0,67  
eCoo 10X - do 25,0  511 - 911 0,67  
eCoo 10X ST - do 25,0  626 - 1371 1,28 Zintegrowany
separator obiegów
eCoo 20   do 33,4  520 - 1368 1,28  
eCoo 20X - do 50,0 1022 - 1822 1,28  
eCoo 30 ST - do 50,0  645 - 2140 1,63 Zintegrowany
separator obiegów
eCoo 30X - do 75,0 1543 - 2743 1,89  
eCoo 40X - do 100,0 2064 - 3664 2,56  

Źródło: FAHRENHEIT_Technical_Data.pdf

eCoo Fot. Fahrenheit

Cennik 2017/2018 z danymi do projektowania