Podpora vykurovania
Vieme pripraviť teplú úžitkovú vodu s podporou vykurovania ?
V poslednej dobe rastie počet investorov, ktorí majú záujem aj o solárne vykurovanie budov.Je treba zdôrazniť, že ekonomicky zmysluplným spôsobom sa dá zabezpečiť iba čiastočné pokrytie potrieb domu na jeho vykurovanie. Je to preto, že v období najnižšej intenzity slnečného žiarenia je najväčšia spotreba tepla na vykurovanie stavebných objektov. Avšak vhodne navrhnutým solárnym zariadením je možné ekonomicky zaujímavým spôsobom využiť solárne prikurovanie objektu v jarných a jesenných mesiacoch roka.
Na obrázku je graficky znázornený výkon solárneho zariadenia, potreby tepla na prípravu TÚV a potreba respektíve straty tepla obytného domu.
Veľkosť kolektorového pola a teda aj jeho výkon musí byť v tomto prípade podstatne väčší ako v prípade prípravy iba TÚV (viď predchádzajúci obrázok). Napriek tomu aj v prípade väčšej inštalovanej plochy kolektorov je potrebný doohrev TÚV v zime, pretože nízka intenzita slnečného žiarenia a nízke teploty okolia nám ani pri veľkom solárnom zariadení nemusia zaistiť potrebné množstvo TÚV o požadovanej teplote (TÚV je napr. nepoužiteľná, ak mám 1000 l teplej vody ohriatej na 30° C, ale potrebujem 100 l vody o teplote 55° C). Šikmo šrafované plochy v okrajových mesiacoch roka pod čiarou teda predstavujú množstvo tepla, ktoré nám musí poskytnúť iný energetický zdroj aj pri príprave TÚV.
Ako najlepšie využiť energiu zo slnka ?
Solárne prikurovanie môže pozitívne ovplyvniť nízkoteplotný vykurovací systém podlahového alebo stenového kúrenia. Ak teplota vykurovacej vody na spiatočke z klasických rádiátorov sa pohybuje medzi 40 až 60° C, zo stenového alebo podlahového vykurovacieho systému môže byť pri porovnateľnom tepelnom výkone 25 až 30° C. Je samozrejmé, že slnečné kolektory môžu potom v zimnom období pracovať pri nižších stredných teplotách a teda menších tepelných stratách a využívať tak efektívnejšie aj nízke intenzity slnečného žiarenia.
Na kúrenie nám zostáva množstvo tepla ohraničené krivkami (vodorovne šrafované plochy), hlavne v jarných a jesenných mesiacoch roka. Na druhej strane, máme relatívne veľký prebytok tepla v letnom období (kolmo šrafovaná plocha)
Ako má vyzerať systém na ohrev TUV a prikurovanie?
Tento technický problém sa rieši optimalizáciou kolektorového poľa tzv. kombi – zásobníkmi tepla.Sú to vertikálne nádrže obvykle o objeme 500 až 1000 l. Sú často konštruované tak, že dochádza v nich po výške k stratifikácii (vrstveniu) tepla získaného zo solárneho zariadenia. V hornej polovičke nádrže je obvykle umiestnený doohrev z kotla ústredného kúrenia, elektrický doohrev prípadne oboje.
V najvyššom a teda aj najteplejšom mieste sa odoberá teplá voda do výmenníka, kde sa protiprúdnym spôsobom ohrieva TÚV. Príslušné obehové čerpadlo sa spúšťa v dobe odberu TÚV. Toto riešenie má i tú výhodu, že TÚV sa spotrebováva bezprostredne po jej ohreve a teda nemôžu sa tam rozmnožiť zdraviu škodlivé baktérie typu „Legionel“.
Z nižšieho horizontu zásobníka sa odoberá teplá voda do vykurovacieho systému domu. Sú známe aj iné konštrukčné vyhotovenia kombi-zásobníkov tepla, avšak spôsobom ich činnosti sa príliš nelíšia.
Vieme dosiahnuť čo najlepšiu efektivitu ?
V nemeckom časopise „Stiftung Warentest“ 3/98 bolo zverejnené kompletné hodnotenie solárnych zariadení najvýznamnejších nemeckých výrobcov na modelovom nízkoenergetickom dome s celkovou spotrebou 4200 kWh tepla/rok pri príprave TÚV a 14900 kWh/rok pri kombinovanej príprave TÚV a kúrení. Pri príprave TÚV sa slnečnými kolektormi v jednotlivých prípadoch dosiahlo 52,5 až 60 % krytie energetických potrieb a v prípade TÚV a kúrenia 19,5 až 24 % ( bez exteriérového bazéna ). Celkom iste je technicky možné dosiahnuť podstatne vyšší stupeň krytia energetických potrieb, avšak už s podstatne vyššími investičnými nákladmi za jednotku získaného tepla. Keďže súčasťou hodnotenia bola i cena solárneho zariadenia, optimum sa pohyboval v hore uvedených hraniciach.
Problém solárneho prikurovania a veľkých prebytkov tepla v lete možno efektívne riešiť ohrevom vody v bazéne, čím sa kúpanie v ňom stane príjemnejšie a predĺži sa kúpacia sezóna.
Samozrejme sú aj iné spôsoby využitia letných prebytkov solárneho tepla a to hlavne dlhodobou akumuláciou tepla a solárnym chladením, ale tieto možnosti sú už investične veľmi náročné. Najlepším riešením je optimalizovať veľkosť solárneho systému ( kolektorovej plochy ) tak, aby jednotková cena získaného solárneho tepla bola ekonomicky akceptovateľná.
