Zásobník je centrálnym prvkom vykurovacieho zariadenia, ktorý zabezpečuje kontinuálne teplo na vykurovanie a teplú vodu pre kúpeľňu a kuchyňu. Uchovávanie tepla je na rozdiel od uchovávania elektriny veľmi jednoduché a vďaka tomu aj finančne výhodné. Solárny zásobník je nádrž alebo nádoba, ktorá slúži na uchovávanie teplej vody vyprodukovanej zo slnečných kolektorov alebo iných solárnych tepelných systémov. Vďaka takémuto zásobníku budete môcť využívať slnečnú energiu aj v noci a počas zamračených dní.
Zásobníky teplej vody: Typy a funkcie
Čo je vlastne zásobník teplej vody?
Zásobník teplej vody je zariadenie určené na uschovanie pitnej vody a/alebo vody na vykurovanie. Vykurovanie so zásobníkom teplej vody oddeľuje časovo výrobu a spotrebu tepla tým, že zásobník ho ukladá do zásoby na neskôr.
Zásobník pitnej vody
Zásobník pitnej vody vytvára zásobu pitnej vody na sprchovanie a kúpanie, aby bolo možné kedykoľvek zabezpečiť zásobovanie teplou vodou. Najjednoduchšie typy zásobníkov pitnej vody sú vybavené výmenníkom tepla, pomocou ktorého je zásobník napĺňaný používaným zdrojom tepla (napr. plynovým alebo olejovým kotlom). Ak sa rozhodnete používať na prípravu teplej vody aj solárne zariadenie, zásobník pitnej vody bude vybavený aj druhým výmenníkom tepla pre toto zariadenie. Takýto solárny zásobník má objem 200 až 400 litrov, teda je vždy stojatý. Dobrý solárny zásobník by zároveň mal mať vždy dobré vrstvenie. Zásobník teplej vody na pitnú vodu by sa mal pravidelne zahrievať na teplotu 60 °C, aby sa zabránilo množeniu baktérií rodu Legionela. Naši obchodní partneri inštalujú zásobník teplej úžitkovej vody, ak sa systém používa na ohrev teplej úžitkovej vody. Zásobníky teplej vody, ako napríklad Vitocell 100-B/-W, sa plnia teplou vodou a sú vybavené dvoma špirálovými výmenníkmi tepla, ktoré sú umiestnené v zásobníku podobne ako ponorné ohrievače.
Akumulačný zásobník (zásobník vykurovacej vody)
Moderné vykurovacie zariadenie je obvykle vybavené aj akumulačným zásobníkom, čo je špeciálny typ zásobníka na vykurovaciu vodu. Akumulačné nádrže slúžia na akumuláciu prebytočného tepla od jeho zdroja. Zdrojom môžu byť kotol na tuhé palivá, tepelné čerpadlo, solárne kolektory, krbová vložka, atď. Akumulačný zásobník je miestom, kam uschovávajú na neskoršie použitie teplú vykurovaciu vodu rôzne používané zdroje tepla, ako napríklad solárny systém, tepelné čerpadlo alebo plynový kotol. Akumulačný zásobník ponúka maximálnu flexibilitu - slúži na uschovávanie vykurovacej vody, no môže slúžiť aj na prípravu teplej pitnej vody. Tento proces je mimoriadne efektívny a hygienický pri používaní stanice čerstvej vody, ktorá funguje ako prietokový ohrievač pitnej vody, zohrievajúci pretekajúcu vodu. Zásobník sa naplní vykurovacou vodou, ktorá sa ohrieva solárnym teplom prostredníctvom výmenníka tepla. Z hľadiska údržby sú náročnejšie akumulačné zásobníky pre solárne systémy na podporu vykurovania, ktoré sú vybavené výmenníkom tepla zo solárneho systému.
Kombinovaný/vrstvový zásobník
Kombinovaný zásobník slúži na ukladanie pitnej aj vykurovacej vody. Vykurovacie zariadenie by síce mohlo byť vybavené dvomi samostatnými zásobníkmi, no takéto riešenie by zbytočne zvýšilo priestorové nároky a tepelné straty. Existujú dva typy kombinovaných zásobníkov: prvý, ktorý sa zvykne označovať aj ako hygienický zásobník, má nádrž na pitnú vodu umiestnenú vnútri nádrže na vykurovaciu vodu. Druhý typ je akumulačný alebo vrstvový zásobník s integrovanou stanicou čerstvej vody. V takýchto staniciach sa voda zohrieva pri pretekaní, vďaka čomu nemajú baktérie rodu Legionela žiadnu šancu.
Pre solárne vykurovanie je dôležité, aby bola horúca voda na sprchovanie a kúpanie k dispozícii iba vo vrchnej časti. V strednej a spodnej časti je v dobrom vrstvovom zásobníku voda vždy dostatočne studená, aby mohlo vykurovacie zariadenie zužitkovať aj ekologickú slnečnú energiu. Ak by totiž bola horúca voda v celom zásobníku, nebolo by v ňom už žiadne miesto na teplo získané zo slnka počas slnečných dní. Okrem toho vyžaduje moderný plynový alebo olejový kondenzačný kotol na dosiahnutie vysokej účinnosti nízku teplotu spiatočky. Práve preto nesmie byť teplota vody v spodnej časti zásobníka teplej vody pri vykurovaní olejom alebo plynom príliš vysoká. Ak je teplota v strednej časti zásobníka 40 až 45 °C, takáto teplota je úplne dostačujúca pre podlahové vykurovanie.
Funkcia solárneho zásobníka a jeho integrácia do systému
Ako funguje uchovávanie tepla so solárnym systémom
Slnko každý deň vyžaruje bezplatnú energiu, ktorú môžu majitelia domov využívať vďaka solárnemu systému. Solárne termické systémy sú veľmi jednoduché: kolektory zachytávajú sálavé teplo a premieňajú ho na tepelnú energiu predtým, ako teplo absorbuje zásobník. Ak je k dispozícii priveľa tepla, voda v zásobníku sa nahreje. Toto platí predovšetkým počas slnečných dní v prípade vykurovania solárnym systémom. V lete dokáže solárny systém nahriať akumulačný zásobník bez problémov až na teplotu 90 °C. Vďaka tomu môžete potom vypnúť všetky ostatné vykurovacie systémy na niekoľko dní až týždňov. V prípade solárneho systému preteká slnkom zohriaty nosič tepla cez výmenník tepla v solárnom zásobníku, čím sa prenáša tepelná energia na vodu v zásobníku. Ak je ponuka slnečnej energie väčšia ako potreba tepla v dome, solárny zásobník absorbuje energiu zo solárneho systému pred jej neskorším uvoľnením pre spotrebiteľov. To pomáha zabezpečiť, aby sa v dome využilo čo najviac solárneho tepla.
Slnečná sústava 101 | National Geographic
Kľúčové komponenty solárneho systému
Solárne kolektory
Solárne kolektory sú dôležité pre fungovanie solárnych termálnych zariadení. Zachytávajú slnečné svetlo a premieňajú energeticky bohaté žiarenie na teplo. Ploché kolektory, ako napríklad Vitosol 100-FM alebo Vitosol 200-FM, pozostávajú z tepelne izolovaného hliníkového rámu pokrytého vysoko priehľadným špeciálnym sklom, ktoré je nasmerované na slnko. Vďaka tomu sa veľká časť sálavého tepla dostáva do vnútra kolektorov, kde dopadá na absorbér. Vákuové trubicové kolektory, ako napríklad Vitosol 200-TM alebo Vitosol 300-TM, sa skladajú z jednotlivých trubíc, ktoré sú prepojené cez kolektor. Trubice obsahujú absorbér a teplonosné médium. To sa počas ohrevu odparuje, kondenzuje na kolektore a odovzdáva slnečnú energiu solárnej kvapaline (solárnemu médiu).
Solárne kolektory Viessmann sú vybavené patentovaným vypínaním ThermProtect v závislosti od teploty. V prípade plochých kolektorov pozostáva zo špeciálneho absorpčného povlaku, ktorý mení svoje vlastnosti pri zmene teploty. Ak teplota kolektora stúpne nad bod vypnutia, zmena štruktúry kryštálov spôsobí, že sa vyžiari viac tepla. Teplota kolektora potom klesá a solárne kolektory už nie sú ohrozené prehriatím. Vo vákuových trubicových kolektoroch, ako je Vitosol 300-TM alebo 200-TM, funguje vypnutie v závislosti od teploty prostredníctvom samoregulačnej tepelnej trubice. To zabraňuje kondenzácii média v tepelných trubiciach vždy, keď ich teplota stúpne nad 150 stupňov Celzia. Funkcia vypnutia závislá od teploty ThermProtect funguje bez ďalších komponentov.
Solárny okruh a médium
Solárny okruh zabezpečuje, aby sa teplo z kolektorov dostalo do domu. Spája komponenty systému a je naplnený solárnym médiom (zmesou vody a nemrznúcej zmesi). Médium sa ohrieva v solárnych kolektoroch a čerpadlom sa čerpá do zásobníka. Tu médium uvoľňuje tepelnú energiu, zohrieva zásobník a ochladzuje sa. Potom prúdi späť do solárnych kolektorov na streche a cyklus môže pokračovať.
Konkrétne typy solárnych zásobníkov
V našej ponuke nájdete niekoľko typov solárnych zásobníkov s rôznym objemom, priemermi a výškou. Najpoužívanejšie solárne zásobníky na ohrev TÚV majú objem 200l až 500l. Tieto sú spravidla vybavené dvomi výmenníkmi - spodný pre solárny systém a vrchný na dohrev pomocou konvenčného zdroja (kotla). Alternatívne môžu byť tieto zásobníky vybavené elektrickou špirálou s max. výkonom 6 kW (neplatí pre TS-K 500/200). Vnútorná smaltovaná nádoba slúži na priamy ohrev TÚV. Ochrana proti korózii je zabezpečená pomocou horčíkovej / titanovej anódy. Dôležitá je aj tepelná izolácia hr. 80 mm alebo viac, často odnímateľná.
Stacionárne zásobníky teplej vody s dvomi výmenníkmi tepla sú ideálne do priestorov s nízkou svetlou výškou (domy s nízkym stropom). Spodný výmenník je určený pre využitie solárnej energie, vrchný výmenník na pripojenie konvenčného zdroja tepla. Pri zásobníkoch pitnej vody by ste mali počítať s objemom aspoň 40 litrov na každého člena domácnosti. Ak chcete k zásobníku pripojiť aj solárny systém, tento objem by mal byť minimálne dvojnásobný. Akumulačné alebo kombinované zásobníky na vykurovanie sú dostupné s objemom od 500 litrov a v prípade kombinácie so solárnym systémom môžu mať aj 1 000 až 2 000 litrov.
Výhody a efektivita solárneho systému so zásobníkom
Nielen pri solárnom systéme sa však oplatí mať zásobník. Solárny termický systém je v podstate systém, ktorý sa môže používať na ohrev teplej vody a zálohovanie ústredného kúrenia. Solárna energia je bezplatná, takže nielenže ušetríte na fosílnej energii. Zistíte tiež, že investícia do solárneho termického systému sa vám vráti už v priebehu niekoľkých rokov.
Úspora energie a náklady
Hlavným dôvodom, prečo domácnosti a organizácie zaobstarávajú solárny systém, je výrazná úspora energie, t.j. na prípravu teplej vody. Štandardné spôsoby ohrevu vody (typicky elektrický bojler, prípadne iné zdroje v rámci vykurovania objektu) sú nákladné na spotrebovanú energiu. Hlavne cena elektriny je vysoká a z dlhodobého hľadiska rastie. Oproti tomu solárne systémy ohrevu vody využívajú teplo zo slnka „zdarma“.
V rodinnom dome pokrýva slnečná energia až 60 percent energie potrebnej na ohrev teplej vody. Solárny systém na dom na ohrev teplej vody dnes stojí od 2 500 do 4 000 eur. Výška úspory na príprave teplej vody potom môže byť až 60 %. Ak skombinujete ohrev teplej vody a vykurovacej vody, ušetríte približne 35 percent celkovej potrebnej energie - každý rok. Počítať musíte aj s vyššou vstupnou investíciou, ktorá sa v tomto prípade pohybuje v rozsahu 7 000 - 10 000 eur.
Okrem toho solárne kolektory na ohrev vody predlžujú životnosť kotla alebo tepelného čerpadla i ďalších komponentov vykurovacej sústavy. Celkové náklady možno významne znížiť využitím akčných ponúk a niektorých dotačných programov, ktoré sú v súčasnej dobe k dispozícii.
Environmentálne prínosy
Využitím energie zo slnka prispievajú solárne systémy ku zníženiu skleníkových plynov a spotreby nerastných surovín. Okrem toho inštaláciou solárneho tepelného systému preukážete svoj záväzok chrániť životné prostredie tým, že trvalo znížite emisie CO₂. Na rozdiel od fotovoltaických systémov je aj ich likvidácia omnoho jednoduchšia, menej finančne náročná a šetrná k prírode.
Dlhá životnosť a spoľahlivosť
Vykurovací zásobník je naplnený vykurovacou vodou s nízkym obsahom kyslíka, vďaka čomu nehrdzavie. Životnosť môže byť až 40 rokov. Ak chcete, aby vám vydržal aj zásobník pitnej vody 20 alebo viac rokov, je dôležité zabezpečovať mu pravidelnú odbornú údržbu a v prípade potreby ho nechať odvápniť a nechať obnoviť ochranu proti hrdzi (magnéziová anóda). Solárne systémy Regulus sa vzhľadom k použitiu kvalitných materiálov a komponentov vyznačujú extrémne dlhou životnosťou presahujúcou 25 rokov. Solárne kolektory Vitosol sú vyrobené z materiálov odolných voči korózii a UV žiareniu. Najpresvedčivejšie to potvrdzujú testy kvality podľa skúšobnej normy EN 12975. To zároveň potvrdzuje trvalo vysoký tepelný výkon.
Projektovanie a inštalácia solárneho systému
Správne dimenzovanie zásobníka a kolektorov
Veľkosť zásobníka teplej vody závisí do veľkej miery od vykurovacieho systému. Pri navrhovaní solárneho tepelného systému pre rodinný dom alebo dom pre dve rodiny platí toto pravidlo: ak je plocha kolektora orientovaná na juhovýchod až juhozápad, na 100 litrov objemu zásobníka by sa malo počítať s 1,5 štvorcového metra plochého kolektora alebo 1,0 štvorcového metra plochy trubicového kolektora.
Prehľad odporúčaných objemov solárnych zásobníkov a plochy kolektorov:
| Typ zásobníka | Objem | Plocha kolektorov (juhovýchod - juhozápad) |
|---|---|---|
| Zásobník pitnej vody (na osobu) | Minimálne 40 litrov | Nie je primárne závislá od plochy kolektorov, ak nie je solárna |
| Zásobník pitnej vody so solárnym systémom (na osobu) | Minimálne dvojnásobok (od 80 litrov) | 1,5 m² plochý / 1,0 m² trubicový na 100 litrov objemu |
| Akumulačný alebo kombinovaný zásobník (vykurovanie) | Od 500 litrov | |
| Akumulačný alebo kombinovaný zásobník (vykurovanie + solár) | 1 000 - 2 000 litrov |
Umiestnenie a orientácia kolektorov
Výťažnosť solárneho tepelného systému do veľkej miery závisí od podmienok na mieste. Obzvlášť dobré výsledky možno dosiahnuť pri strechách orientovaných na juh so sklonom 30 až 40 stupňov. Ak je povrch strechy orientovaný na východ alebo západ, môžu majitelia domov očakávať až o 20 % nižší výnos pri podobnom sklone. O niečo menej priaznivá orientácia sa dá kompenzovať väčšou plochou kolektora. Okrem orientácie a sklonu strechy je dôležité aj to, aby bola dostatočne veľká a čo najmenej zatienená. Ak susedné domy, stromy alebo hory vrhajú na plochu strechy počas roka dlhší čas tieň, solárny zisk sa zníži.
Solárny systém v novostavbe a pri rekonštrukcii
V novostavbe máte rôzne možnosti využitia zásobníka teplej vody. Naplánovať si môžete napríklad inštaláciu obzvlášť veľkého zásobníka s objemom niekoľko 1 000 litrov. Pri takom objeme už dokáže veľký solárny vykurovací systém zabezpečiť viac než tri štvrtiny tepla na vykurovanie a teplú vodu. Tepelné čerpadlo s veľkoplošným podlahovým vykurovaním ponúka naproti tomu už samo osebe množstvo kapacity na vytváranie zásob, takže by vám mohol stačiť len zásobník na pitnú vodu. Pri modernizácii vykurovania zohrávajú veľkú úlohu priestorové nároky zásobníka. No na štíhly vrstvový alebo kombinovaný zásobník sa väčšinou v technickej miestnosti nájde jeden voľný kút.
Integrácia s inými zdrojmi tepla
Správne navrhnutý solárny systém pokrýva v slnečných dňoch od jari do jesene celkovú potrebu teplej vody. V ostatných dňoch sa pre dohrev alebo úplný ohrev vody automaticky spína doplnkový zdroj (elektrické ohrevné teleso, plynový kotol a pod.). Na dohrievanie môžete použiť aj tepelné čerpadlo alebo elektrické ohrievacie teleso priamo v nádrži. Stále častejšie je ale solárny systém súčasťou komplexne braného vykurovacieho systému, založeného na veľkej kombinovanej akumulačnej nádrži pre vykurovanie aj prípravu ohriatej pitnej vody. Túto nádrž potom spoločne ohrieva napríklad tepelné čerpadlo, krbová teplovodná vložka i solárny systém. To so sebou samozrejme prináša výhodu využitia tepla z viacerých zdrojov. Rovnako tak regulácie pre tieto zdroje v sebe obvykle zahŕňa možnosť riadiť solárny systém, takže nie je nutné kupovať solárnu reguláciu naviac a celý systém so spoločnou reguláciou vykazuje vyššiu celkovú účinnosť.
Dôležitosť odbornej konzultácie a certifikácie
Ak si chcete kúpiť solárny tepelný systém, mali by ste sa poradiť s našimi kvalifikovanými partnermi. Títo odborníci preveria miestne podmienky a rýchlo určia najlepší spôsob inštalácie technológie a jej integrácie do vášho vykurovacieho systému. Nesprávne navrhnutý solárny systém môže mať výrazne nižšiu účinnosť a tým aj dlhšiu návratnosť investície. Dôležitou kvalitatívnou vlastnosťou, ktorú treba zvážiť, je certifikát Solar Keymark. Ide o značku kvality pre solárne tepelné výrobky na základe európskych noriem. Solárne tepelné systémy Viessmann dosahujú vysoké hodnotenie v oblasti výkonu a životnosti. Vďaka viac ako 40-ročným skúsenostiam s vývojom a výrobou solárnych tepelných systémov sa môžete spoľahnúť na našu vysokú kvalitu a technické znalosti.
Rozdiel medzi solárnym termickým a fotovoltaickým systémom
Fotovoltaické systémy sú často zamieňané so solárnymi systémami ohrevu vody (termickými systémami). Fotovoltaický systém premieňa energiu získanú zo slnka na elektrickú energiu. Obvykle sa fotovoltaický systém využíva pre dodávky elektriny pre vlastnú spotrebu domu alebo pre dodávku elektriny do siete. Pre ohrev vody v zásobníku ohriatej pitnej vody sa tiež s výhodou využíva prebytkov výroby elektriny. Na našom trhu sa ponúkajú tiež fotovoltaické systémy určené iba pre priamy ohrev vody v zásobníku ohriatej pitnej vody. Solárny termický systém, na rozdiel od fotovoltaického, premieňa slnečnú energiu priamo na teplo pre ohrev vody a podporu vykurovania.
Dotačné programy a podpora
Uvažujete o alternatívnych zdrojoch tepla a uvítali by ste podporu od štátu? Rozmýšľate, ako si vyberiete ten pravý program podpory pre vás? Celkové náklady možno významne znížiť využitím akčných ponúk a niektorých dotačných programov, ktoré sú v súčasnej dobe k dispozícii. Z tohto dôvodu odporúčame celý systém dopytovať a nechať si poradiť. Poskytnite nám informácie o súčasnom spôsobe ohrevu pitnej vody, prípadne vykurovania a toho, čo plánujete do budúcna využiť. My vám pripravíme návrh úsporného vykurovania a ohrevu vody s využitím solárneho systému, prípadne ďalších zdrojov energie.