Zásobníky tepla v solárním systému ohřevu vody

Solární zisk (výtěžek) je ve svém důsledku závislý nejen na účinnosti kolektorů, způsobu oběhu média, ale především na tepelných zásobnících. Záleží přitom jak na konstrukci zásobníku, tak na teplotní úrovni: Jde buď o nízkoteplotní nebo vysokoteplotní systémy.

Principy ukládání (akumulace) tepla se rozlišují podle zvoleného fyzikálního principu. Využíváno může být citelné teplo, latentní teplo nebo termochemické reakce. Cílem solárních zásobníků je dosáhnout co nejvyššího využití zachycené energie. O účinnosti solárních systémů ale nerozhodují jen kvalitní kolektory, ale také tepelné zásobníky.

Zásobníky jsou nádoby tlakové, nebo beztlaké. K přestupu tepla ze solárního okruhu dochází v deskových výměnících, umístěných vždy mimo vlastní nádobu. Výhodou je vysoký měrný prostup tepla a tím i nízká cena teplosměnné plochy. Objem zásobníků se pohybuje od několika m3 a po desítky m3, teplota média je do 100 °C.

U vysokoteplotních systémů (tepelná hladina je 60 – 90 °C) je nutno dodržet stratifikaci neboli teplotní rozvrstvení média v zásobníku a to pak důsledně udržovat. Za tím účelem byly vyvinuty speciální zásobníky s vestavbami, které zavádějí vodu z kolektorů do odpovídající výškové úrovně podle teploty tak, aby např. voda s teplotou 60 °C byla vypouštěna do úrovně, kde je opět 60 °C. Jiný systém pak má solární výměník na dně zásobníku a ohřátou vodu pak vestavbami vede do vyšších teplotních úrovní. Pro dobrou tepelnou účinnost solárního systému jsou tyto zásobníky nutností, neboť mohou zvýšit výtěžnost solárního zisku o 15 – 20 % za rok.

Nízkoteplotní systémy (tepelná hladina je 40 – 60 °C) nejsou citlivé na stratifikaci, a proto vestavby nejsou nutné. Rozdíl teplot mezi spodní a horní částí zásobníku je nízký, a proto postačí odebírání chladnější vody do kolektorů ze spodní části objemu a přívod teplé vody z kolektorů pak do horní části. Tím se zjednodušuje řešení a současně snižuje cena, zvláště když jde o beztlaké systémy. Jedná se zde hlavně o High-Flow systémy tzn. s vysokým průtokem média.

Technika dlouhodobého ukládání tepelné energie se nachází dosud ve vývoji. Zatím neexistuje žádný standardní koncept. Konkrétní typ zásobníku musí vždy ladit s navrženým solárním systémem.

 

Celý článek je otištěn v čísle 5/09 časopisu Energie 21.

Autor: Ing. Jiří Trnavský (zdroj: portál TZB-Info a časopis Topenářství)

 

Napsat komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *