Slnečná energia sa dá využiť či už na prípravu teplej vody, alebo aj ako podpora vykurovania pomocou slnečných termických kolektorov. Pri návrhu solárnych systémov je veľmi dôležitý správny návrh veľkosti zásobníka, veľkosť kolektorovej plochy ako aj dĺžky potrubí a izolácia. Pri návrhu veľkosti zásobníka treba brať do úvahy aj množstvo spotrebovanej teplej vody v danom rodinnom dome.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 3/2017.
Zásobníkový spôsob ohrevu vody patrí k bežne používanému spôsobu ohrevu pitnej vody.
Výhodou zásobníkového ohrevu je komfortný odber teplej vody bez dlhého čakania aj v prípade nárazových odberov (v prípade správneho návrhu veľkosti zásobníka, umiestnenia snímača teploty, nastavenia teploty spúšťajúcej dobíjanie zásobníka a samozrejme hydrauliky – dispozičného tlaku). Vplyvu navrhnutého zásobníkového ohrevu na celkovú energetickú účinnosť solárneho systému sa podrobne venuje nasledujúca analýza energetických tokov zásobníkového ohrevu teplej vody.
Analýza parametrov zásobníkového ohrevu solárneho systému rodinného domu v Nitre bola uskutočnená na základe experimentálnych meraní a pomocou simulácie. Solárny systém domu pozostáva z troch plochých kolektorov umiestnených na južnej strane strechy a zásobníka vody o objeme 300 l. Absorpčná plocha jedného kolektoru je 1,78 m2. V rámci experimentálneho merania bolo na zásobníkovom ohrievači merané nielen množstvo dodávanej tepelnej energie, ale aj množstvo tepelnej energie, ktorá bola zo zásobníkového ohrievača teplej vody odoberaná.
Boli tiež vykonané simulácie s použitím rovnakých parametrov ako pri rodinnom dome, kde bolo zistené, že solárny systém dodal zásobníku 345 kWh energie. Nameraná hodnota je približne o 20 % vyššia, ako pri experimentálnych meraniach, čo mohlo byť spôsobené nepresnosťou meracích prístrojov a taktiež aj starším solárnym systémom.
V programe T*Sol boli vykonané simulácie priebehu množstva zachytenej energie solárnym systémom počas celého roku, ak nebola inštalovaná žiadna cirkulácia a pri inštalovaní cirkulačného potrubia.
Záver: Pri návrhu veľkosti zásobníka, by mala byť zohľadnená nie len celková plocha inštalovaných kolektorov, ale aj množstvo vody, ktorú domácnosť denne spotrebuje, aby zásobníky neboli príliš predimenzované. Tiež by bolo treba voliť trasy potrubí aby boli čo najkratšie a veľmi dôležitá je ich izolácia, pretože práve v potrubiach dochádza k veľkým tepelným stratám. Množstvo potrebnej doplnkovej energie pri systéme s cirkuláciou a systéme bez cirkulácie je značne rozdielny. Dôvodom toho je fakt, že cirkulácia odoberá množstvo teplej energie v podobe neustáleho prúdenia vody v cirkulačnom potrubí, kde sa ochladzuje.
Ing. Monika Novotná, Stavebná fakulta, STU v Bratislave
Obrázky:
Solárny systém domu, kde boli uskutočnené experimentálne merania
Energetické toky a spotreba teplej vody u zásobníka o objeme 300 l: Zelená krivka je odobraté množstvo teplej vody, červená krivka je množstvo tepelnej energie odobratá zo zásobníka vo forme ohriatej pitnej vody, modrá krivka je reakcia regulácie solárneho systému v podobe opätovného „nabíjania“ ohrievača
Percentuálne využitie disponibilnej tepelnej energie zásobníkového ohrievača teplej vody: Modrá krivka je účinnosť kolektorov (okolo 75 %), zelená krivka je množstvo odobratej teplej vody v l/deň a červená krivka je využitie disponibilnej energie v % (akumulačný zásobník je predimenzovaný – využitie je okolo 60 %)
