Príprava teplej úžitkovej vody a podpora 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.

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 1000l 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.

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.

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.

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.