Samotížné systémy

Samotížné solární systémy

Samotížné solární systémy dodáváme pro objekty, kde spotřeba teplé užitkové vody není více, než 300 l. Zároveň způsob montáže solárního systému musí splňovat předpoklady pro správnou funkčnost samotížného systému. Tento systém je tak vhodný pro až 6 osob. 

Z technického hlediska je nutné, aby solární zásobník samotížného systému byl umístěn výškově nad solárními panely. V praxi se to řeší tak, že solární kolektory se dají níže k okapům, bojler pro samotížný solární systém se umístí například na půdě nebo přichytí ke krokvím. Pokud je primární okruh naplněn nemrznoucí směsí, lze ho využívat i celoročně. 

Důležitým předpokladem celoročního provozu je také umístění samotného zásobníku. Ten by se měl nacházetjak již bylo řečeno vzhledem ke gravitačnímu principu cirkulace (teplonosná kapalina stoupá vzhůru do zásobníku a studená klesá, tímto dochází k jeho ohřevu) nad úrovní samotných kolektorů a z důvodů ochrany před mrazy nejlépe v zateplené části půdy, nebo podkroví. Pokud tyto předpoklady stavební úpravy nesplňují, je třeba zvážit samostatnou izolaci takového zásobníku, aby v důsledku mrazu nemohlo dojít k jeho poškození.Dříve se u těchto systémů instalovaly podobně jako u otopných systémů otevřené expanzní nádrže,které vyrovnávají roztažnost teplonosné kapaliny, nicméně moderní systémy díky své konstrukci již takové opatření nevyžadují.

Samotížný systém má dvě nesporné výhody.Obejde se naprosto bez el. energie. Další výhodou je jeho spolehlivost a snadná montáž, kterou je na rozdíl od soustav s nuceným oběhem možno zvládnout svépomocí se základním technickým vybavením a vědomostmi.

Nevýhodou gravitačních-samotížných systémů je, že cirkulace kapaliny probíhá při teplotách nad 40°C. Proto nevyužijete nízkointenzivní sluneční záření např. v zimních měsících. (Kolektor neohřeje kapalinu na dostatečnou teplotu, aby začala cirkulovat).

samotizne solarni systemy kocianSamotížný systém - výhody 

  • téměř nulové provozní nádkladyzapotřebí je pouze kontrolovat nemrznoucí směs
  • bez nutnosti připojení elektrické energie pro funkčnost solárního systému
  • možnost alternativního ohřevu el. patronou, krb. vložkou, kotlem na TP
  • vysoká úspora při ohřevu TUV
  • témeř absolutní bezporuchovost
  • beztlakový solární systém
  • stavebnicový typ
  • snadná montáž pro zručného člověka

Tyto solární systémy dodáváme v objemech bojleru 160, 200, 320 l. Adekvátně k tomu se dimenzují solární kolektory. Nejčastější použití je v chatách, rekreačních střediscích, dětských táborech apod.Solární sety kupujeme od renomovaných výrobců se zkušenostmi při výrobě přes 30 let. Tyto systémy jsou generační záležitost, jejich spolehlivost je maximální. Vyrobeny a namontovány byly miliony těchto produktů.

Podrobné informace a technické parametry námi dodávaných samotížných sestav.

Solární zásobníky

Solární zásobníky 

Důležitou součástí každé solární- tepelné soustavy jsou zásobníky tepla, které slouží k akumulaci a uchovávání zisků tepelné energie získané provozem takové soustavy. U solárních soustav je to dáno především nepravidelnou dodávkou sluneční energie zajišťující přeměnu na tepelnou energii. Aby bylo dosaženo co nejefektivnějšího využití solární energie, je správný a optimalizovaný návrh takového zásobníku jedním z předpokladů pro fungování celé soustavy. Proto také takové zásobníky označujeme jako srdce celé solární soustavy. Jako základní kritéria pro takový návrh musíme brát v zřetel nemálo faktorů a to zejména kapacitu zásobníku v závislosti na účinnosti solární soustavy, a z ekonomického hlediska jeho cenu vztaženou k životnosti a funkcím, které má zásobník plnit pokud se máme bavit o návratnosti solárního setu. 

Podle principu časové využitelnosti zásobníky rozlišujeme na denní nebo vícedenní, které využívají akumulace tepla krátkodobě a zásobníky dlouhodobé, které jsou schopny naakumulovanou energii udržovat a uchovávat pro delší časové období. U těchto dlouhodobých hovoříme nejčastěji jako o akumulačních nádržích, které se nejčastěji používají u velkoplošných solárních soustav, kde se pro přenos výkonu solárních kolektorů využívá např. externích tepelných výměníků. Využívány jsou zejména při soustavách s podporou vytápění  a zpravidla nedisponují teplosměnnou plochou. Nevýhodou takové akumulace tepla je vzhledem k velkým objemům jednak jejich konstrukční a tím pádem finanční náročnost, ale také změna teplot v průběhu ukládání vody  s ohledem na využitelnost a tepelné ztráty. Pro praktické využití a funkčnost se používají zásobníky tlakové. 

Základním zástupcem zásobníků tedy zůstávají navrhované zásobníky pro primární okruh solární soustavy. Jsou to zásobníky monovalentní s jednou teplosměnnou plochou. Ta může být realizována v podobě vnitřního spirálového výměníku u stacionárních vertikálních bojlerů, nebo celoplošným výměníkem, kdy k přenosu tepelné energie slouží vnitřní plášť. S takovým případem se setkáme např. u horizontálních zásobníků. Dodatkový zdroj tepla v tomto případě neovlivňuje teplotu v solárním zásobníku a solární zisky jsou velmi vysoké. Je to dáno konstrukčním řešením a materiály, které se při výrobě používají.  

Zásobníky opatřené dvěma výměníky nazýváme bivalentními, kdy další výměník funguje jako alternativní pro dohřev zásobníku v zimním období nebo při dnech s malým dopadem slunečních paprsků na solární kolektory. Připojitelnost je velice variabilní, např. lze jej dopojit k plynovému kotli, kotli na tuhá paliva, krbovou vložku atd. Dolní výměník je tedy určen pro přenost tepla od kolektorů a horní výměník je napojen na dodatkový zdroj. Standardně jsou takové bojlery opatřeny otvorem pro elektrickou patronu, a to zpravidla v polovině zásobníku, aby bylo dosaženo maximálně využití zdroje ze solárních kolektorů na poměr objemu vody. 

Pro návrh vhodného typu zásobníku tak musíme zohledňovat nejen jeho finanční pořizovací hodnotu, ale mnoho dalších parametrů. Je to také spolehlivost, nízká poruchovost, snadná údržba i instalace. Dále  v dalších případech jeho ergonometrické parametry, chcete-li rozměry v závislosti na umístění v technické místnosti. Jelikož se takový zásobník stává na dobu několika let součástí interiéru tak významným prvkem je také jeho designové zpracování a celkový vzhled.  

V naší praxi se zaměřujeme na osvědčené a kvalitní produkty. Seřadit uvedené zásobníky dle kvality a životnosti není jednoduché a je přímo závislé na  poruchovosti k objemu instalací. Všechny zásobníky disponují vyměnitelnou hořčíkovou anodou a mělo by na nich docházet k pravidelné údržbě ve formě výměny této anody a čistění vnitřní části zásobníku.  

Nejčastěji instalujeme solární zásobníky bulharského výrobce Tesy. Jejich obrovskou předností je kvalita, životnost, design, rozměry, rozmístění jednotlivých vstupů. Další výhodou jsou vnitřní závity na zásobníku, čímž je vyloučeno jejich poškození vlivem transportu.  Jedná o špičkový a velmi zdařilý produkt. Kvalitní izolace, minimální tepelné ztráty a designový látkový obal s plastovým víkem posouvají tento produkt mezi špičkové produkty svého druhu. 

Další osvědčenou značkou jsou bojlery COSMO. Jedná se o produkty německé firmy Gienger. Doposud neevidujeme žádnou reklamaci, jedná se o spolehlivý produkt. Nevýhodou těchto zásobníků je z instalačních důvodů pouze jejich výška. Zásobníky mají nízké tepelné ztráty, kvalitní izolaci a velmi povedený design. Povrch zásobníku je plastový stejně jako víko.  

Solární zásobníky českého výrobce DZD Dražice OKC NTRR SOL používáme při instalacích velmi zřídka. Jedná se také o nepřímotopné solární zásobníky určené k ohřevu vody solárním systémem. Nádoba ohřívače a výměník je svařenec ocelového plechu. Vnitřní část bojleru je smaltovaná. Ke snížení elektrického potenciálu a proti prorezavění bojleru je zásobník opatřen hořčíkovou anodou umístěnou v horní přírubě ohřívače.

Pojistná a zabezpečovací zařízení

Pojistná a zabezpečovací zařízení 

Solární systémy pro ohřev TUV podobně jako ostatní tepelné soustavy musí být vybaveny pojistnými a zabezpečovacími prvky. Jedná se zejména o pojistný ventil a expanzní nádobu. Pro jejich návrh musíme vycházet z topenářských norem, jelikož české normy tuto kapitolu samostatně nedefinují. Ovšem musíme mít na zřeteli specifika, která se zde vyskytují na rozdíl od klasických tepelných soustav. Solární sestava je totiž provozována v rozmezích plnících tlaků tzv. za studena a při minimální teplotě mezi 10-20°C až po maximální provozní tlaky a teploty, které se pohybují mezi 90-130°C. Počáteční plnící tlak je tedy dán hydrostatickým sloupcem teplonosné kapaliny nad místem připojení expanzní nádoby a minimálním tlakem v nejvyšším místě celé sestavy, zpravidla kolektoru. Rozsah minimálního tlaku se volí podle specifik zapojení celé soustavy a musí být s ohledem na její funkčnost správně nastaven v závislosti na požadovanou teplotu propylenglykolové nemrznoucí směsi. Stručně lze říct, že z praktického hlediska čím je menší provozní tlak, tím musí být větší expanzní nádoba, aby byl provozní tlak udržen v požadovaných mezích. Hodnota provozního tlaku v soustavě je také úzce vázaná s druhem teplonosné kapaliny. Ta pokud např. vykazuje degradaci nad 120°C musíme udržovat provozní tlak pod hodnotou tlaku odpovídající teplotě varu teplonosné kapaliny pod 120°C. V případě, že teplota dosáhne na kolektorech stagnace dochází k varu této kapaliny a její teplota se dále nezvyšuje. Aby byl kolektor ochráněn před přílišným tepelným zatížením odpaří se pouze zlomek takové kapaliny a zbytek objemu kolektoru je vytlačen zpět do přívodního a zpětného potrubí. Tímto způsobem je kolektor chráněn proti tepelnému zatížení, který by ho mohl poškodit. Z toho důvodu je vhodné dimenzovat expanzní nádoby na takovou velikost, která dokáže bezpečně pohltit objem teplonosné kapaliny vytlačené z kolektoru v závislosti na stagnačním chování celé soustavy. V případě kapaliny, která je odolná velmi vysokým teplotám je možné volit vysoké provozní tlaky a eliminovat tak změnu skupenství této látky při stagnačních podmínkách a pronikání páry do rozvodu celé soustavy. 

Pojistný ventil 

Pojistný ventil je zařízení, které chrání primární okruh solární soustavy proti nedovoleným tlakům. Otevírací přetlak ventilu určuje maximální tlak v soustavě s ohledem na tlakovou odolnost nejslabšího prvku celé soustavy, zpravidla výměníku nebo kolektoru a určuje tak tlakový stupeň a velikost expanzní nádoby. Mezi ventilem  a okruhem nesmí být tedy žádné uzavíratelné prvky. Instalace pojistného ventilu v úseku solárních kolektorů se ovšem vyhýbáme z praktických důvodů. Revize a kontrola tohoto ventilu na těžko přístupných střechách se zpravidla zanedbává, Umístění ve venkovním prostředí také velmi snižuje životnost pojistného ventilu a při otevření nemusí správně plnit svou funkci opětovného uzavření a teplonosná kapalina zpravidla vyteče na střechu, čímž dojde ke ztrátě provozního tlaku a systém se tím pádem stává nefunkční. Proto raději volíme umístění v technické místnosti, což z praktických zkušenností nepředstavuje žádný problém z hlediska bezpečnosti celé soustavy proti nepovoleným tlakům. Vhodné je také společně s pojistným ventilem instalovat také tlakoměr a teploměr. V pojistném potrubí samozřejmě nesmí docházet ani k akumulaci nečistot ve vztahu k funkci, kterou má v solární soustavě plnit. Funkce pojistného ventilu si vyžaduje také logické umístění, aby nemohlo dojít k opaření obsluhy a musí být pravidelně kontrolován. 

Expanzní nádoba 

Expanzní nádoba umožňuje změny objemu teplonosné kapaliny vlivem tepelné a objemové roztažnosti k nedovolenému zvýšení tlaku a zbytečných ztrát kapaliny způsobené otevřením pojistného ventilu v případě stagnace. V solárních soustavách tyto nádoby používáme jako uzavřené s membránou, i když dříve bylo možné využít tzv. otevřených, kde jako u topných soustav docházelo v nejvyšším místě ke zvýšení nebo poklesu hladiny. Jedná se tedy o kovovou nádobu, která je uprostřed rozdělena pružinou membránou, která odděluje dvě látky: teplonosnou kapalinu a stlačený plyn (vzduch). Oproti expanzním nádržím na otopné soustavy zde musí být ale zaručena vyšší odolnost proti teplotám a chemickému složení teplonosné látky. Ta se zahříváním při provozu solární soustavy roztahuje a postupně vyplňuje objem expanzní nádrže. Proto by tato nádoba měla být schopna pohltit objemové změny teplonosné kapaliny  vlivem teplotní roztažnosti bez její zbytečné ztráty a udržet přetlak v solární soustavě v požadovaných mezích při všech provozních stavech. Při stagnaci, kdy je teplota v kolektorech na maximální možné hranici stejně jako teplonosná kapalina, pára vlastně vytlačuje objem kapaliny z kolektorů do expanzní nádrže  a při poklesu teploty tato pára zpět kondenzuje a vytlačená kapalina se vrací zpět do kolektorů.  Expanzní nádoba může být umístěna prakticky kdekoliv v soustavě, ovšem zpravidla ji umisťujeme na studené větvi primárního okruhu kvůli nižšímu tepelnému namáhání. Dále musí být instalována ve správné vertikální poloze, aby nemohlo docházet k jejímu zavzdušňování. Pravidelná kontrola tlaku v ní je také jedním z předpokladů správné funkčnosti celého solárního systému. Zpravidla se tyto nádoby určené pro solární soustavy vyskytují v bílé barvě a v rozličné škále objemu od 10 do 50 i více litrů.