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.  

Slovník solární techniky

Slovník solární techniky

V současné době se stále často při obchodních jednáních nebo při kontaktu se zákazníkem setkáváme s neznalostí odborných termínů v tomto technickém oboru. Záměnou nebo neznalostí zákazníka může docházet při těchto vztazích ze strany prodejců k matení druhé strany podsouváním zavádějících informací o produktech nebo jejich technických parametrech či vlastnostech. Slovní výklad termínů jako např. výkon kolektoru, jeho účinnost apod. se v konečném výsledku nemusí zakládat na skutečnostech vyřčených ústně a ve finální podobě ve výpočtech energetických zisků v rámci projektové dokumentace sloužící jako podklad pro dotační řízení již bude realita zcela odlišná. V podstatě by se dal takový přístup přirovnat k reklamním sloganům v mediích. Televizi při reklamě můžete vypnout, ovšem pokud se jedná o Vaši investici, měli byste zbystřit a na konkrétní dotaz požadovat od prodejců konkrétní odpověď nejlépe podloženou faktickou listinnou podobou např. výsledkem test reportů jednotlivých produktů.

Jak tedy postupovat a nenechat se vtáhnout do slepých uliček v takovémto obchodním jednání? V první řadě nepodlehnout superlativům prodejců u jednotlivých komponentů, jelikož výrazy jako „tento produkt byl oznámkován SolarKeymark na 1, nejvyšší výkon, záruka 30let apod. nic nevypovídají o skutečných parametrech produktu. A zde dochází právě v klamání zákazníka na bázi laciných reklamních sloganů známých z TV reklam. Bezpochyby je důležité informovat se o historii firmy, zda údaje, které uvádějí na svých webech odpovídají skutečnosti, zda mají v provozu webové stránky a telefonní kontakty jsou funkční. Na internetu je možné naleznout také spousta webů, kde zákazníci píší své recenze a hodnotí firmy podle vlastních, ať už kladných nebo negativních hodnocení.To se samozřejmě netýká pouze oboru solární techniky. 

Pro upřesnění některých základních pojmů jsme Vám připravili základní pojmy a jejich stručné vysvětlení.


 

A

absorbér 
část solárního kolektoru určená k pohlcení zářivé energie a přeměnu na jiné formy energie

apertura 
otvor, kterým nesoustředěné sluneční záření vstupuje do zařízení, např. zasklením do kolektoru nebo oknem do místnosti

azimut kolektoru 
odchylka orientace kolektoru od jihu; úhel, který svírá svislý průmět normály apertury kolektoru do vodorovné roviny s přímkou směřující od kolektoru k jihu (na severní polokouli) nebo k severu (na jižní polokouli); úhel se měří ve smyslu chodu hodinových ručiček na severní polokouli a proti smyslu na jižní polokouli; kladná hodnota od jihu na západ, záporná od jihu na východ

azimut slunce 
úhel, který svírá svislý průmět spojnice místa pozorovatele a momentální polohy Slunce do vodorovné roviny v místě pozorovatele s přímkou směřující od místa pozorovatele k jihu (na severní polokouli) nebo k severu (na jižní polokouli); úhel se měří ve smyslu chodu hodinových ručiček na severní polokouli a proti smyslu na jižní polokouli; kladná hodnota od jihu na západ, záporná od jihu na východ


čas sluneční 
denní čas, určený ze zdánlivého úhlového pohybu Slunce po obloze, se slunečním polednem jako vztažným bodem pro 12.00 hodin

článek fotovoltaický 
polovodičový prvek umožňující přímou přeměnu slunečního záření na elektrickou energii na principu fotovoltaického jevu

čočka, Fresnelova 
čočka s účelně odstraněnou hmotou, nepodílející se na lomu paprsků


dávka slunečního ozáření 
hustota sluneční zářivé energie dopadající na jednotku plochy za určitou dobu, která se zjistí integrací slunečního ozáření (výkonu) v určitém časovém intervalu (hodina, den, měsíc, rok), v kWh/m2 nebo MJ/m2

deklinace 
úhel, který svírá spojnice středů Země a Slunce s rovinou zemského rovníku (odchylka od rovníku směrem na sever se značí znaménkem +); úhel precesního pohybu (náklonu) zemské osy

doba slunečního svitu 
doba, po kterou je vodorovná plocha vystavena přímému slunečnímu ozáření > 120 W/m2


E

emisivita 
poměr zářivého toku vyzařovaného tělesem o dané teplotě k zářivému toku vyzařovanému dokonale černým tělesem při stejné teplotě

energie dodatková 
energie dodaná pro dohřev (v solární soustavě)

energie pomocná 
elektrická energie potřebná pro provoz soustavy, např. pro oběhová čerpadla, regulaci, atd.

energie sluneční 
energie slunečního záření, ve smyslu: přicházející od Slunce

energie solární 
energie slunečního záření, ve smyslu: využívaná v technickém zařízení


H

heliograf 
zařízení zaznamenávající časové intervaly, během nichž je sluneční záření natolik intenzivní, že vytváří zřetelné stíny; slouží k měření doby slunečního svitu

hemisférický 
polokulový, přicházející z polokoule oblohy

hmota vzduchu optická 
poměr délky dráhy paprsků procházejících atmosférou vyslaných z mimozemského tělesa (Slunce) v určitém směru až k mořské hladině k délce jejich dráhy při kolmém průchodu atmosférou


CH

chlazení solární 
způsob chlazení, které využívá solárního tepla v chladicím cyklu, např. v absorpční chladicí jednotce


I

index lomu 
bezrozměrná fyzikální veličina popisující šíření elektromagnetického záření (světla) v látkách; podíl rychlosti světla ve vakuu k rychlosti v daném materiálu


K

kolektor hybridní fotovoltaicko-tepelný 
kolektor využívající současně jak fotovoltaické tak fototermické přeměny

kolektor hybridní vzduch-kapalina 
kolektor se dvěma teplonosnými látkami pro využití tepla

kolektor kapalinový tepelný 
solární kolektor, ve kterém je použita kapalina jako teplonosná látka

kolektor natáčivý 
solární kolektor na pohyblivé konstrukci, umožňující sledovat zdánlivý pohyb Slunce po obloze během dne natáčením kolem jedné nebo dvou os

kolektor nezasklený, nezakrytý 
solární kolektor bez krytu na přijímací straně

kolektor plochý 
nesoustřeďující solární kolektor, jehož apertura je v zásadě rovinná

kolektor s bodovým ohniskem 
solární kolektor soustřeďující sluneční záření do bodu

kolektor s dvojitým zasklením 
solární kolektor opatřený dvojitým krytem (dvě krycí vrstvy se vzduchovou mezerou) pro snížení tepelných ztrát

kolektor s jednoduchým zasklením 
solární kolektor opatřený jednoduchým (jednovrstvým) krytem

kolektor s lineárním ohniskem 
solární kolektor soustřeďující sluneční záření pouze v jedné rovině do lineárního (přímkového) ohniska; solární kolektor z válcovým koncentrátorem v jedné rovině symetrie

kolektor s parabolickým válcovým reflektorem 
solární kolektor s lineárním ohniskem, soustřeďující sluneční záření válcovým zrcadlem, které má parabolický průřez

kolektor s paraboloidním reflektorem 
solární kolektor s bodovým ohniskem, jehož reflektor má tvar dutého rotačního paraboloidu

"kolektor se složeným parabolickým koncentrátorem, CPC kolektor" 
solární kolektor, na jehož absorbér je sluneční záření soustřeďováno složeným parabolickým koncentrátorem

kolektor solární tepelný 
zařízení určené k přeměně slunečního záření ve využitelné teplo

kolektor soustřeďující; koncentrační 
solární kolektor, u kterého jsou sluneční paprsky usměrňovány reflektory, čočkami nebo jinými optickými prvky na absorbér, který má menší plochu než apertura

kolektor trubkový 
solární kolektor s aperturou ve tvaru skleněných válců

kolektor vakuový trubkový 
solární kolektor s absorbérem umístěným uvnitř uzavřené skleněné průhledné trubky (tvořící aperturu), jejíž vnitřní prostor je vakuován

kolektor vakuový trubkový typu Sydney 
vakuový trubkový kolektor s válcovou aperturou a válcovým absorbérem; skládá se ze dvou celoskleněných trubek (krycí, absorpční) s uzavřeným vakuovaným meziprostorem

kolektor vakuový, vakuovaný 
kolektor, v němž je prostor mezi absorbérem a krytem vakuován (plochý, trubkový)

kolektor vzduchový 
solární kolektor, ve kterém je používán vzduch jako teplonosná látka

kolektor zasklený, zakrytý 
solární kolektor opatřený krytem (zasklením)

konstanta sluneční 
sluneční ozáření v rovině kolmé ke směru šíření záření mimo zemské atmosféry v průměrné vzdálenosti Země od Slunce; střední roční hodnota podle WorldRadiation Center je 1367 W/m2

kryt kolektoru 
průsvitný nebo průhledný materiál zakrývající absorbér solárního kolektoru na přijímací straně; snižuje tepelné ztráty a chrání proti vlivům počasí

křivka účinnosti 
závislost účinnosti na provozních podmínkách


M

materiál se změnou skupenství 
látka umožňující ve vhodném teplotním rozsahu měnit skupenství (např. tání-tuhnutí); využívá se k akumulaci tepla

modifikátor úhlu dopadu 
parametr vyjadřující poměrnou změnu účinnosti solárního kolektoru s úhlem dopadu slunečního záření vzhledem ke kolmému dopadu; vyjádření úhlově závislých optických vlastností kolektoru


O

odraz difúzní 
odraz, při kterém odražené záření vystupuje pod různými úhly; odražené záření je všesměrové (difúzní)

odraz zrcadlový 
odraz, při kterém úhel odrazu záření je stejný jako úhel dopadu; odražené záření je směrové

odrazivost, činitel odrazivosti 
poměr zářivého toku odraženého od ozářeného povrchu k toku dopadajícímu na povrch

okruh kolektorový 
okruh s kolektory zahrnující čerpadlo nebo ventilátor, potrubí a výměník tepla, pokud je použit

ozáření sluneční 
hustota výkonu slunečního záření dopadajícího na povrch, tj. poměr slunečního zářivého toku dopadajícího na určitý povrch a velikosti tohoto povrchu [W/m2]; intenzita dopadajícího slunečního záření (nedoporučený výraz), oslunění (nedoporučený výraz)


P

panel fotovoltaický 
solární fotovoltaický kolektor; soubor fotovoltaických článků, serioparalelně pospojovaných pro zvýšení svorkového výkonu

panel solární 
solární fotovoltaický kolektor

podíl solární 
poměr solárních zisků, dodaných solární soustavou, k celkové potřebě tepla v soustavě (za určité období)

podpora vytápění 
přitápění; částečné předávání výkonu (solární soustavy) do okruhu vytápění

pohltivost, činitel pohltivosti 
poměr zářivého toku pohlceného prvkem ozářené plochy k dopadajícímu zářivému toku

pokrytí solární 
viz podíl solární

poledne sluneční 
místní denní čas, kdy Slunce prochází pozorovatelovým poledníkem (jeví se pozorovateli na obloze nejvýše)

poměr koncentrační 
poměr plochy apertury k ploše absorbéru (geometrický koncentrační poměr), používá se pro tepelné kolektory; poměr ozáření apertury k ozáření absorbéru (koncentrační poměr ozáření), používá se pro FV kolektory

povrch neselektivní 
povrch, jehož optické vlastnosti, tj. odrazivost, pohltivost, propustnost a emisivita jsou nezávislé na vlnových délkách jak v oblasti krátkovlnného, tak dlouhovlnného záření (vykazují obdobné hodnoty)

povrch selektivní 
povrch, jehož optické vlastnosti, tj. odrazivost, pohltivost, propustnost a emisivita jsou závislé na vlnových délkách dopadajícího záření (různé hodnoty při různých vlnových délkách)

propustnost, činitel propustnosti 
poměr zářivého toku procházejícího tělesem k toku dopadajícímu

pyranometr 
radiometr konstruovaný pro měření slunečního ozáření přijímací rovinné plochy

pyrgeometr 
radiometr pro měření dlouhovlnného ozáření rovinné přijímací plochy

pyrheliometr 
radiometr používaný jako dalekohledový detektor k měření přímého slunečního ozáření při kolmém dopadu; aktinometr (nesprávně)


selektivita absorbéru 
vlastnost absorpčního povrchu, kdy odrazivost v oblasti slunečního záření (vlnové délky 0,3 - 3 mm) je nízká (vysoká pohltivost), zatímco v oblasti dlouhovlnného záření (nad 3 mm) je vysoká (nízká emisivita); poměr pohltivosti absorbéru v oblasti slunečního záření k emisivitě v oblasti dlouhovolnného záření

simulátor slunečního záření 
umělý zdroj zářivé energie napodobující záření Slunce

sklo antireflexní 
sklo opatřené antireflexním povlakem pro snížení odrazivosti

sklo nízkoželezité 
sklo s nízkým obsahem oxidu železa Fe2O3 zajišťující vysokou propustnost

sklo prizmatické 
sklo opatřené texturou pro snížení odrazivosti v oblasti vyšších úhlů dopadu slunečního záření

sklon kolektoru 
úhel mezi rovinou kolektoru a vodorovnou rovinou

sluneční 
termín "sluneční" vyjadřuje souvislost se Sluncem a fyzikálními pochody s ním spojenými

slunoměr 
heliograf; přístroj pro měření doby slunečního svitu

solanka 
vodní roztok soli používaný jako teplonosná kapalina; termín se používá i jako obecné označení nemrznoucí teplonosné kapaliny

solární 
termín "solární" vyjadřuje souvislost s technickým využitím sluneční energie

součinitel kolektoru tepelný přenosový 
poměr energie dodané solárním kolektorem k energii, která by byla dodána, jestliže by celý absorbér měl vstupní teplotu teplonosné látky

součinitel kolektoru účinnostní 
poměr energie dodané solárním kolektorem k energii, která by byla dodána jestliže by celý absorbér měl střední teplotu teplonosné látky

soustava s nízkým průtokem 
solární soustava s průtokem 10-20 l/(h.m2) plochy kolektoru, při kterém se dosáhne ohřátí teplonosné kapaliny v kolektoru o cca 30-50 °C

soustava s nuceným oběhem 
soustava, v níž se využívá čerpadlo nebo ventilátor pro oběh teplonosné látky

soustava s přirozeným oběhem (samotížná) 
soustava, v níž oběh vzniká pouze v důsledku rozdílných hustot teplonosné látky mezi kolektory a zásobníkem nebo mezi kolektory a výměníkem tepla

soustava s vysokým průtokem 
solární soustava s průtokem 50-70 l/(h.m2) plochy kolektoru, při kterém se dosáhne ohřátí teplonosné kapaliny v kolektoru o cca 7-10 °C

soustava solární kapalinová 
solární soustava, kde teplonosnou látkou je kapalina

soustava solární kombinovaná 
solární soustava pro přípravu teplé vody a vytápění (přitápění)

soustava solární pro přípravu teplé vody 
solární soustava pro přípravu teplé vody

soustava solární tepelná 
soustava složená ze solárních kolektorů a ostatních součástí, která dodává tepelnou energii

soustava solární teplovzdušná 
solární soustava, kde teplonosnou látkou je vzduch

soustava solární vypouštěcí 
solární soustava s přímým průtokem, ze které může být voda z kolektorů vypouštěna do odpadu, obvykle jako ochrana před zamrznutím

soustava solární vyprazdňující se 
solární soustava, ve které se pravidelně, jako část pracovního cyklu, teplonosná látka vyprázdní ze solárního kolektoru do zásobníku po vypnutí oběhového čerpadla a po jeho zapnutí se kolektory teplonosnou látkou znovu zaplní

spektrální 
vlastní určitým vlnovým délkám

spektrum sluneční 
distribuční křivka elektromagnetického záření vyzařovaného Sluncem podle vlnových délek

stav klidový 
stav, kdy solární kolektor nepředává žádný tepelný výkon, ačkoli jeho absorpční plocha pohlcuje sluneční záření (nulový průtok teplonosné látky, nulová účinnost); stagnace


technika solární tepelná 
obor zabývající se přeměnou slunečního záření na teplo a jeho využitím

teplo solární 
teplo původem ze slunečního záření

trubice tepelná 
uzavřená trubice plněná pracovní látkou, která se na výparníkové straně odpařuje a na opačné kondenzátorové straně kondenzuje a tak přenáší teplo z jednoho konce trubice na druhý


U

účinnost kolektoru 
poměr energie přenášené teplonosnou látkou za určité časové období k součinu definované kolektorové plochy a slunečního ozáření dopadajícího na kolektor ve stejném časovém intervalu za ustálených podmínek

účinnost optická 
účinnost kolektoru, při níž střední teplota absorbéru je rovná teplotě okolního vzduchu (nulové tepelné ztráty); zjednodušeně se označuje účinnost kolektoru, při níž střední teplota teplonosné látky je rovná teplotě okolního vzduchu

úhel dopadu 
úhel mezi spojnicí středu Slunce a ozářené plochy a vnější kolmicí (normálou) vztyčenou nad ozářenou plochu


vakuum 
stav, kdy tlak plynu v uzavřeném prostoru je snížen pod hodnotu atmosférického

voda otopná (OV) 
teplonosná látka u teplovodních a horkovodních soustav

voda teplá (TV) 
zdravotně nezávadná ohřátá pitná voda určená k mytí osob, umývání nádobí a předmětů, praní prádla, úklidu apod.


záření blízké infračervené 
záření o vlnových délkách od 780 nm do přibližně 15 mm

záření difúzní sluneční 
část slunečního záření rozptýleného při průchodu atmosférou, působí všesměrově (na rozdíl od přímého slunečního záření); sluneční záření, které netvoří stín

záření dlouhovlnné 
záření o vlnových délkách větších než 3 mm (mikrometry); obvykle vydávané ze zdrojů o teplotách vyskytujících se na zemském povrchu

záření infračervené 
záření o vlnových délkách od 780 nm do přibližně 0,1 mm; zkratka IČ

záření odražené sluneční 
část slunečního záření odraženého od osluněných povrchů, zpravidla difúzního charakteru

záření přímé sluneční 
nerozptýlené sluneční záření přicházející od Slunce beze změny směru; směrově závislé; ; sluneční záření, které tvoří stín

záření sluneční 
záření vysílané Sluncem (ultrafialové, viditelné a infračervené), krátkovlnné záření (nedoporučovaný výraz), oslunění (nedoporučovaný výraz)

záření ultrafialové 
záření o vlnových délkách kratších než má viditelné světlo a delších než paprsky X; záření v oblasti vlnových délek od 100 do 380 nm; dělí se na UVA: 315 až 380 nm, UVB: 280 až 315 nm, UVC: 100 až 280 nm

záření viditelné, (světlo) 
záření o vlnových délkách 380 až 780 nm, stimulující oční nervy

záření vzdálené infračervené 
záření o vlnových délkách od 15 mm do přibližně 0,1 mm

zásobník kombinovaný 
zásobník tepla sdružující ohřev otopné vody a přípravu teplé vody

zásobník netlakový 
zásobník tepla s volnou hladinou akumulační látky

zásobník solární 
zásobník s přívodem tepla ze solární soustavy

zásobník tepla 
nádrž nebo nádoba s potřebným množstvím teplonosné nebo akumulační látky, používaná v případě rozdílných časových průběhů dodávky a odběru tepla

zásobník teplé vody 
nádrž nebo nádoba s potřebným množstvím teplé vody (TV)

zásobník vyrovnávací 
zásobník tepla sloužící pro krátkodobé vyrovnání nesoučasnosti dodávky a odběru tepla

zdroj tepla dodatkový 
zdroj tepla, jiný než solární, užívaný k doplnění výkonu solární tepelné soustavy

Účinnost vakuových trubicových a deskových solárních kolektorů

Účinnost vakuových trubicových a deskových kolektorů

Někteří zákazníci se v  telefonní nabídce setkají s termínem, že vakuové solární systémy jsou účinnější, než solární systémy na bázi plochých kolektorů. Takovéto argumenty jsou zcela liché. Slovo účinnost solárního kolektoru je zde bráno jako stěžejní argument pro prodej, bez jakékoliv znalosti významu tohoto technického specifika solárního kolektoru. Pokud je tvrzeno, že vakuové trubicové systémy jsou účinnější, než deskové kolektory, nelze tuto argumentaci přijmout, pokud není doložena test reportem jednotlivých srovnávaných typů solárních kolektorů. Proto obecné používání termínu "vyšší účinnost kolektoru" je minimálně zavádějící.

 

Je skutečně účinnost ten nejdůležitější faktor při výběru solárního kolektoru?

Účinnost kolektoru je součástí výkonové zkoušky. Máme zde však i spolehlivostní zkoušky, které jsou bez pochyby pro ekonomickou návratnost investice do solárního systémy ještě důležitější. Nabízí se otázka jak se účinnost kolektoru měří a jaký je její celkový vliv na výkon kolektoru? Není životnost solárního kolektoru důležitější, než jeho účinnost? Nutno zdůraznit, že mnohem důležitější, než účinnost kolektoru, je tepelný výkon celé soustavy solárního systému, který mnohem lépe vystihuje přínos instalace solárního systému jeho uživateli.

 

Účinnost solárního kolektoru dle ČSN EN ISO 9806

Nepoužívejme slovo účinnost jako nějaké “noname“ slovo, ale vycházejme z údajů obsažených v test reportech daného typu solárního kolektoru. Solární kolektory se testují aktuálně dle platné normy ČSN EN ISO 9806. Uváděná norma je v účinnosti od 1.7.2018. Tato norma obsahuje celou řadu informací o solárním kolektoru, nicméně nyní se budeme držet pouze uváděné účinnosti, abychom toto téma mohli lépe vysvětlit. Zásadní změnou oproti předchozí normě ČSN EN 12975-1,2 je vztažení účinnosti k hrubé ploše solárního kolektoru. Předchozí norma uváděla účinnost kolektoru vypočtenou k ploše apertury a absorbéru. Plocha apertury je definována platnou normou jako plocha, kterou vstupuje sluneční záření do solárního kolektoru. Hrubá plocha kolektoru je jeho obrysová plocha, vymezena vnějšími rozměry solárního kolektoru. Rozdíl mezi hrubou plochou a plochou apertury je u deskových plochých kolektorů okolo 10 %. Naproti tomu u vakuových solárních kolektorů může tento rozdíl činit i 40%.

Vypočtená účinnost vakuových solárních kolektorů dle platné normy ČSN EN ISO 9806 posouvá hodnoty těchto kolektorů hluboko pod hodnoty solárních deskových kolektorů. Tvrdí-li tedy někdo, že účinnost vakuových kolektorů je vyšší, než účinnost deskových kolektorů, pravděpodobně je zcela neznalý aktuálně platných norem, nebo z nevědomosti mystifikuje případného zájemce o solární systém. Dodavatelé trubkových kolektorů se musí smířit s faktem, že křivka účinnosti vakuových solárních kolektorů se nachází výrazně pod křivkou účinnosti plochých deskových kolektorů. Je pravděpodobné, že dodavatelé vakuových trubic budou prezentovat potencionálnímu zákazníkovi stále ještě data účinnosti solárního kolektoru z již zastaralé normy, která jejím produktům přisuzuje až několikanásobně lepší parametry oproti aktuálně platné normě ČSN EN ISO 9806. Sousloví jako vyšší účinnost solárního kolektoru a další, je prodejci užíváno ke komerční podpoře prodeje svých produktů, neboť může v zákazníkovi vytvářet dojem selekce mezi lepšími a horšími solárními kolektory.  

 

Legislativní požadavky na min. účinnost kolektoru

Legislativní požadavky na minimální účinnost kolektoru jsou dány vyhláškou 441/2012 Sb. Tato je vyžadováno pro nové instalace s podporou tepla z OZE. Pro solární ploché kolektory je stanovena minimální účinnost 0.60 při rozdílu teplot mezi kolektorem a okolním vzduchem 30 K. Pro solární trubkové kolektory je stanovena minimální účinnost 0.55 při rozdílu teplot mezi kolektorem a okolním vzduchem 50 K. Uváděno při slunečním ozáření G= 1000 W/m2.

Reálná účinnost kolektorů se pohybuje mezi 50 až 70 %, často však bývá zaměňována s optickou účinností či pohltivostí absorbéru. Nutno zdůraznit, že účinnost solárního kolektoru nelze nezaměňovat s účinností celé solární soustavy.

Pro skutečný přínos solárního systému lze dnes využít dostupné výpočetní softwary, které přináší uživateli celou řadu podrobných informací ohledně instalované solární soustavy (včetně tepelných zisků apod).

 

Srovnání účinnosti vakuového trubkového a deskového kolektoru

Abychom nezůstali pouze u nepodložených tvrzení o  účinnosti solárních kolektorů, v tabulce uvedené níže přinášíme porovnání výkonu mezi vakuovými a deskovými kolektory, porovnání účinnosti vakuových trubicových a deskových kolektorů dle platné normy ISO 9806:2013. Pro objektivní porovnání jsme vybrali 2 různé solární kolektory o stejné ploše, které nejsou uvedeny v naší nabídce.

Porovnávané solární kolektory jsou o stejné hrubé ploše: deskový solární kolektor H81-26 a vakuový trubicový kolektor SMC16-01

     Výkon solárního kolektoru při Gb= 850 W/m2, Gd= 150 W/m2    
 Název kolektoru  typ kolektoru  hrubá plocha  účinnost kolektoru η0 hem  0 K 10 K  30 K  50 K  70 K
 SMC16-01  vakuový trubkový  2.42 m2  0,406  984 W  958 W  891 W 802 W  692 W
 H81-26  deskový plochý  2.42 m2  0,696  1711 W  1612 W  1389 W 1130 W  837 W

 

Test report SMC16-01 ke stažení: zde

Test report H81-26 ke stažení: zde

 

Z výše uvedené tabulky je zřejmé, že:

  • špičková účinnost deskového kolektoru založená na hemisférickém ozáření je mnohem vyšší, než účinnost vakuového trubkového kolektoru.
  • výkon deskových kolektorů je při stejné hrubé ploše nesrovnatelně vyšší, než u kolektorů vakuových trubkových.