Využívanie obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnečná energia, sa stáva čoraz dôležitejším pre znižovanie nákladov na energiu a ochranu životného prostredia. Jedným z efektívnych spôsobov, ako využiť slnečnú energiu, je použitie solárnych kolektorov, ktoré premieňajú slnečné žiarenie na teplo. Pre správne fungovanie solárneho systému je nevyhnutné čerpadlo, ktoré zabezpečuje cirkuláciu teplonosnej kvapaliny medzi kolektormi a zásobníkom tepla.
Kombinácia tepelného čerpadla a solárneho systému
Moderné riešenia vykurovania často kombinujú tepelné čerpadlá so solárnymi systémami, čím sa zvyšuje účinnosť a znižujú náklady na vykurovanie. Spoločnosti ako Viessmann ponúkajú integrované systémy, ktoré umožňujú využívať bezplatné solárne teplo na vykurovanie a prípravu teplej vody vždy, keď svieti slnko. Ak solárne teplo nestačí, nastúpi tepelné čerpadlo, ktoré využíva energiu zo zeme, vzduchu alebo podzemnej vody.
Tepelné čerpadlá využívajú na vykurovanie energiu prostredia s pomocou elektrickej energie, zatiaľ čo solárne termické systémy fungujú takmer úplne bez nákladov na spotrebu, vďaka bezplatnému sálavému teplu zo slnka. Kolektory premieňajú slnečné žiarenie na tepelnú energiu, ktorú solárne médium dopraví do zásobníka v dome.
Pri správnej konštrukcii môže byť tepelné čerpadlo v kombinácii so solárnym systémom v lete takmer úplne odbremenené. Po zvyšok roka solárne teplo zabezpečuje vyššiu účinnosť celého systému. Pre efektívnu prevádzku je dôležitá komunikácia medzi tepelným čerpadlom a solárnym systémom prostredníctvom spoločného riadiaceho systému.
Možnosti kombinácie tepelného čerpadla a solárneho systému
Existuje niekoľko možností kombinácie tepelného čerpadla so solárnym systémom:
Prečítajte si tiež: BMW E36 316i: Výmena vodného čerpadla
- Vykurovanie teplej vody pre domácnosť: Teplo z kolektorov ohrieva teplú úžitkovú vodu v zásobníku teplej vody, čím sa zníži potreba vykurovacej energie približne o päť percent. Týmto spôsobom možno pokryť až 60 percent ročnej potreby teplej vody.
- Záložné ústredné vykurovanie: Solárna energia ohrieva vykurovaciu vodu v zásobníku, čo prináša výhody pre systém ústredného vykurovania. Pri veľkých kolektoroch sa spotreba vykurovacej energie znižuje približne o 20 percent.
- Kombinácia s fotovoltikou: Pre ešte väčšie zníženie nákladov na energiu je možné skombinovať tepelné čerpadlo so solárnou termikou a fotovoltikou. Solárny vykurovací systém zabezpečuje nižšiu spotrebu energie, ktorú je možné proporcionálne pokryť pomocou fotovoltického systému.
Princíp fungovania solárneho ohrevu vody
Solárny ohrev vody je technológia, ktorá využíva slnečnú energiu na ohrev vody. Tento systém je ekologický a nákladovo efektívny spôsob, ako zabezpečiť teplú vodu v domácnostiach, komerčných objektoch a priemyselných aplikáciách.
Komponenty solárneho ohrevu vody
- Solárne kolektory: Zariadenia navrhnuté tak, aby maximalizovali absorpciu slnečného žiarenia.
- Ploché kolektory: Obsahujú plochý absorbér (zvyčajne čierny), ktorý má veľkú plochu na zachytávanie slnečnej energie.
- Trubicové kolektory: Využívajú vákuové trubice, ktoré poskytujú vynikajúcu izoláciu a minimalizujú tepelné straty.
- Obehová kvapalina: V solárnych kolektoroch sa používa obehová kvapalina (zvyčajne nemrznúca kvapalina alebo voda), ktorá sa zohrieva v kolektoroch.
- Výmenník tepla: Voda v domácnosti priamo neprechádza solárnymi kolektormi, ale cez výmenník tepla, ktorý prenáša teplo z ohriatej obehovej kvapaliny na vodu.
- Zásobník vody: Izolovaný zásobník, ktorý minimalizuje tepelné straty a zaručuje, že voda zostane teplá, aj keď sa nespotrebuje okamžite.
Proces ohrevu vody
- Absorpcia slnečného žiarenia: Solárne kolektory zachytávajú slnečné žiarenie a premieňajú ho na teplo.
- Prenos tepla do vody: Obehová kvapalina zohriata v kolektoroch prenáša teplo cez výmenník tepla do vody v zásobníku.
- Akumulácia tepla: Zásobník vody uchováva ohriatu vodu pre neskoršie použitie.
- Domáce využitie: Teplá voda je vedená do vodovodného systému domácnosti, kde je k dispozícii pre každodenné použitie.
Výhody solárneho ohrevu vody
- Zníženie nákladov na energiu: Solárne systémy využívajú slnečnú energiu, ktorá je zdarma, čím sa znižuje závislosť od elektrickej energie alebo fosílnych palív na ohrev vody.
- Zníženie emisií CO2: Na rozdiel od tradičných vykurovacích systémov, ktoré sú často závislé na spaľovaní fosílnych palív, solárny ohrev vody produkuje energiu bez emisií skleníkových plynov.
- Využitie obnoviteľného zdroja energie: Solárne systémy poskytujú domácnostiam možnosť využívať slnečnú energiu, ktorá je dostupná každý deň.
- Nízka údržba: Solárne ohrevové systémy majú málo pohyblivých častí, čo znamená menšiu pravdepodobnosť porúch. Bežne vyžadujú len minimálnu údržbu, ako je pravidelné čistenie panelov a kontrola systémových komponentov.
- Dlhá životnosť: Solárne panely a kolektory sú navrhnuté tak, aby vydržali 20 až 25 rokov alebo viac, pričom mnohí výrobcovia poskytujú dlhodobé záruky na výkon.
Inštalácia solárneho ohrevu vody
- Výber a inštalácia kolektorov: Vyberú sa vhodné solárne kolektory (ploché alebo trubicové) a nainštalujú sa na strechu alebo iné slnečné miesto.
- Inštalácia zásobníka a potrubia: Zásobník na ohriatu vodu a potrebné potrubia sa nainštalujú a pripoja k solárnym kolektorom.
- Testovanie a uvedenie do prevádzky: Po inštalácii sa systém testuje, aby sa zabezpečilo, že funguje správne a efektívne.
Solárna čerpadlová stanica
Solárna čerpadlová stanica je kľúčovou súčasťou solárneho termického zariadenia. Spája najdôležitejšie komponenty na regulovanie a transport solárneho tepla zo strechy v kompaktnej jednotke.
Konštrukcia a funkcia
Solárna stanica je prefabrikovaná konštrukčná skupina, ktorá obsahuje najdôležitejšie komponenty na prevádzku termického solárneho zariadenia. Okrem toho môže obsahovať aj rôzne snímače teploty, odlučovač vzduchu a solárny regulátor.
Solárny regulačný systém registruje, či kolektory dodávajú termickú energiu. Ak áno, regulátor spustí obehové čerpadlo, ktoré poháňa ohriatu solárnu kvapalinu zo strechy do zásobníka. V ňom odovzdá médium teplo vykurovacej alebo úžitkovej vode a potom ochladené prúdi späť ku kolektorom na streche.
Typy solárnych staníc
- Jednookruhové stanice: Majú iba prívod od kolektora k zásobníku a obsahujú uzatváracie guľové kohúty, čerpadlá a plniace armatúry.
- Dvojokruhové stanice: Majú okrem prívodu integrovanú aj spiatočku.
- Delené solárne systémy: Obsahujú výmenník tepla, ktorý prenáša teplo solárnej kvapaliny na vykurovaciu vodu a je vybavený čerpadlami a armatúrami pre oba okruhy.
Výhody solárnej stanice
- Jednoduchá a rýchla inštalácia
- Minimalizácia rizika chýb pri inštalácii
- Úspora miesta v priestoroch vykurovacieho zariadenia
Bivalentné vykurovanie
Bivalentné vykurovanie predstavuje kombináciu dvoch rôznych zdrojov tepla, napríklad solárneho systému a kondenzačného kotla.
Prečítajte si tiež: Bezpečnosť a obehové čerpadlá
Princíp fungovania
Súčasťou modernej bivalentnej zostavy je kondenzačný plynový kotol, solárny zásobník vody a slnečné kolektory. Úlohou kondenzačného kotla je vykurovanie a doohrev vody v solárnom zásobníku pri nedostatku slnečného žiarenia.
V čase dostatočného slnečného žiarenia sa voda v solárnom zásobníku zohreje na požadovanú teplotu a plynový kotol sa nemusí zapínať. Používajú sa bivalentné zásobníky teplej vody, ktoré sú vybavené dvomi výmenníkmi tepla, čo umožňuje ľahké pripojenie k solárnemu systému aj ku kondenzačnému kotlu.
Výhody bivalentného vykurovania
- Úspora nákladov na primárnych zdrojoch energie
- Využívanie obnoviteľného zdroja energie (slnečná energia)
- Zníženie nákladov na vykurovanie a ohrev úžitkovej vody až o 40 %
- Ochrana životného prostredia
Nevýhody bivalentného vykurovania
- Väčšie priestorové nároky zapríčinené potrebou umiestnenia veľkoobjemového solárneho zásobníka vody
Na čo pamätať pri inštalácii
- Orientácia strechy a sklon pre umiestnenie solárnych kolektorov (ideálna orientácia na juh so sklonom 45°)
- Kvalitné zariadenia od renomovaných výrobcov
- Odborná inštalácia a projekt
Fotovoltika verzus solárne kolektory
Mnohí ľudia si mýlia solárne kolektory a fotovoltické panely. Hlavným rozdielom medzi nimi je princíp fungovania. Obe zariadenia absorbujú slnečné lúče a premieňajú ich na energiu, preto ich spoločne nazývame solárne panely. Avšak solárny kolektor využíva slnečnú energiu výlučne na výrobu tepla, zatiaľ čo fotovoltický panel premieňa slnečné žiarenie na elektrickú energiu.
Fotovoltické panely
Fotovoltické panely premieňajú slnečnú energiu na elektrickú energiu pomocou fotoelektrického javu. Fotovoltická elektráreň sa skladá z fotovoltických panelov a striedača. Striedač mení jednosmerný prúd na striedavý, ktorý je využiteľný v domácnosti.
Solárne kolektory
Solárne kolektory slúžia na ohrev vody. Zohrievajú vodu v zásobníku, ktorá sa potom používa na sprchovanie alebo umývanie riadu.
Prečítajte si tiež: Efektívne vykurovanie a ohrev vody
tags: #cerpadlo #k #solarnym #kolektorom