Využitie voľne dostupnej slnečnej energie v rodinných domoch so solárnym systémom môže priniesť úsporu nákladov na vykurovanie až do 35 percent, ak sa solárne kolektory používajú na zálohovanie ústredného kúrenia aj na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV). Teplo sa primárne vyrába v plynovom kondenzačnom kotle a následne sa rozvádza po celom interiéri prostredníctvom radiátorov alebo podlahového vykurovania. Na ohrev teplej úžitkovej vody sa navyše využíva solárny termický systém s absorpčnou plochou približne 5 m².
Moderné plynové kondenzačné kotly sú navrhnuté tak, aby účinne ohrievali a zároveň boli šetrnejšie ku klíme a peňaženke. Plyn ako palivo sa vyznačuje nízkymi emisiami a vysokou energetickou hodnotou, čo ho robí vhodným nielen na plynové vykurovanie, ale aj pre iné vykurovacie systémy.
Princíp fungovania bivalentného systému
Kombinácia solárneho systému s moderným plynovým kondenzačným kotlom predstavuje jedno z najpoužívanejších a cenovo najdostupnejších riešení, ktoré je vhodné aj pri rekonštrukcii obytných priestorov. V prípade používania dvoch rôznych zdrojov tepla hovoríme o tzv. bivalentnom systéme.
Súčasťou modernej bivalentnej zostavy je kondenzačný plynový kotol, solárny zásobník vody a slnečné kolektory. Primárnou úlohou kondenzačného kotla v bivalentnej zostave je zabezpečenie vykurovania a tzv. doohrev vody v solárnom zásobníku v prípade nedostatočného slnečného žiarenia. Keď je slnečného žiarenia dostatok, voda v solárnom zásobníku sa zohreje na požadovanú teplotu a plynový kotol sa nemusí zapínať. Menej prevádzkových cyklov znamená menšie opotrebovanie kotla, čo prispieva k jeho dlhšej životnosti.
Na tento účel sa zvyknú používať tzv. bivalentné zásobníky teplej vody, ktoré sú vybavené dvomi výmenníkmi tepla. To umožňuje jednoduché pripojenie k solárnemu systému aj ku kondenzačnému kotlu. Pri dimenzovaní a návrhu bivalentného systému je dôležité zohľadniť, že čím viac teplej vody sa akumuluje, tým dlhšie je možné využívať uloženú energiu zo zásobníka, aj keď slnko už nesvieti. Správny návrh systému je preto kľúčový.
Podľa noriem je plynový kondenzačný kotol primárnym zdrojom tepla a je dimenzovaný na 100 % potreby tepla, akoby solárny ohrev nebol inštalovaný. V prípade výpadku solárneho systému prevezme kotol plnú zodpovednosť za dodávku tepla.
Výhody kombinácie solárneho systému a plynového kondenzačného kotla
Primárnou a najdôležitejšou výhodou je úspora nákladov na primárnych zdrojoch energie. Pri bivalentnom riešení vykurovania sa popri klasických nakupovaných energiách (ako je plyn) bezplatne využíva aj obnoviteľný zdroj energie - slnečná energia. Kombinácia solárneho systému a plynového kondenzačného kotla môže v konečnom dôsledku priniesť úsporu nákladov na vykurovanie a ohrev úžitkovej vody viac ako 40 %.
Percento úspory nákladov závisí od viacerých technických faktorov, ako sú:
- Veľkosť solárnych kolektorov
- Kapacita zásobníkov (akumulačná kapacita)
- Orientácia a umiestnenie kolektorov
- Celkové vyladenie systému
- Ďalšie faktory
Okrem finančných benefitov prispieva využívanie obnoviteľných zdrojov energie k ochrane životného prostredia.
Nevýhody a na čo pamätať
Jednou z potenciálnych nevýhod sú väčšie priestorové nároky spôsobené potrebou umiestnenia veľkoobjemového solárneho zásobníka vody. V prípade novostavby tento problém nie je zásadný, pretože priestorové požiadavky sa riešia už vo fáze projektu. Pri existujúcich inštaláciách však môžu byť možnosti obmedzené aktuálnym stavom miesta inštalácie.
Pri umiestňovaní solárnych kolektorov na stavbu je dôležité zohľadniť orientáciu strechy a jej sklon, aby sa maximalizovalo využitie slnečného potenciálu. Ideálna orientácia strechy je na juh so sklonom 45°. Plne postačujúca je však aj orientácia na juhovýchod či juhozápad so sklonom strechy v rozmedzí 30 - 60°.
Plynové kondenzačné kotly VIESSMANN
Spoločnosť VIESSMANN ponúka podlahové aj nástenné plynové kondenzačné kotly, ktoré dosahujú až 98-percentnú účinnosť pri premene paliva na energiu. Výmenník tepla Inox-Radial z nehrdzavejúcej ocele v kombinácii s plynovým horákom MatriX zabezpečujú vysokú energetickú účinnosť a dlhodobý komfort vykurovania. Táto technológia zároveň znižuje účty za vykurovanie a minimalizuje emisie.
Vďaka automatickému regulátoru spaľovania Lambda Pro Control sú plynové kondenzačné kotly VIESSMANN konštruované tak, aby spĺňali budúce normy. Môžu totiž pracovať s rôznymi druhmi plynu a zmesami bioplynu. Plyn ako palivo má nízke emisie a vysokú energetickú hodnotu, pričom sa využíva nielen na plynové vykurovanie, ale aj v iných vykurovacích systémoch.
Plynový kondenzačný kotol účinne ohrieva, a preto je šetrnejší ku klíme a vašej peňaženke.
Solárne systémy VIESSMANN
VIESSMANN ponúka ploché i trubicové solárne systémy, ktoré predstavujú rokmi overenú kvalitu nemeckej značky. Solárne systémy sú určené pre moderné budovy aj rekonštrukcie a sú spoľahlivým a úsporným riešením pre ohrev vody a podporu vykurovania. Využívajú čistú energiu zo slnka na znižovanie spotreby energií.
Vďaka viac ako 40 rokom skúseností v oblasti solárnej techniky ponúka VIESSMANN špičkovú kvalitu, dlhú životnosť a maximálnu energetickú účinnosť. Medzi hlavné výhody solárnych systémov VIESSMANN patria:
- Jednoduchý princíp - maximálna účinnosť: Slnečná energia sa premieňa na teplo, ktoré sa prenáša teplonosnou kvapalinou do zásobníka teplej vody. Regulácia VIESSMANN optimalizuje využitie slnečnej energie a prepína medzi zdrojmi (solár, kotol, tepelné čerpadlo).
- Úspora energie a peňazí: V lete solárne systémy pokrývajú takmer 100 % spotreby TÚV, v zime efektívne podporujú vykurovanie.
- Vyššia nezávislosť od cien energií.
- Ekologická prevádzka bez emisií.
- Možnosť kombinácie s tepelným čerpadlom, plynovým kotlom či akumulačnou nádržou.
Typy solárnych kolektorov VIESSMANN
Plochý kolektor VIESSMANN VITOSOL 200-FM / 100-FM
Vysokovýkonné ploché solárne kolektory sú určené na ohrev teplej vody a podporu vykurovania. Technológia ThermProtect zabezpečuje automatickú reguláciu teploty pre ochranu pred prehriatím. Možná je montáž na strechu, ploché strechy alebo fasádu. Dlhá životnosť je zabezpečená vďaka hliníkovému rámu a solárnemu sklu s vysokou priepustnosťou svetla. Sú ideálnym riešením pre rodinné domy - spoľahlivé, nenáročné a overené praxou.
Vákuový trubicový kolektor VIESSMANN VITOSOL 300-TM
Tento typ kolektora dosahuje najvyššiu účinnosť aj pri difúznom svetle, čím je vhodný pre celoročnú prevádzku. Systém Heatpipe a ThermProtect zaisťuje prevádzku bez rizika prehriatia a minimálnu údržbu. Možná je horizontálna aj vertikálna montáž. Vykazuje výborný výkon aj pri nízkych teplotách. Je vhodný pre náročnejších zákazníkov, pre objekty s vyššou spotrebou alebo pre kombináciu s tepelným čerpadlom.
Solárne zostavy VIESSMANN - sety pre rodinné domy
VIESSMANN ponúka kompletné solárne systémy vrátane zásobníka, čerpadlovej jednotky a regulácie. Predpripravené sady zodpovedajú počtu osôb a potrebnej miere teplej vody, čím zjednodušujú montáž a urýchľujú inštaláciu. Ide o úsporné riešenie „na kľúč“ pre domácnosti aj malé penzióny.
Akumulačné nádrže a ich využitie
Akumulačné nádrže slúžia na skladovanie prebytočného tepla z rôznych zdrojov, ako sú kotly na tuhé palivo, tepelné čerpadlá, solárne kolektory či krbové vložky. Vykurovaciemu systému umožňujú ukladať teplo a zároveň slúžia na ohrev alebo predohrev TÚV vo vnútornej nádobe.
Zaradenie akumulačnej nádrže do vykurovacieho systému s kotlom na tuhé palivo umožňuje optimálny chod kotla pri priaznivej prevádzkovej teplote, čo prináša hlavne v období optimálneho chodu.
Typy solárnych zásobníkov:
- Stacionárny zásobník teplej vody s dvomi výmenníkmi tepla: Spodný výmenník slúži na využitie solárnej energie, zatiaľ čo vrchný výmenník je určený na pripojenie konvenčného zdroja tepla. Ochrana proti korózii je zabezpečená pomocou horčíkovej alebo titánovej anódy.
- Zásobníky s vnútornou smaltovanou nádobou na priamy ohrev TÚV: Tieto zásobníky sú vybavené solárnym výmenníkom s rôznou plochou (napr. 2,5 m² alebo 3,3 m²). Možné je aj pripojenie elektrického vykrievacieho telesa.
Najčastejšie používané solárne zásobníky na ohrev TÚV majú objem 200l až 500l a sú spravidla vybavené dvomi výmenníkmi - spodným pre solárny systém a vrchným na dohrev pomocou konvenčného zdroja (kotla). Alternatívou je aj vybavenie elektrickou špirálou.
Hybridné riešenie vykurovania plynom a solárnou energiou - Príbeh Viktora a Márie
Príkladom úspešného hybridného riešenia je príbeh Viktora a Márie, ktorí sa rozhodli pre novostavbu rodinného domu. Po dôkladnej konzultácii s kúrenárom zvolili kombináciu plynového kondenzačného kotla a tepelného solárneho systému.
Manželia mali dobré skúsenosti s plynovým kondenzačným kotlom a dôverovali mu, najmä s ohľadom na možné chladné zimy. Stavebný pozemok na svahu s orientáciou na juh poskytoval ideálne podmienky pre inštaláciu výkonného tepelného solárneho systému. Okrem vykurovania sa Viktor a Mária rozhodli pre moderné decentralizované vetranie, ktoré šetrí náklady na kúrenie minimalizáciou tepelných strát pri vetraní.
Regulácia WOLF, ktorú si Viktor vybral, dokonale koordinuje jednotlivé vykurovacie komponenty. Inteligentný algoritmus uprednostňuje využitie slnka, pričom pri dohrievaní plynovým kotlom zostáva v solárnom zásobníku vždy dostatok voľného miesta. Vďaka solárnej energii Viktor a Mária vykurujú ekologicky a zároveň úsporne, čím bezpečne smerujú do budúcnosti.
Kondenzačná technológia plynových kotlov
Kondenzačný kotol je špeciálne konštruovaný tak, aby efektívne využíval energiu zemného plynu. Spaliny, ktoré vznikajú pri spaľovaní plynu, sa v kotle ochladzujú až pod teplotu rosného bodu. Následne dochádza ku kondenzácii vodnej pary obsiahnutej v spalinách, čím sa získava tzv. kondenzačné teplo. Týmto procesom sa konvertuje až 98 % energie, ktorá sa následne využíva na výrobu tepla.
Výhodou kondenzačných kotlov je ich vysoká účinnosť a nízke emisie CO₂. Kotly Buderus sú pripravené na moderné spôsoby riadenia, umožňujú diaľkové ovládanie kúrenia, nastavovanie teplotných programov, sledovanie štatistík spotreby a znižovanie nákladov prostredníctvom modulačného výkonu. Ak máte plynovú prípojku, plynový kondenzačný kotol Buderus predstavuje optimálny pomer výkonu, ceny a udržateľnosti.
Výber solárnych kolektorov: Plochý vs. Trubicový
Pri kombinácii kondenzačného kotla so solárnym ohrevom sa môžu využívať ploché aj trubicové kolektory. Každý typ má svoje špecifické výhody a nevýhody:
- Ploché kolektory: Využívajú na zachytenie slnečných lúčov až 90 % svojej celkovej plochy a dosahujú vyššie tepelné zisky v letných mesiacoch. Ak je prioritou ohrev teplej vody, môžu byť vhodnejšou voľbou.
- Trubicové kolektory: Vyznačujú sa lepšími izolačnými vlastnosťami a dokážu zachytiť aj tzv. difúzne žiarenie. Môžu byť vhodnejšie pre podporu vykurovania na jar a jeseň, pretože lepšie pracujú aj pri nižších teplotách a menej intenzívnom slnečnom žiarení.
Bivalentné vykurovanie je vhodnou voľbou nielen pre novostavby, ale aj pre existujúce rodinné domy, bytové domy či kancelárske priestory. Je však dôležité myslieť na toto riešenie už v čase plánovania rekonštrukcie vykurovacieho systému alebo kompletnej rekonštrukcie domu. Pred rozhodnutím o konkrétnom vykurovacom zariadení je nevyhnutné poradiť sa s odborníkmi v danej oblasti a spoľahnúť sa na kvalitný projekt a zariadenia od renomovaných výrobcov.