Vykurovanie plynom patrí medzi najpohodlnejšie a donedávna bolo považované za jedno z najmenej nákladných riešení. Moderné plynové kotly urobili za posledné roky obrovské pokroky - sú omnoho menšie, majú nižšiu spotrebu a sú ekologickejšie. Jeho základom je plynový kotol, ktorý získava teplo spaľovaním zemného plynu z plynovej prípojky, kvapalného plynu zo zásobníka alebo bioplynu. Moderný plynový kotol do domu má kompaktné rozmery, takže naň nepotrebujete samostatnú miestnosť. Plynový kotol pracuje plne automaticky a nevyžaduje od vás takmer žiadne zásahy okrem servisných prehliadok a revízií. Nemusíte prikladať palivo, vysýpať popol ani čistiť komín od sadzí.
Plynové kotly vyrábané v súčasnosti majú veľmi nízku spotrebu plynu. Väčšinou ide o kondenzačný kotol na plyn, ktorý dokáže získať dodatočné teplo zo spalín a posunúť tak účinnosť oproti bežným plynovým kotlom ešte vyššie. Ak však budete chcieť použiť plynový kondenzačný kotol, počítajte s tým, že najvyššiu účinnosť dosiahnete iba v spojení s nízkoteplotným vykurovaním, napríklad podlahovým. Obdobou ústredného plynového vykurovania je etážové plynové vykurovanie, ktoré dodáva teplo alebo teplú vodu len do určitých úsekov domu či bytového domu, napríklad do jednotlivých bytov.
Kondenzačné plynové kotly sa dlho tešili veľkej obľube a boli považované za udržateľnú a úspornú formu vykurovania. Energetická kríza, neustále zvyšujúce sa poplatky za plyn a tiež európska legislatíva, ktorá sa snaží vykurovanie plynom regulovať a postupne obmedzovať, však vedú k hľadaniu alternatív vykurovania. Energetické náklady na vykurovanie neustále rastú a motivujú spotrebiteľov hľadať riešenia, ktoré znížia mesačné účty za teplo. Jednou z možností, ako zvýšiť efektivitu a znížiť náklady, je bivalentné (hybridné) vykurovanie - systém využívajúci dva rôzne zdroje tepla naraz.
Čo je hybridné vykurovanie a prečo solárno-plynová kombinácia?
Hybridné vykurovanie označuje vykurovací systém, v ktorom spolupracujú dva rôzne zdroje tepla. V praxi ide o integrovanie dvoch nezávislých zdrojov tepla do jedného systému - napríklad kotol a tepelné čerpadlo, alebo kotol a solárne kolektory. Existujú dokonca aj trivalentné systémy využívajúce tri zdroje tepla. V kontexte "solárneho plynového vykurovania" sa hovorí o kombinácii plynového kotla so solárnymi kolektormi. Takýto kombinovaný spôsob vykurovania umožňuje spojiť výhody rôznych technológií a palív, čím možno dosiahnuť úspornejšiu a ekologickejšiu prevádzku.
Energetické profity s hybridným riešením nie sú len fenoménom automobilového priemyslu, rovnaký zmysel dávajú aj vo vykurovaní. Váš súčasný plynový kotol môžete skombinovať s tepelným čerpadlom, alternatívou môžu byť solárne panely alebo kotol na biomasu. Vo väčšine prípadov na to postačia existujúce rozvody aj radiátory. Ide o efektívne riešenie a prvý krok k obnoviteľným zdrojom energie. Vďaka takejto modernizácii bude vaše vykurovanie hospodárnejšie, spoľahlivejšie a flexibilnejšie, pripravené na budúcnosť. Stávate sa viac nezávislí od aktuálnych a budúcich cien energií a získavate tým aj vyšší komfort.
Princíp fungovania solárneho plynového vykurovania
Solárne vykurovanie, známe aj ako solárny systém, využíva ekologickú energiu slnka a premieňa ju na teplo na ohrev vody a v prípade kombinovaných zariadení aj na vykurovanie. Keďže slnečná energia nie je k dispozícii nepretržite počas celého roka, solárne vykurovacie systémy sa zvyčajne používajú na podporu primárneho zdroja tepla, ako je plynový kondenzačný kotol. Úspora nákladov na energiu je značná a zníženie spotreby fosílnej energie a emisií CO2 je podporované aj štátom. Slnečné kolektory solárneho vykurovania na streche absorbujú slnečné žiarenie a ohrievajú tak solárnu kvapalinu, ktorá sa v nich nachádza.
Kombinácia solárnej termiky a plynového kotla patrí k najrozšírenejším hybridným systémom. Solárne kolektory fungujú ako primárny zdroj tepla pre ohrev teplej úžitkovej vody a čiastočne aj ako podpora vykurovania, pokiaľ je dostatok slnečného žiarenia. V letných mesiacoch dokážu dobre navrhnuté kolektory pokryť väčšinu spotreby teplej vody v domácnosti - ročne až okolo 60-70 % potreby ohrevu vody. Plynový kotol v tomto systéme slúži ako doplnkový špičkový zdroj, ktorý sa automaticky zapne pri nedostatku slnečnej energie - napríklad v zimných mesiacoch, v noci alebo pri dlhodobo zamračenom počasí.
V prechodných obdobiach sa môže stať, že oba zdroje pracujú súčasne: kolektory predhrievajú vodu a kotol ju dohrieva na požadovanú teplotu. Regulácia zabezpečuje, že solárny okruh beží vždy, keď kolektory dosahujú vyššiu teplotu než voda v zásobníku (snímače porovnávajú teplotu na kolektoroch a v nádrži). Táto kombinácia prináša výrazné úspory plynu - solárne teplo je „zadarmo“ - a šetrí kotol, ktorý v lete nemusí vôbec bežať. Mnohé bytové domy či hotely využívajú solárne kolektory na strechách na ohrev vody, zatiaľ čo centrálna plynová kotolňa slúži ako záloha v nepriaznivom počasí.
Solárne kolektory: Čo sú a ako fungujú?
Solárne kolektory sú zariadenia na získavanie tepelnej energie zo slnka. Hoci sa záujem ľudí v poslednej dobe presunul viac smerom k fotovoltickým panelom, ukazuje sa, že solárne kolektory sa opäť stali predmetom záujmu. Navyše, vlastnenie solárnych kolektorov nie je alternatívou k fotovoltickým panelom a nevylučuje ich - oba systémy sa môžu skvele dopĺňať.
Solárne kolektory vs. Fotovoltické panely
Mnohí laici si mýlia solárne kolektory s fotovoltickými panelmi (PV). Obe zariadenia využívajú slnečnú energiu, ale ich konštrukcia, princíp fungovania a účel inštalácie sú úplne odlišné. Solárny kolektor je inštalovaný preto, aby zachytával slnečnú energiu a prenášal ju do vody, čím ju ohrieva. Vďaka tomu sa solárne kolektory, alebo solárne panely, používajú na ohrev teplej úžitkovej vody (TÚV). Zriedkavo sa používajú aj na ohrev vody v systéme ústredného kúrenia, ale skôr ako podpora. Naopak, fotovoltické panely sú elektrické zariadenia, ktoré pod vplyvom slnečných lúčov produkujú elektrinu.
Konštrukcia solárneho kolektora
Konštrukcia solárneho kolektora sa môže líšiť v závislosti od modelu, ale všetky pracujú na rovnakom princípe. Kľúčovým prvkom je absorbér, ktorý zabezpečuje príjem slnečného tepla. Absorbéry sú najčastejšie vyrobené z medi alebo hliníka a sú pokryté špeciálnym povlakom, ktorý zvyšuje schopnosť absorbovať teplo. Keď slnečné lúče dopadajú na absorbér, ten sa zahrieva a teplo sa prenáša na kvapalinu pretekajúcu solárnym panelom. Táto kvapalina je zvyčajne zmesou vody a nemrznúcej kvapaliny (tzv. glykol), aby sa zabránilo zamrznutiu kolektora v zime.
Každý solárny kolektor má aj opláštenie, ktorého úlohou je chrániť kolektor pred únikom tepla smerom von. Toto opláštenie je zvyčajne dobre izolované. Celá konštrukcia je pokrytá sklom z tvrdeného skla.
Princíp fungovania solárneho kolektora
Princíp fungovania solárnych panelov je veľmi jednoduchý. Kvapalina nachádzajúca sa v rúrach, ktorá sa vplyvom slnečného žiarenia zohrieva, dosahuje veľmi vysoké teploty. Zohriata kvapalina prechádza do zásobníka teplej úžitkovej vody (TÚV), kde odovzdáva teplo vode, ktorú využívajú obyvatelia domácnosti. Keďže sa v rúrach nachádza zmes vody a nemrznúcej kvapaliny, táto zmes nemôže priamo vstúpiť do zásobníka. Prechádza cez výmenník tepla v zásobníku, ktorý zohrieva vodu bez toho, aby sa s ňou zmiešala.
Riešenie pre existujúce zásobníky
Ak zásobník nemá voľný výmenník tepla (staršie zásobníky majú často len jeden, už využitý pre hlavný zdroj tepla), riešením môže byť výmena zásobníka za nový s dvoma výmenníkmi tepla. Ak je však existujúci zásobník v dobrom stave, finančne výhodnejšie je zakúpiť doskový výmenník pre solárne panely, ktorý stojí približne 100-130 € v závislosti od veľkosti solárnej inštalácie.
Optimálne umiestnenie a sklon solárnych kolektorov
Pre efektívne zachytávanie slnečnej energie je kľúčové správne umiestnenie a sklon solárnych kolektorov. Odporúča sa montáž na južnej strane strechy. Sklon solárnych kolektorov je dôležitý pre efektívne zachytávanie tepla. Vo svete existujú aj systémy, ktoré automaticky menia uhol sklonu v závislosti od ročného obdobia, no pre rodinný dom by takýto systém nebol ekonomicky výhodný. Optimálny uhol sklonu kolektora na streche je:
- V lete: približne 30°.
- V zime: okolo 60°. Tento sklon tiež zabezpečí, že kolektory sa budú v zime lepšie čistiť od snehu.
Pre celoročnú prevádzku sa javí ako optimálne riešenie nastavenie kolektorov na približne 40°. Vo väčšine prípadov by sa kolektory nemali orientovať výlučne na zimné podmienky, pretože v zime bude teplá úžitková voda (TÚV) aj tak ohrievaná hlavným zdrojom tepla.
Výhody hybridných solárno-plynových vykurovacích systémov
Hybridné systémy prinášajú viacero významných benefitov, ktoré prispievajú k úspornému a ekologickému vykurovaniu.
1. Výrazné zníženie nákladov na energie
Hlavnou motiváciou pre hybridné vykurovanie je úspora nákladov. Kombinácia klasických palív (plyn) s obnoviteľnými zdrojmi (slnečná energia) umožňuje pokryť značnú časť spotreby lacnejším alebo bezplatným teplom. Napríklad pri využití solárnych kolektorov v kombinácii s plynovým kotlom možno znížiť náklady na vykurovanie a ohrev vody až o 50 %. V dobre navrhnutých systémoch plynový kotol dopĺňa solárny ohrev len v čase, keď by prevádzka solárnych kolektorov nebola dostatočná, čím sa vždy zvolí momentálne najlacnejší zdroj tepla.
2. Vyššia energetická účinnosť a ekologickosť
Tým, že sa využívajú obnoviteľné zdroje vždy, keď je to možné, klesá spotreba fosílnych palív. Výsledkom je nielen úspora peňazí, ale aj nižšie emisie škodlivín a skleníkových plynov. Hybridné systémy dokážu inteligentne kombinovať zdroje tak, aby každý pracoval v optimálnom režime - ak solárny zdroj nemôže dodávať energiu, plynový kotol ho zastúpi, a naopak, pri ideálnych podmienkach pre obnoviteľný zdroj sa zníži výkon konvenčného kotla. To všetko prispieva k šetreniu palív a ochrane životného prostredia.
3. Vždy dostatok tepla a spoľahlivosť
Dva nezávislé zdroje tepla znamenajú aj vyššiu istotu vykurovania. V prípade výpadku alebo údržby jedného zdroja môže dočasne zaskočiť druhý. Taktiež v extrémnych mrazoch alebo naopak pri nečakane teplom počasí dokáže systém lepšie reagovať - napríklad ak solárne kolektory v slnečný zimný deň dodávajú viac tepla, kotol sa automaticky utlmí. Naopak, počas dlhého zamračeného obdobia zabezpečí komfortnú teplotu kotol.
4. Flexibilita a moderné funkcie
Moderné hybridné kotly a regulácie umožňujú pokročilé riadenie celého systému. Optimalizácia prebieha automaticky na základe vonkajšej teploty, cien palív alebo nastavených priorít. Mnohé systémy možno ovládať na diaľku cez internet alebo smartfón, čo uľahčuje dohľad nad vykurovaním.
5. Plnenie energetických noriem a dotácie
Hybridné systémy pomáhajú spĺňať sprísňujúce sa energetické a ekologické normy. Na Slovensku platia pre nové budovy prísne požiadavky na energetickú hospodárnosť (tzv. štandard nearly zero energy buildings), ktoré prakticky vyžadujú využitie obnoviteľných zdrojov. Vďaka hybridnému vykurovaniu tak investor ľahšie splní legislatívne kritériá a môže zároveň čerpať dostupné dotácie na OZE (obnoviteľné zdroje energie). Ak chcete získať dotáciu, kotly označené ako „Renewable Ready“ sú technicky pripravené na inštaláciu v hybridných systémoch.
Výzvy a nevýhody hybridného vykurovania
Žiadne riešenie nie je dokonalé a hybridné systémy majú aj svoje špecifiká, ktoré je potrebné zvážiť.
Vyššie počiatočné investície
Zaobstaranie dvoch zdrojov tepla a potrebného príslušenstva (zásobníky, riadiaca jednotka, čerpadlá, ventily atď.) znamená vyššiu obstarávaciu cenu. Návratnosť investície závisí od ceny palív a získaných úspor, často sa však pohybuje v horizonte niekoľkých rokov. Okrem zariadení treba investovať aj do kvalitného projektu a montáže.
Technická náročnosť a priestorové nároky
Hybridný systém je zložitejší na inštaláciu aj reguláciu. Je nutná prepracovaná projektová dokumentácia, ktorá detailne rieši zapojenie, reguláciu a prevádzkové stavy počas celého roka. Takisto je potrebné miesto pre dve technológie - napríklad kotolňa musí pojať kotol, akumulačné nádrže, solárne zásobníky a podobne. V starších objektoch môže byť integrácia nového zdroja (napr. solárneho) do existujúceho systému náročná.
Zložitejšia obsluha a servis
Hoci bežná prevádzka je plne automatická, systém vyžaduje zdatnejšieho servisného technika, ktorý rozumie obom zdrojom aj ich regulácii. Údržba môže byť o niečo náročnejšia - napríklad je potrebné servisovať nielen kotol (čistenie horáka, revízie), ale aj solárny systém (kontrola nemrznúcej zmesi, tesnosti, čerpadiel). Napriek týmto nevýhodám stále platí, že pri správnom návrhu bivalentný systém prinesie užívateľovi vysoký komfort a dlhodobé úspory. Kľúčové je nechať si vypracovať kvalitný projekt a zveriť montáž odbornej firme.
Ako funguje tepelné čerpadlo?
Kľúčové komponenty hybridného solárno-plynového vykurovania
Pre efektívne fungovanie je dôležitá integrácia správnych komponentov.
Moderný plynový kotol
Plynový kondenzačný kotol zaistí prevádzku vykurovacieho systému počas obdobia, kedy sú podmienky pre solárny ohrev menej efektívne, napríklad pri veľmi nízkych vonkajších teplotách alebo dlhodobo zamračenom počasí. Použitie moderného kondenzačného kotla prináša výhody ako spoľahlivá a hospodárna prevádzka vďaka inovatívnej kondenzačnej technológii, funkcia optimalizujúca spaľovanie a vysoká energetická účinnosť (trieda A, s regulátorom A+). Tieto kotly sú kompaktné, elegantné a niektoré sú pripravené aj na zmes plynu s obsahom až 20% vodíka.
Solárne kolektory
Srdce solárnej časti hybridného systému. GeniaAir Mono ako primárny zdroj energie vykuruje ekologicky a zároveň s vysokou účinnosťou. Vykurovacie zariadenie sa musí prispôsobiť požiadavkám majiteľa a vykurovanej budove.
Zásobník teplej vody
Nepriamovýhrevný zásobník teplej vody spoľahlivo zabezpečí teplú vodu podľa vašich požiadaviek. Je k dispozícii v rôznych variantoch aj pre náročných užívateľov. Stačí optimálne zvoliť veľkosť zásobníka. Existujú stacionárne alebo závesné prevedenia s minimálnymi tepelnými stratami a vysokokvalitnými vnútornými povrchovými úpravami.
Riadenie systému
Systémový regulátor, ako napríklad MiPro Sense, vám dáva plnú kontrolu nad vykurovaním. Zároveň zabezpečuje, že všetky systémové komponenty pracujú ruka v ruke, aby vyhovovali vašim potrebám. V základnom nastavení regulátora môžete zadávať a aktualizovať ceny energií (plynu a elektriny). Regulátor kontroluje, ktorý zdroj energie je na pokrytie vašich potrieb vykurovania najlacnejší a automaticky prepína medzi jednotlivými zdrojmi tepla. Regulátor ponúka moderný dizajn, jednoduché a intuitívne dotykové ovládanie, prehľadnú štruktúru menu a možnosť ovládania cez aplikáciu vďaka internetovej bráne.
Scenáre modernizácie a odporúčania
Riešenia pre hybridné vykurovacie systémy sa líšia prípad od prípadu. Pre správny návrh je kľúčové nechať si vypracovať kvalitný projekt a zveriť montáž odbornej firme. Počas obhliadky domu odborník posúdi jeho reálne tepelné straty, od ktorých závisí návrh nového vykurovacieho systému. V prípade vysokých strát je niekedy potrebné najskôr znížiť ich zateplením fasády alebo výmenou okien. Všetko závisí od konkrétnych podmienok a od kondície vykurovacej sústavy, ktorú aktuálne máte k dispozícii.
Bežné radiátory na rozdiel od podlahového vykurovania potrebujú vyššiu výstupnú teplotu. Preto výber solárneho systému (ak by bol primárnym zdrojom) bude závisieť aj od maximálnej teploty vykurovacej vody, ktorú je toto vykurovacie zariadenie schopné dosiahnuť. Ak kupujete prvý plynový kondenzačný kotol, mal by u vás doma odborník preveriť, či nepotrebujete do komína nainštalovať plastové potrubie na odvod spalín. Keďže tieto kotly produkujú kondenzát, musíte mať aj odvod odpadovej vody. Dostatočnou izoláciou potrubia zabránite únikom energie.
Dnešné novostavby musia spĺňať náročné požiadavky na energetickú hospodárnosť. Podľa platnej legislatívy musí každá nová budova dosahovať energetickú triedu A0. Na dosiahnutie tejto triedy je ideálne využiť aspoň jeden zdroj obnoviteľnej energie pre vykurovanie alebo ohrev vody. Častým riešením je hybridné vykurovanie v rôznych kombináciách. V našich zemepisných podmienkach ide najčastejšie o prepojenie plynového kondenzačného kotla so solárnymi kolektormi ako obnoviteľným zdrojom energie.
tags: #solrno #plynove #vykurovanie