Solárny ohrev úžitkovej vody

Najstarším spôsobom na prípravu teplej vody bolo jej ohrievanie na slnku. Aj v súčasnosti sa slnečná energia využíva na jej ohrev. Zariadenia, ktoré to umožňujú nazývame solárne kolektory, ktoré sú súčasťou solárneho systému. Jeho technológia je založená na premene slnečného žiarenia na tepelnú energiu. Odborníci vyslovili názor, že v zemepisnej polohe, v ktorej leží Slovensko, by bolo možné pomocou slnečných kolektorov pokryť až 50-75 % celkovej spotreby úžitkovej vody. V lete je totiž možné z 2m2 plochy kolektoru získať až 50 l vody o teplote približne 40-45°C. V mesiacoch, kedy je slnečné žiarenie nižšie, zabezpečuje sa potrebný príkon ďalším výmenníkom tepla napojeným napr. z ústredného kúrenia alebo elektrickou špirálou. Možné je i súčasné využívanie oboch zariadení.

V zásobníku vody je umiestnený výmenník tepla, ktorý je prepojený so slnečnými kolektormi a aj v období nižšej slnečnej aktivity dokáže zabezpečiť predohrev úžitkovej vody.

Solárny ohrev vody dnes

Súčasťou solárneho systému sú teda kolektory, armatúry (prepojovacie potrubia), zásobník s výmenníkom tepla, čerpadlo, expanzná vyrovnávacia nádoba a regulačná jednotka.

Solárny kolektor

Kolektor je zariadenie, ktoré je, vďaka absorbéru, schopné pohltiť veľké množstvo tepla. Absorbér je uložený v tepelne izolovanom ráme, ktorý výrazne zvyšuje účinnosť prestupu tepla, je ľahký, má vysokú pevnosť a je odolný voči korózii. Povrch kolektoru je z prednej strany pokrytý priehľadnou tepelnou izoláciou, ktorá síce zabraňuje prenosu tepla ale podporuje prestup slnečného žiarenia.

Teplo z kolektoru je prostredníctvom teplonosnej kvapaliny odvádzané cez prepojovacie armatúry do zásobníka teplej vody. V ňom je voda ohrievaná za pomoci výmenníka. Aj keď sa dnes kolektory využívajú viac pri príprave teplej vody, teplo nimi vyrobené sa rovnako dá využívať aj na vykurovanie či prikurovanie objektov. V takom prípade je však nutné použiť kolektory s väčšou plochou alebo vákuové kolektory, ktoré sa napájajú na systém podlahového kúrenia.

Regulačná jednotka sa stará o automatický chod obehového čerpadla. Expanzná vyrovnávacia nádoba udržiava rovnomerný tlak v systéme a vyrovnáva možné zmeny objemu kvapaliny.

Podmienkou pre správne využívanie solárneho systému je jeho správna inštalácia. Solárne kolektory by mali orientované na juh, nemali by na ne dopadať žiadne tiene spôsobené či už budovami alebo blízkymi stromami. Ich sklon by mal ideálne dosahovať 45 – 60°. Pri smerovaní kolektorov na juhovýchod alebo juhozápad, je nutné pre dosiahnutie rovnakého výkonu, zväčšiť plochu kolektorov cca. o 20 %. Pozor, od smerovania na juh sa doporučuje len odchýlka o 45°.

V lokalitách s veľkým množstvom snehu sa doporučuje montovať slnečné kolektory zvislo na fasády domov. V takýchto prípadoch však treba pri rovnakom výkone počítať s ich väčšou plochou a to až približne o 30 %.

Typy solárnych kolektorov

Kolektory sa vyrábajú v rôznych tvaroch a veľkostiach tak, aby vyhovovali špecifickým požiadavkám ich využitia. Na trhu sa nachádza dostatok ich typov, od rôznych výrobcov. Často sa delia podľa typu konštrukcie, ale najbežnejšie sa rozdeľujú podľa teploty, na sktorú sa dokáže zohriať médium v kolektore.

Nízkoteplotné kolektory zohrievajú vodu len do 50°C a požívajú sa najmä na ohrievanie vody v bazénoch. Strednoteplotné kolektory dosajú o niečo vyššiu teplotu a to 60-80°C. Sú zvyčajne ploché a presklené. Patria medzi ne aj vákuové kolektory, koncentrujúce slnečné žiarenie do jedného bodu – ohniska. Ohniskom prechádza trubka s teplonosným médiom. Na rozdiel od bežných strednoteplotných kolektorov určených na prípravu úžitkovej teplej vody v budovách, sa vákuové kolektory dajú využívať aj na vykurovanie.

Vysokoteplotné kolektory sú zastúpené najmä parabolickými zrkadlami a sú schopné zohriať médium v trubkách až na 100°C. Tieto zariadenia sa však prednostne využívajú v oblastiach s vysokou intezitou slnečného žiarenia. Ich prostredníctvom sa dá vyrobiť aj elektrický prúd.