Akumulační nádrže
Jak velkou nádrž?
Při úvahách, jak velká nádrž bude potřeba musíme nahlížet na problém z více hledisek.
1) Kolik nahřáté vody potřebujeme na den (pro kolik osob bude zásobník sloužit)?
2) Kolik vody denně nahřeje instalovaná kolektorová sestava v létě, resp. v zimě?
3) Kolik místa v nějakém prostoru v domě máme k dispozici
4) Jak velký otvor vede zvenku do tohoto místa, aby sem šla nádrž dopravit.
5) Bude akumulační nádrž sloužit jen pro kolektory, nebo např. i pro absorbování přebytku tepla, vyrobeného kotlem na pevná paliva?
Co dál?
Jakmile máme odpovědi na výše uvedené otázky, je nejlépe se obrátit na specialisty, aby velikost akumulační nádrže doporučili.
Obvykle k uvedenému zadání získáme několik málo variant, v nejhorším případě i odpověď, že se zadanými parametry řešení neexistuje. (To by se stalo např. tehdy, kdybychom chtěli umístit akumulační nádrž ve tvaru válce o průměru 120 cm ve sklepě, kam vede schodiště o šířce 80 cm)
Pokud se ukáže, že v domě není vhodný prostor, kam dostatečně velkou nádrž můžeme umístit, je to samozřejmě problém. Pokud máte spočteno, že ve vaší instalaci vzniknou značné úspory, vyplatí se s námi tento problém konzultovat. Často se najde řešení, na něž byste sami možná nepřipadli.
Je sice možné vybavit soustavu několika menšími nádržemi, které dohromady pojmou potřebné množství vody, jenže to s sebou nese další náklady na regulaci, celkovou vyšší pořizovací cenu a horší tepelně izolační vlastnosti, než když je nádrž jediná.
Nepřehřeje se mi v létě nádrž, když odjedu na dovolenou?
Pokud by bylo v létě hodně slunečno, a z důvodu vaší nepřítomnosti v objektu by nikdo teplo neodebíral, vzniká otázka, za jak dlouho by mohlo dojít k přehřátí.
Problém je samozřejmě možné sledovat ze dvou stran.
1) Kolik kolektorů si musím pořídit k dané AKU nádrži, aby se mi při nulovém čerpání tepla nahřála za den na 100°C?
2) Pokud mám rozumné množství kolektorů vůči existující nádrži, jaké tepelné ztráty za 24 hodin vyrovnají přísun tepla přes den.
Zde se nebudeme zabývat voskovými AKU nádržemi, ale pouze teplovodními.
První otázka směřuje k tomu, že je jasné, pokud chci dokázat, že se to přehřeje, budu přidávat kolektory tak dlouho, až k přehřátí během jednodenního slunečního osvitu dojde. Pokud bych si opatřil třeba jen 100 litrovou nádrž, a k ní zapojil 5 kolektorů, přehřátí vyvolám. Jenomže díky nezanedbatelné ceně kolektorů a obvykle omezené ploše, kam lze kolektory umístit, jde spíše o hříčku uvažování. A nejspíš by ani žádná firma neriskovala takový systém zákazníkovi uvést do provozu.
Druhá otázka je pro naše uklidnění. Ať je akumulační nádrž jakkoli dobře izolovaná, dochází k úniku tepla. Teplo uniká tím masivněji, čím je větší tepelný spád mezi nahřátou vodou a okolím akumulační nádrže. Pokud je např. akumulační nádrž ve sklepě, kde je 15°C, a v akumulační nádrži máme 50°C, nebudou tepelné ztráty nijak významné. Jakmile však začne teplota AKU stoupat, narůstají tepelné ztráty podle Stefan-Boltzmannova zákona se 4. mocninou teploty (myšleno v Kelvinech od absolutní nuly), budou při 90°C ztráty nejméně o 60% vyšší. Takže se zabýváme otázkou, zda narůstající tepelné ztráty akumulační nádrže "ustojí" přísun tepla ze solárního systému.
Ve skutečnosti akumulační nádrž vychládá 24 hodin denně a nahřívá se intenzivně cca 8 hodin denně. Jestliže tedy ztráty nádrže při vzrůstu teploty blízko ke 100°C jsou 1/3 příkonu ze solárních panelů v těchto 8 hodinách denně, nic nám nehrozí.
Kromě toho za obvyklých podmínek spotřeby tepla se zejména u svislých akumulačních nádrží teplejší voda vyskytuje nahoře, zatímco chladnější voda se drží dole. Proto jsou tepelné ztráty dole zanedbatelné, zatímco většina ztrát se odehraje na povrchu horní části akumulační nádrže. Při postupném prohřívání na vyší teploty se do ztrát významněji zapojují i spodní části akumulační nádrže, takže při nahřátí celého objemu na 90°C budou celkové ztráty znásobeny nejméně dvojnásobnou směnnou plochou akumulační nádrže.
Spojíme-li oba vlivy dohromady, budou ztráty akumulační nádrže nahřáté na 90°C z důvodu sálání cca 3,2 x věší, než u akumulační nádrže nahřáté na 40°C.
K tomu přistupjí samozřejmě ztráty na vedení od kolektorů k akumulační nádrži, a na samotných kolektorech, které při práci kolem 55°C za normálního provozu vyzařují do okolního prostředí zpátky teplo Q, zatímco při práci ve 110°C to bude 1,9 x Q.
Přesný výpočet bude samozřejmě záviset na konkrétní akumulační nádrži, jejím uložení, tloušťce a kvalitě izolace, vzdálenosti od kolektorů a na dalších vlivech. I tak lze říci, že u běžných instalací s dostatečnou kapacitou akumulační nádrže bude soustava odolná proti přehřátí.
A i kdyby k tomu přeci jen došlo, systém je chráněn přetlakovým ventilem. Unikla by část vody ve formě páry. Skupenské teplo páry je natolik veliké, že by i při minimální ztrátě vody ze systému stihla pára soustavu delší dobu tepelně vyrovnávat.
Jiné druhy
V současnosti jsou nejznámější ploché nevakuové kolektory. >>
Vakuový
Tedy kolektory sesbírají velmi spolehlivě energii >>
Za kolik let
Tahle otázka je zásadní, ale docela těžká.
Na těchto >>