Výhody a nevýhody používání kombinované akumulační nádoby pro přípravu teplé vody sluneční energií

příprava teplé vody

Autor ve svém článku popisuje výhody a zápory kombinovaných akumulačních nádob s vnořeným výměníkem pro přípravu teplé vody. Zcela správně upozorňuje na problematickou funkci zařízení v případech, kdy jsou zdrojem tepla solární kolektory nebo tepelná čerpadla.

Recenzent: Petr Vacek

Popis kombinované akumulační nádoby

Popis obrázku (shora): UT – vstup otopné vody od kotle; TV – výstup teplé vody; Q – jímka teploměru; SOL – vstup ohřívací vody od solárních kolektorů; Q – jímka teploměru; SV – vstup studené vody; SOL – výstup ohřívací vody k solárním kolektorům; UT – výstup otopné vody ke kotli; VYP – vypouštěcí potrubí

Jedná se o akumulační nádobu s výměníkem tepla z nerezavějící oceli a tepelným výměníkem pro ohřev vody. Akumulační nádoba je opatřena tepelnou izolací z polyuretanové pěny v koženkovém plášti.

K akumulační nádobě je připojeno přívodní a zpětné potrubí solárního okruhu, přívodní potrubí studené vody, výstupní a zpětné potrubí otopné soustavy.

V dolní a horní třetině nádrže jsou jímky pro teplotní čidla, snímající teplotu vody v akumulační nádobě. Do nádoby lze instalovat elektrickou topnou vložku v horní třetině nádoby.

Nádoba je konstruována tak, že v její spodní části je teplosměnná plocha solárního okruhu tvořená spirálovitou trubkou. Spirálovitá teplosměnná plocha pro přípravu teplé vody průtokem prochází téměř celou výškou akumulační nádoby.

Studená voda je v dolní části nádoby přiváděna do teplosměnné plochy pro přípravu teplé vody.

Sluneční energie ohřívá otopnou vodu prostřednictvím solární spirálovité trubky.

Při odběru teplé vody akumulovaná otopná voda ohřívá teplou vodu ve spirálovité teplosměnné ploše průtokem.

Výhody ohřevu vody průtokem

Nespornou výhodou průtočného ohřevu vody je malý objem ohřívané vody.

Nebezpečí přemnožení bakterií typu Legionela je minimální.

Výhodou použití kombinované akumulační nádoby je nenáročnost na prostorové uspořádání technologického zařízení, které plní funkci akumulace, přípravy teplé vody sluneční energií, dohřívání kotlem pro vytápění i možností instalace elektrické topné vložky.

Popis funkce akumulační nádoby při ohřevu vody

Studená voda je v dolní části nádoby přiváděna do teplosměnné plochy pro přípravu teplé vody. Při odběru vody protéká zdola spirálovitou trubkou a odebírá teplo z akumulované otopné vody.

Při větším odběru teplé vody dojde k ochlazení otopné vody v horní třetině akumulační nádoby. Poruší se přirozený teplotní gradient v nádobě. Během krátké doby teplota otopné vody v celém zásobníku poklesne pod teplotu 70 °C, nutnou pro ohřev teplé vody průtokem na teplotu 40 °C. Regulátor teplotní poměry vyhodnotí a uvede do ­činnosti doplňkový ohřev otopné vody.

Otopnou vodu musíme držet na poměrně vysoké teplotě. Např. má-li mít teplá voda teplotu alespoň 40 °C, je nutné otopnou vodu udržovat na teplotě vyšší, min. 70 °C. To je z hlediska využívání sluneční energie nevýhodné.

Další nevýhodou je, že příprava teplé vody probíhá přes dvě teplosměnné plochy.

Účinnost dobrého výměníku tepla je 52 %. Teoretická účinnost výměny tepla přes dvě teplosměnné plochy je max. 27 %. Ve skutečnosti je podstatně nižší. Důsledkem je nízké využívání tepla ze solárních kolektorů a nadměrná spotřeba energie dodávané doplňkový zdrojem.

Není-li instalována regulační armatura na přívodu otopné vody od kotle, průtok otopné vody nádrží není omezen. Dochází k porušování teplotního gradientu a intenzivnímu promíchávání obsahu nádoby.

Nevýhodou použití kombinované akumulační nádoby pro přípravu teplé vody sluneční energií, případně tepelným čerpadlem, je malá účinnost nízkoteplotního zdroje tepla.

Combined Storage Tank for Solar Domestic Hot Water Preparation – Advantages & Disadvantages

In his article, the author describes advantages and disadvantages of combined storage tanks with a submerged heat exchan­ger for solar domestic hot water preparation. The author properly points out and warns about the device problematic functioning in cases where solar collectors or heat pumps are the heat sources.

Keywords: submerged heat exchanger, solar collector, heat pump