Instalace kvalitních konstrukčních prvků nezaručuje dobrou funkci solárního systému

obnovitelné zdroje energie

instalace a montáž

Autor článku upozorňuje na skutečnost, že ani poskládání díla z osvědčených komponentů není zárukou jeho správného fungování.

Recenzent: Richard Valoušek

Nejen moje zkušenost potvrzuje, že samotné použití kvalitních konstrukčních prvků není zárukou dobré funkce solárního systému. Jako důkaz tohoto tvrzení předkládám popis případu, kterým jsem se zabýval.

V rodinném domě bylo instalováno zařízení pro přípravu teplé vody sluneční energií. Solární soustava obsahovala jeden plochý sluneční kolektor o ploše 2,72 m² a akumulační ohřívač o objemu 180 l. Zařízení plnilo po řadu let svoji funkci až do doby, kdy praskl plastový kryt absorbéru slunečního kolektoru. Po rekonstrukci objektu se investor rozhodl pro modernizaci přípravy teplé vody a uzavřel s odbornou firmou smlouvu o dílo na dodávku a montáž solárního zařízení. Nové zařízení však, na rozdíl od předchozího, nezajišťuje dostatek teplé vody připravené sluneční energií, a to ani při plném slunečním svitu v letním období. Téměř nepřetržitě je v činnosti elektrická topná vložka v akumulačním ohřívači. Po nahřátí obsahu ohřívače, uzavření cirkulačního potrubí, i když není odběr teplé vody, dojde přes noc k ochlazení obsahu zásobníku o cca 6 K.

Obr. 1 • Chybné propojení obou teplosměnných ploch a použití elektrické topné vložky

Smlouva o dílo

Předmětem smlouvy je dodávka a montáž solárního zařízení v rodinném domě. Ve smlouvě není bližší specifikace díla a popis funkce. Zhotovitel prohlašuje mj., že se seznámil s dokumentací objednatele, a že je schopen podle zadání předmět smlouvy odborně provést v předepsaném rozsahu, kvalitě a nabídnuté ceně.

Dokumentace solárního zařízení a rozvodů teplé a studené vody neexistuje dodnes. Přesná specifikace zadání není známa, není součástí smlouvy.

Zařízení nepracuje podle přání investora. Spotřeba elektrické energie neúměrně stoupla a teplé vody je nedostatek.

Nabídka na instalaci solárního systému

Nabídka je sestavena z kvalitních výrobků renomované firmy podle doporučených zásad. Jednotkové ceny jsou v souladu s cenami obvyklými.

Není známo, podle jakých předpokladů a požadavků byla určena kolektorová plocha a objem zásobníku, protože zařízení bylo instalováno bez projektové dokumentace a jakákoliv zmínka o volbě parametrů chybí.

Popis zařízení

Kolektorové pole na střeše objektu je složeno z trubicových vakuových kolektorů o celkové ploše 5 m². Orientace kolektorového pole je k jihu, tedy ideální.

K přípravě teplé vody a k akumulaci tepla slouží akumulační ohřívač o objemu 500 l. Ohřívač je vybaven dvěma teplosměnnými plochami tvořenými spirálovitě stočenými trubkami. Podle údajů výrobce je spodní teplosměnná plocha určena pro ohřev vody sluneční energií a horní teplosměnná plocha je určena k dohřívání horní části obsahu ohřívače záložním zdrojem tepla, například plynovým nebo olejovým kotlem. Kotel instalován není. Horní spirálový výměník je vnějším potrubím spojen se spodním.

V polovině výšky zásobníku, mezi spodní a horní spirálovou teplosměnnou plochou je instalována elektrická topná vložka a v její blízkosti teplotní čidlo termostatu. Na výstupu z ohřívače není instalována obvyklá směšovací armatura omezující maximální teplotu teplé vody vstupující do domovního rozvodu.

Popis skutečné činnosti a zjištěné vady

Propojení spodního a vrchního spirálového výměníku do solárního okruhu mělo zřejmě umožnit přípravu teplé vody sluneční energií i v horní části zásobníku. Mezi výměníky je však instalována elektrická topná vložka pro dohřev vody na požadovanou teplotu. V horní části zásobníkového ohřívače je proto voda dohřívána souběžnou činností solární soustavy a elektrické topné vložky nebo jen elektrickou topnou vložkou spínanou termostatem bez nastavení jakýchkoliv priorit. Teplota vody je zde trvale udržována na požadované hodnotě okolo 50 °C.

Pro běh (chod) oběhového čerpadla solárního okruhu je určující teplotní rozdíl mezi čidlem, které je umístěno na kolektorech a čidlem umístěným ve střední části ohřívače vody podle původního záměru výrobce zásobníku.

Je-li teplotní rozdíl mezi kolektorem a střední částí ohřívače vody dostatečný, uvede se do činnosti oběhové čerpadlo solárního okruhu.

Je-li horní polovina obsahu ohřívače nahřátá například na 50 °C, střední část na 30 °C, uvede se při vhodné teplotě na kolektoru nad 30 °C do činnosti oběhové čerpadlo solárního okruhu. Teplonosná látka, přicházející z kolektorů, vstupuje do zásobníku shora a má přitom nižší teplotu než je v horní části zásobníku. Proto se zde částečně ohřívá a část tepla pak přenáší do spodní části zásobníku. Přitom horní část zásobníku zchladne pod nastavených 50 °C a začne být dotápěna elektrickou topnou vložkou. Část tepla zůstává i v solárním okruhu a zvyšuje ztráty tepla z potrubí.

Popsaný proces navíc degraduje přirozené teplotní rozvrstvení v akumulační nádobě. Zvyšuje četnost spínání elektrické topné vložky a přispívá i k tepelným ztrátám v solárním okruhu.

Na výstupu z ohřívače nebyla instalována směšovací armatura omezující maximální teplotu teplé vody. Zřejmě proto byla nejvyšší teplota teplé vody dosažitelná v zásobníku omezena diferenčním regulátorem na teplotu cca 50 °C, a nebo naopak, protože byla teplota omezena na 50 °C, nebyla instalována směšovací armatura omezující maximální teplotu teplé vody. Nevyužitím vyšších teplot se však omezilo vy­užití akumulace tepla v ohřívači.

Vedle snahy omezit stagnační stavy poměrně výkonného pole 5 m² trubicových vakuových kolektorů větším objemem ohřívače mohlo být jedním z důvodů použití mnohem většího objemu 500 litrů, oproti postačujícím předchozím 180 litrům, i omezení nabíjecí teploty zásobníku.

Závěr

Jako základní chybu v tomto případě vidím skutečnost, že dodávka a montáž zařízení byla provedena bez jakékoliv dokumentace, natožpak projektové, a že na tento postup zákazník přistoupil. Tím se nejen připravil o možné úspory energií a nákladů, ale i zásadním způsobem si znesnadnil postup k uplatnění reklamace. Musel se obrátit až na soud a dokazovat oprávněnost svého požadavku znaleckým posudkem.

Řešení, které zvolil dodavatel, snad mohlo vycházet z dobrého úmyslu, a to využít veškerou teplosměnnou plochu v ohřívači pro zvýšení účinnosti předávání tepla ze solárního okruhu do připravované teplé vody snížením teplotního rozdílu na výměníku. Bohužel jako vždy platí, že dobrý úmysl nestačí. Přestože si zákazník pořídil moderní solární zařízení složené z kvalitnějších prvků, výsledek byl horší.

High quality components installation does not guarantee a good function of the solar thermal system

The author describes a situation where new solar thermal system does not work properly. The installation was done with high quality components but system was installed without project documentation. The performance of new system is compared with the previous simple solar system. Energy efficiency is lower.

Keywords: solar thermal system, solar system, installation