Praktický příklad využití solárních kolektorů pro přípravu teplé vody

Koncem roku 2005 nás oslovil hlavní energetik firmy ETA a.s. Hlinsko s požadavkem na obnovu technologie přípravy teplé vody (dále jen TV) v jednom z výrobních objektů. Plánem investora bylo rekonstruovat dosluhující stávající systém i s ohledem na snižování spotřeby energie a tím snížení provozních nákladů na ohřev vody.

Popis instalovaného systému

Původně byla příprava TV realizována pomocí dvou zásobníkových plynových ohřívačů o objemu 325 litrů (výkon každého z nich byl 55 kW) a jedním akumulačním zásobníkem TV (4000 l). Navrhli jsme od základu změnit celou technologii přípravy TV – kaskádou pěti plynových průtokových ohřívačů Infinity.

Ve druhé fázi rekonstrukce přípravy TV v závodě ETA Hlinsko jsme navrhli předehřívat vodu pomocí slunečních kolektorů. Na vstupu do kaskády plynových průtokových ohřívačů byl instalován solární systém se zásobníkem TV 1000 l. Na ploché střeše objektu je instalováno 10 kusů plochých kolektorů Regulus KPC2 BP o celkové ploše 20 m².

Ideální spolupráci solárního systému s průtokovým dohřevem umožňuje sofistikovaný řídící systém Infinity. V momentě, kdy solární systém ohřeje vodu na teplotu alespoň 43 °C, není důvod vodu dohřívat, ohřívače se nesepnou, ale zů-stávají otevřené. Voda jimi tedy může volně protékat.

Solární systém – dimenzování, realita, výsledky

Při dimenzování solárního systému jsme kladli důraz na co nejefektivnější využití sluneční energie pro předehřev vody s celoročně dostatečnou kolektorovou plochou a denní akumulací s ohledem na zmiňované špičkové odběry. Výsledkem byl návrh kolektorového pole o celkové ploše 60 m² a akumulačního zásobníku o objemu 3 m³.

Orientace kolektorového pole byla doporučena v jihovýchodním směru. Důvodem je odběrová špička, která nastává kolem druhé hodiny odpolední. Maximální výkon kolektorů, tedy moment, kdy je slunce přímo proti kolektorům, byl stanoven na cca 10:30 – 11:00. Tato orientace byla nakonec při instalaci dodržena.

{Spočítejte si Úhel dopadu slunečních paprsků sklonitou rovinu kolektoru v zadaném čase anebo Účinnou část sklonité plochy kolektoru při celodenním slunečním záření - pozn. redakce}

Nedůvěra investora v nové technologie a v přínos velkých úspor pomocí sluneční energie, která je do jisté míry pochopitelná, vedla k instalaci přibližně třetinového systému. Ten má tedy, jak již bylo zmíněno v úvodu, kolektorové pole 20 m² a objem solárního zásobníku 1000 l.

Díky nepřetržitému monitoringu celé soustavy pro přípravu teplé vody můžeme již nyní s odstupem jednoho roku vyhodnotit úspory, které celá změna technologie přípravy teplé vody a hlavně instalace solárního systému přinesla.

Hlavním srovnávacím kritériem je spotřeba plynu na 1 m³ spotřebované teplé vody (porovnání těchto hodnot pro jednotlivé měsíce viz graf). Pro přesné pochopení jednotlivých hodnot v příslušných měsících je potřeba uvést několik zásadních faktů:

• v prosinci 2005 přestal fungovat jeden přímotopný plynový zásobník => nižší spotřeba plynu,
• změna technologie přípravy teplé vody ze zásobníkového na průtokový ohřev byla provedena v únoru 2006 => od tohoto data až do dubna 2006 je teplá voda připravována výhradně průtokovými ohřívači,
• od května 2006 funguje a je monitorován solární systém.

Rozhodně zajímavou hodnotou je měsíc červenec, kdy je v tomto provozu každoročně celozávodní dovolená, a tudíž velmi nízká spotřeba teplé vody. Jelikož je teplá voda potřeba i v tomto období (pro kanceláře, které jsou vyjmuty z celozávodní dovolené a pro údržbu) a není zde jiný zdroj, nedochází v tomto provozu k odstávce. V původní technologii byl tedy i v tomto období nahříván celý objem zásobníku, tedy 4000 l.

Vysoká spotřeba plynu je v tomto měsíci dána tepelnými ztrátami zásobníků a potřebou tepla pro cirkulační potrubí. V nové technologii se právě v tomto období projevuje výhoda průtokového ohřevu, ale hlavně se naplno ukazuje síla solárního systému.

Současnost a budoucnost sluneční energie v ETA a.s.

Díky optimistickým výsledkům, vysokým úsporám a spolehlivosti instalovaného solárního systému pokračuje v závodě ETA Hlinsko instalace dalších solárních systémů pro přípravu teplé vody. V loňském roce byla do-končena aplikace pro přípravu teplé vody na závodní kuchyni. Solární systém je v tomto případě kombinován s klasickým zásobníkovým dohřevem. V letošním roce se počítá s rozšířením stávajícího systému na Hale 100 (popisovaný systém) o 20 až 40 m², čili pravděpodobně až na hodnotu uvedenou v původním návrhu.

Internetová prezentace

Investor souhlasil s uveřejněním všech naměřených hodnot a online monitoringem na internetové adrese www.regulus.cz/etasolar, kde jsou pro jakéhokoli uživatele internetu k dispozici. Tato internetová prezentace tedy může velmi dobře pomoci v rozhodování investorů, zda renovovat dožívající systémy s akumulačními zásobníky TV ohřívanými tradičními zdroji energie.

{Spočítejte si Úhel dopadu slunečních paprsků sklonitou rovinu kolektoru v zadaném čase anebo Účinnou část sklonité plochy kolektoru při celodenním slunečním záření - pozn. redakce}