Teplá voda v nízkoenergetickém domě

Největší část spotřeby energie v nízkoenergetickém domě tvoří energie na přípravu ohřáté pitné vody. Při výběru nejvhodnějšího způsobu zásobování teplou vodou je třeba zohlednit několik faktorů - její spotřebu, počet a vzdálenost odběrních míst od zdroje, samotný zdroj, který vodu ohřívá, a také závislost nebo nezávislost přípravy ohřáté pitné vody od případného topného systému. Podle způsobu distribuce teplé vody rozeznáváme systém centrálního zásobování teplem nebo samostatný centrální a místní ohřev.

Zásobník na ohřátou pitnou vodu

V letním období by se na přípravu ohřáté pitné vody (OPV) neměly používat fosilní paliva (plyn, olej, uhlí). Podstatně ekologičtějším a dlouhodobě výhodnějším způsobem je tepelné čerpadlo nebo solární zařízení s vhodným tepelným zásobníkem. V mnoha případech nízkoenergetických domů se zásobníky OPV montují do tepelných zásobníků vytápění, aby se tepelné ztráty z nich zužitkovali při vytápění. Proto tepelná izolace mezi oběma zásobníky v podstatě neexistuje. Tento způsob je vhodný i v případě uskladňování naakumulovaného tepla na studené roční období loženým sezónním zásobníkem vody. Pozor však na situace, kdy sezónní zásobník v domě není nebo zásobník vytápění není mimo topné období v provozu. V těchto případech nastává soustavný únik tepla ze zásobníku OPV a následné ochlazování vody v něm. Proto se doporučuje řešit přípravu OPV a vytápění v oddělených systémech tak, aby se během topného období daly oba systémy propojit společným zásobníkem tepla, který se může nabíjet stejným tepelným zdrojem. Důkladně tepelně izolovaný zásobník OPV (s tloušťkou izolace 12 až 20 cm) má jen nepatrné tepelné ztráty (pouze 1 až 2 ° C za den), proto obvykle stačí jeden dohřev zásobníku za den. Teplota vody v zásobníku by měla být maximálně 60 ° C. Optimální teplota je 45 až 50 ° C (doporučeno i občasná sterilizace vody a její dohřev na 60 ° C), aby se zamezilo vytváření vrstvy vápna. Objem zásobníku, který využívá teplo ze solárních kolektorů, by měl být dimenzován tak, aby pokryl dvou -až třídenní spotřebu vody v případě málo slunečných dnů. Tepelný zásobník by měl být v rodinném domě umístěn takovým způsobem, aby rozvody teplé vody na místa spotřeby (v kuchyni, koupelně) byly co nejkratší a aby se zamezila cirkulace, případně elektrického dohřevu v rozvodu. V zájmu minimalizace tepelných ztrát rozvody by vedení měli mít malé profily a měly by být důkladně tepelně izolované (volné teplovodní vedení s minimální tloušťkou izolace 8 cm, zakryté vedení s minimální tloušťkou izolace 6 cm). Pro dosažení maximálních energetických úspor v nízkoenergetickém rodinném domě se doporučuje využívat ohřátou pitnou vodu na bázi sluneční energie na provoz pračky nebo myčky nádobí.

Zařízení na přípravu teplé vody musí odpovídat těmto požadavkům

• voda musí být k dispozici v potřebném množství, podle možnosti bez čekání
• teplota musí být regulovatelná
• snadno ovladatelné zařízení s bezpečným provozem
• bezchybná hygienická kvalita

Solární ohřev vody

Pro domácnosti představuje solární ohřev nejefektivnější možnost, jak získat ohřátou pitnou vodu. Tepelná solární zařízení jsou obvykle navrhovány tak, aby byly schopny pokrýt 70% roční spotřeby OPV a aby dokázali (ekonomicky smysluplně) uspořit 50 až 75% nákladů na její přípravu. V období od května do září jsou schopny plně pokrýt spotřebu teplé vody. Při nedostatečném slunečním záření elektrický dohřev zabezpečuje dostatečné množství teplé vody v horní části zásobníku. Protože tepelný výměník solárního zařízení se nachází pod systémem dohřevu vody, solární nabídka teplé vody je využitelná i během činnosti topného systému. Z hlediska investičních nákladů jsou nejvýhodnější pro celoroční přípravu OPV ploché sluneční kolektory se selektivní konverzní vrstvou.

Solární systém na ohřev vody se skládá z těchto komponentů

• kolektory
• armatury
• zásobník (bojler) s výměníkem tepla
• čerpadlo
• regulační jednotka
• vyrovnávací expanzní nádoba

K samotné přeměně energie slunečního záření na tepelnou energii

slouží kolektory, jejichž nezbytnou součástí je absorbér zachycující sluneční záření. Teplo se prostřednictvím teplonosné kapaliny (nemrznoucí směs) odvádí přes trubky do zásobníku teplé vody, respektive bojleru, ve kterém výměník ohřeje užitkovou vodu. Externí výměník tepla solárního zařízení se může připojit buď na otopný systém, nebo na ohřev pitné vody a oba zásobníky se mohou dobíjet i za sebou v závislosti na nabídky slunečního záření. Dodatečný ohřev solárního systému by měl být v letním období realizovat elektřinou a v zimě topným zařízením s tepelným zásobníkem spojeným případně i s fosilním zdrojem tepla. Příprava OPV (nebo dohřev) v zimě prostřednictvím otopného systému by se měla realizovat pomocí kompresorového čerpadla řízeného rozdílem tlaků. Elektronické ovládání zajišťuje automatický provoz, vypíná a zapíná oběhové čerpadlo.Vyrovnávací nádoba udržuje rovnoměrný tlak a vyrovnává změny objemu kapaliny.

Nejdůležitější zásadou při dimenzování solárního zařízení

pro přípravu teplé vody je dosažení téměř 100-procentního pokrytí spotřeby vody mimo topné období. Proto je třeba odhadnout denní potřebu teplé vody obyvatel. Obvykle se vychází z potřeby teplé vody od 40 do 60 litrů na jednoho člověka a den. Pokud se obyvatelé domácnosti více sprchují, než koupou, je spotřeba teplé vody nižší - na jedno koupání ve vaně se spotřebuje v průměru 150 litrů vody o teplotě 40 ° C. Pokud vycházíme z teploty 50 ° C a z předpokladu ideálního nasměrování kolektoru na jih, sklonu střechy 45 ° a stupně pokrytí 70%, můžeme vypočítat potřebný objem zásobníku podle vzorce: objem zásobníku (l) = spotřeba teplé vody (l) × počet osob × 2 , 5. U zařízení určených pouze pro výrobu teplé vody se předpokládá plocha solárních kolektorů 1,0 až 1,5 m 2 na osobu, v případě dodatečné podpory vytápění by se měla instalovat kolektorová plocha od 3 do 7 m 2 na osobu. Zvětšení plochy kolektorů je v závislosti na zvoleném řešení výhodnější než zvětšení objemu zásobníku. Orientační velikost kolektoru lze vypočítat takto: počet osob v domácnosti × 1,5 až 2 = plocha kolektoru (m 2).