Časté otázky o solárních zásobnících
Časté otázky o solárních zásobnících – odpovědi z praxe
Solární zásobníky patří mezi ty zařízení, u nichž se zákazníci před koupí i po ní ptají na mnoho otázek. Některé jsou úplně základní – co to vlastně je a na co to slouží – jiné jsou velmi konkrétní a technické, například jaký prípojný závit mají hrdla výměníku, nebo co se stane, když zásobník v létě stojí bez spotřeby. Z let zákazkové praxe vím, že stejné otázky se opakují dookola, bez ohledu na to, zda jde o rodinný dům s pár lidmi, nebo o chatu s velkou rodinou. Tento článek je shromažďuje na jednom místě a odpovídá na ně tak, jak bychom to vysvětlili na zákazce – věcně, s čísly a bez zbytečného salabování.
Co je solární zásobník a čím se liší od běžného bojleru?
Běžný tlakový bojler je v podstatě izolovaná nádoba s elektrickým odporovým tělesem nebo s jedním výměníkem tepla (hadicovým nebo plášťovým). Je navržen tak, aby odebíral energii z jednoho zdroje – buď přímo elektrinu, nebo teplo z kotla přes výměník. Solární zásobník je konstrukčně jiný ve více věcech najednou.
První rozdíl je, že ve většině případů má dva výměníky tepla – jeden v dolní třetině nádoby pro solární okruh, druhý v horní části pro dohřev z kotla nebo tepelného čerpadla. Plocha spodního výměníku je zpravidla větší, protože solární systém pracuje s nižšími teplotními rozdíly než kotel. Druhý rozdíl je, že plášť zásobníku je tlustší a tepelná izolace výraznější, protože zásobník akumuluje teplo na delší dobu – někdy až 24 hodin, zatímco běžný bojler předpokládá rychlejší rotaci. Třetí rozdíl je, že připojení je přizpůsobeno specifickým tlakům a teplotám solárního média – tedy směsi vody s glykolem.
V praxi to znamená, že kdybyste do solárního zásobníku zapojili jen elektrický odporový článek a nepoužili žádný kolektorový okruh, fungoval by technicky – jen byste marnili peníze za zbytečně velkou nádobu. Naopak, běžný zásobník bez dolního výměníku do solární sestavy zapojit reálně nedá, protože prostě nemáte kam solární médium připojit bez přestavby celého uzlu.
Kolik litrů zásobníku potřebujete pro svou domácnost?
Toto je pravděpodobně nejčastější otázka a zároveň ta, u které se nejčastěji chybuje – a to oběma směry. Lidé si koupí příliš malý zásobník a jsou zklamáni, že v létě jim nestačí teplá voda bez dohřevu, nebo si koupí příliš velký, kde energie z kolektorů nestačí nádobu zahřát a dohřev z kotla běží neustále.
Orientační pravidlo, které v praxi poměrně spolehlivě funguje: 50 až 70 litrů zásobníkové kapacity na osobu, přičemž menší číslo platí pro menší byty s dušovacím hygienickým standardem, vyšší číslo pro domy s vanou a větší spotřebou. Pro 4člennou rodinu to vychází na 200 až 280 litrů – proto je zásobník 250 litrů tak populární právě v tomto segmentu.
Pro 5 až 6 osob, nebo pro domácnost, kde se topí tuhým palivem nebo tepelným čerpadlem a zásobník slouží i jako akumulace, se zákazníci pohybují po zásobníku 300 litrů nebo dokonce po zásobníku 400 litrů. Zásobník 400 litrů se uplatní i tehdy, když na střeše máte větší plochu kolektorů – například 6 až 8 m² plochých kolektorů nebo 3 až 4 vakuové trubice.
Podrobnější analýzy s výpočty najdete v článku Aký objem solárního zásobníku potřebujete pro svůj dům v tomto Vědomostním centru.
Je rozdíl mezi zásobníkem s jedním a s dvěma výměníky?
Ano, a je to rozdíl, který v praxi rozhoduje o tom, jak efektivně celý systém bude fungovat. Zásobník s jedním výměníkem předpokládá, že máte právě jeden zdroj tepla – buď kotel, nebo solární, ale ne oba najednou jako oddělené okruhy. Když chcete kotel i solární kolektory, běžně potřebujete dva samostatné výměníky, každý pro svůj okruh.
Technicky jsou rozdílné i v umístění výměníků. Dolní (solární) výměník je zpravidla větší – plocha 1,5 až 2,5 m² není výjimka – protože solární systém pracuje s nižší vstupní teplotou média (40 až 70 °C) a na odovzdání stejného množství tepla potřebuje větší plochu. Horní (kotlový) výměník může být menší, protože kotel dodává médium na 70 až 90 °C a tepelný tok na m² výměníku je výrazně vyšší.
Doporučenou volbou pro většinu novostaveb a rekonstrukcí je právě solární zásobník s dvěma výměníky včetně izolace – dostanete zásobník připravený na budoucí integraci dalšího zdroje, bez nutnosti měnit nádobu. Když víte jistě, že budete mít vždy jen jeden zdroj tepla (například jen solární set bez kotla), jeden výměník stačí.
Více o této tématu rozvádí článek Zásobník s jedním nebo dvěma výměníky: který je vhodnější.
Aké médium se používá v solárním okruhu a může zamíchat do zásobníku TÚV?
V solárním primárním okruhu – tedy v trubkách mezi kolektory a výměníkem zásobníku – nikdy neteče pitná voda. Tepelné médium je směs vody a propylénglykolu nebo ethylénglykolu s příadami, které zamezují korozi a tvorbě usazenin. Nejčastěji jde o nemrznoucí směs s bodem tuhnutí okolo −28 °C, což na Slovensku zajistí ochranu i v těžkých zimách horských oblastí.
Toto médium proudí jen v primárním okruhu – tedy z kolektoru dolů do zásobníku k výměníku a zpět nahoru. Nikdy se nesmí smíchat s vodou v zásobníku. Výměník funguje jako tepelná stěna – teplo prochází stěnou výměníku, ale média zůstávají oddělená. Toto je klíčový bezpečnostní a hygienický princip každé solární soustavy.
Ve velmi výjimečných případech – například při mechanickém poškození výměníku nebo při extrémním přetlaku – by mohlo dojít k proniknutí média do zásobníku. Proto se ve solárních systémech instaluje pojistný ventil a expanzní nádoba dimenzovaná na primární okruh. Taková porucha je při správně instalovaném a udržovaném systému mimoděk vzácná – v praxi jsem ji viděl jednou za mnoho let a bylo to způsobeno korozi zanedbaného výměníku.
Proč zásobník nestačí a voda není teplá, i když kolektory pracují?
Toto je klasický problém, na který dostávám telefonáty každé léto. Příčin může být více a je dobré je systematicky vyloučit:
- Příliš malý zásobník vůči ploše kolektorů – malý zásobník se rychle ohřeje na maximální teplotu, regulace zastaví oběhové čerpadlo, ale voda v zásobníku se rychle spotřebuje a další ohřev musí čekat na slunce následující den.
- Vzduch v primárním okruhu – pokud oběhové čerpadlo tlačí vzduch místo média, teplo se neodvádí výměníku. Zásobník zůstává studený, i když kolektory jsou horké. Řešení: odvzdušnění systému.
- Nefunkční regulace – diferenční regulátor porovnává teplotu kolektoru a zásobníku. Pokud je čidlo na zásobníku zaseknuté, regulátor si myslí, že zásobník je dostatečně teplý a čerpadlo nespustí.
- Zanešený výměník – v oblastech s tvrdou vodou může docházet k usazování vodního kamene na výměníku zásobníku. Účinnost přenosu tepla klesá, zásobník se ohřívá pomalu nebo vůbec.
- Příliš velký zásobník vůči ploše kolektorů – ano, příliš velký zásobník je také problém. Pokud máte 2 ploché kolektory (cca 4 m²) a zásobník 400 litrů, v typickém září–říjnu nebude zásobník nikdy plně ohřát a průměrná teplota bude nízká.
Další poruchy a jejich diagnostika jsou detailně popsány v článku Časté poruchy solárních zásobníků: přehřátí, koroze a ztráta tlaku.
Co se stane, když zásobník v létě nikdo nepoužívá?
Toto je scénář, který trápí vlastníky solárních systémů pravidelně – dovolenka, chata opuštěná na dva týdny v červenci. Kolektory svítí slunce, zásobník nemá kam odvést teplo a teplota média vyskočí. Tento stav se nazývá stagnace.
Při stagnaci může teplota v primárním okruhu dosáhnout 180 až 200 °C. Glykolová směs začíná degradovat, v potrubí se tvoří pára a tlak prudce stoupá. Pojistný ventil se otevře a vypustí část média. Systém tím neskončí v havárii, ale degradovaný glykolový roztok je třeba po stagnační sezóně zkontrolovat a případně vyměnit.
Praxe ukázala, že nejjednodušší ochrana před nepřítomností: nechte zásobník ohřát před odchodem na co nejvyšší teplotu (80 °C), snižte intenzitu slunečního záření překrytím kolektorů (plachta, speciální stagnační clona), nebo nainstalujte regulaci, která při dosažení maximální teploty zásobníku zrcadlově odráží teplo přechodem do dummy zátěže (například chladiací registr do kotelny). Investice do kvalitní expanzní nádoby dimenzované na stagnační podmínky je u každého solárního systému nevynechatelná.
Jaký je rozdíl mezi smaltovaným a nerezovým zásobníkem?
Zásobníky TÚV – a tedy i solární zásobníky – se vyrábějí ve dvou základních materiálových provedeních vnitřního pláště: smaltovaná ocel a nehrdzivá ocel (nerez).
Smaltovaný zásobník je dnes nejčastější. Ocelová nádoba má vnitřek pokrytý skleněnou smaltovou vrstvou, která odolá korozi a je hygienicky nezávadná. Smalt má však svá omezení – tepelné šoky (prudké změny teploty), mechanické poškození nebo nekvalitní smaltování mohou způsobit mikrotrhlinky, kterými začne korozi ocel pod smaltem. Proto smaltované zásobníky vždy obsahují hořeční nebo zinkovou obětní anodu, která korozi zpomaluje. Anodu je třeba kontrolovat každé 2 roky a při potřebě vyměnit – to je běžná údržba.
Nerezový zásobník (typicky z oceli AISI 316 nebo 304) odolá korozi výrazně lépe a obětná anoda není nutná. Cena je vyšší. V některých oblastech s agresivní vodou (vysoký obsah chloridů) může být nerez preferovaný – chloridy jsou pro smalt relativně neškodné, ale pro běžnou nerezovou ocel mohou být problematické, pokud jde o nízkou kvalitu materiálu.
Pro většinu standardních slovenských podmínek (tvrdost vody 15–25 °dH, bez extrémní agresivity) je smaltovaný zásobník s pravidelnou kontrolou anody plně dostačující a cenově výhodnější. Nerezová varianta dává smysl při agresivních vodách nebo při projektech, kde se předpokládá minimální údržba po dlouhé roky.
Jak se zásobník připojuje k kotlem a rozdělovačem?
Zapojení zásobníku do existující kotelny je pro mnoho zákazníků největší otázkou. Základní logika je jednoduchá: zásobník má čtyři hlavní přípoje (někdy více, ale čtyři jsou klíčové) – vstup a výstup primárního (solárního) okruhu na spodním výměníku, vstup a výstup sekundárního (kotlového) okruhu na horním výměníku, plus výstup teplé úžitkové vody nahoře a vstup studené vody dole.
Kotel se připojuje na horní výměník zásobníku – buď přímo, nebo prostřednictvím třícestného ventilu. V případě, že kotel i zásobník mají vlastní oběhová čerpadla, zapojení se řídí hydraulickým vyvážením, aby si okruhy navzájem nepřekážely. Tu přichází do hry rozdělovač a zberač – zařízení, které hydraulicky odděluje jednotlivé okruhy a brání jejich vzájemnému ovlivňování. Pro větší instalace s více okruhy (kotlení, podlahové vytápění, TÚV) můžete použít například soustavu průmyslového nerezového rozdělovače/zberače s kulovými uzávěry, který umožní přehledné a bezpečné připojení všech větví.
Podrobnější postup připojení zásobníku s kotlem a rozdělovačem popisuje článek Připojení solárního zásobníku s kotlem a rozdělovačem okruhu. Montáž jako celek – umístění, potrubní trasy, izolace – je popsána v článku Montáž solárního zásobníku: postup, umístění a požadavky na instalaci.
Jaký tlak zásobník vydrží a jaký tlak mám v síti?
Většina solárních zásobníků na slovenském trhu je dimenzovaná na maximální pracovní tlak 6 bar na straně TÚV (studená voda / teplá užitková voda). To je více než dostatečné pro běžnou distribuční síť, kde tlak vody obvykle nepřesahuje 4 bary.
Na straně primárního solárního okruhu jsou tlaky nižší – systém se naplní a předtlakem expanzní nádoby se nastaví plnící tlak typicky na 1,5 až 2 bar. Pojistný ventil primárního okruhu je běžně nastavený na 6 až 8 bar a chrání celý primární okruh před přetlakem při stagnaci.
Pokud je tlak ve vodovodní síti vyšší než 4 bary, je vhodné instalovat před zásobník redukční ventil tlaku – chráníte tím nejen zásobník, ale i baterie a armatury ve celé domácnosti. Ve vyšších poschodích budov nebo v oblastech s silným rozvodem je to poměrně běžná situace.
Jak dlouho vydrží solární zásobník?
Při správní instalaci, pravidelné kontrole obětní anody (raz za 2 roky) a dodržení parametrů provozu (teplota, tlak) můžete od kvalitního smaltovaného zásobníku očekávat 15 až 25 let bezporuchového provozu. Nerezové zásobníky se pohybují na horní hranici nebo ji překračují.
V praxi zkracují životnost tyto faktory:
- Zanedbání výměny obětní anody – korozi podlehne vnitřní plášť rychleji.
- Pravidelná stagnace bez náhrady degradovaného média – kyslé médium napadá výměníky a těsnění.
- Přehřátí nad maximální provozní teplotu dlouhodobě.
- TVrdá voda bez pravidelného čištění výměníků – vodní kámen funguje jako tepelný izolant a zároveň mechanicky namáhá materiál při termocyklech.
Výměna anody a kontrola výměníku jsou popsány v článku Údržba solárního zásobníku: čištění, kontrola anody a výměníku. Tyto úkony jsou finančně téměř zanedbatelné v porovnání s cenou nové nádoby – zanedbání je vždy dražší volba.
Musím mít zásobník se solárním setem, nebo stačí existující bojler?
Technicky můžete zapojit solární primární okruh i přes externí deskový výměník do existujícího běžného zásobníku, ale je to řešení s více omezeními. Externí výměník přidává hydraulický odpor, zhoršuje účinnost přenosu tepla a přidává další prvek, který se může poškodit. Kromě toho musíte mít kam venkajší výměník vůbec umístit a hydraulicky zapojit.
Pro dlouhodobý provoz a maximální efektivitu je vždy lepší použít zásobník navržený přímo pro solární systém. Náklady navíc jsou v porovnání s celkovými investičními náklady solární soustavy relativně malé a vrátí se na vyšší účinnosti a nižší poruchovosti. Zásobník s integrovaným dolním výměníkem je hydraulicky čistější, kompaktnější a nevyžaduje dodatečné komponenty.
Co je zásobník s vnořeným zásobníkem TÚV (tank-in-tank)?
Tank-in-tank (zásobník v zásobníku) je speciální konstrukce, kde uvnitř větší nádoby (např. s vodou z kotla nebo solárního okruhu) je umístěna menší vnitřní nádoba s pitnou vodou. Pitná voda se ohřívá přímo kontaktem se stěnami vnitřní nádoby – přenáší se teplo přes stěnu, ale média se nemíchají.
Výhoda je obrovská plocha přestupu tepla – účinnost ohřevu je mnohem vyšší než při hadicovém výměníku. Nevýhoda je cena a fakt, že vnitřní nádoba musí být z nekorodujícího materiálu (zpravidla nerez), což zdražuje celou soustavu. Tento typ zásobníku dává smysl hlavně v kombinaci s tepelnými čerpadly nebo při větších instalacích, kde je priorita rychlá regenerace TÚV.
Podrobnosti najdete v článku Solární zásobník s vnořeným zásobníkem TÚV: jak funguje a kdy se oplatí.
Jaké jsou typické rozměry a připojení – co zkontrolovat před objednávkou?
Před objednávkou zásobníku je nezbytné zkontrolovat několik rozměrových parametrů, abyste se vyhli nepříjemným překvapením při montáži:
- Výška a průměr nádoby – zásobník 300 litrů má typicky výšku 175 až 195 cm a průměr 60 až 65 cm. Je nutné zkontrolovat, zda nádoba vejde do kotelny včetně izolace a zda se dá vůbec dopravit přes dveře (důležité při rekonstrukcích se standardními dveřmi 80 cm).
- Závity přípojů – solární přípoje bývají zpravidla 3/4" nebo 1" vnitřní závit, přípoje kotle 6/4" nebo 1". Porovnejte se svou existující instalací, abyste si nekoupili zbytečné redukce.
- Výška přípojů – různí výrobci umisťují hrdla na různých výškách. Pokud měníte zásobník za nový, zkontrolujte, zda nový zásobník má přípoje na stejné výšce, jinak budete přerábět potrubní trasy.
- Pozice anodového hrdla – anodu je třeba vědět vyměnit bez rozbití celé instalace. Hrdlo musí být přístupné.
Více o rozměrech a připojeních najdete v článku Rozměry a připojení solárních zásobníků: co zkontrolovat před koupí, kde jsou i konkrétní tabulky s rozměry pro běžné objemy.
Dá se zásobník umístit vodorovně?
Solární zásobníky jsou výhradně konstruované pro svislé umístění. Důvod je fyzikální: teplá voda je lehčí a stoupá nahoru, studená klesá dolů – tepelná stratifikace v zásobníku je klíčem k efektivní práci systému. Spodní (solární) výměník ohřeje spodní vrstvu, teplá voda stoupá, horní výměník (kotel) dohřeje horní vrstvu. Kdybyste zásobník položili na bok, stratifikace by zanikla, celý objem by se míchal a účinnost by výrazně klesla.
Nadto, všechny přípoje a anodová hrdla jsou navržené pro svislou polohu – jinou polohou byste si ztížili přístup k údržbě a v případě smaltované nádoby by mohlo dojít k nerovnoměrnému pokrytí smaltováním při výrobě, což zkracuje životnost.
Potřebuji na zásobník nějaké oficiální povolení nebo revizi?
Zásobník teplé užitkové vody jako tlakový spotřebič nepodléhá povinným revizím podle českých předpisů pro běžné bytové zásobníky do 6 bar. Na rozdíl od plynové přípravy TÚV zde není zákonom předepsána pravidelná odborná prohlídka tlakového zásobníku sám o sobě.
Solární soustava jako celek – včetně zásobníku – však musí být předání do provozu v souladu s projektovou dokumentací a technickými normami (STN, EN 12975 a pod.) pro solární tepelné soustavy. Pokud čerpáte dotaci (například z programu Zelená domácnost), instalace musí být provedena oprávněnou osobou a splňovat podmínky příslušné schémy pomoci.
Elektrická část (oběhové čerpadlo, regulace) podléhá revizi elektrické instalace, kterou musí provést revizní technik. To je běžná součást každé zakázkové montáže.
Nejčastější otázky (FAQ)
Můžu připojit zásobník přímo bez expanzní nádoby?
Ne, expanzní nádoba je nezbytnou součástí každého uzavřeného tlakového systému – tedy i solárního zásobníku napojeného na vodovodní rozvod nebo primární okruh. Bez ní by při ohřevu voda neměla kam expandovat, tlak by rostl nekontrolovatelně a pojistný ventil by se otevíral při každém ohřátí. Dimenzování expanzní nádoby závisí na objemu zásobníku a tlaku v síti – pro zásobník 250 litrů se běžně používá expanzní nádoba 18 až 25 litrů na straně TÚV, na primární solární okruh se dimenzuje zvlášť podle objemu primárního okruhu a stagnačních podmínek.
Co by měla být teplota v zásobníku nastavená?
Z hygienického hlediska se doporučuje minimálně 60 °C – při této teplotě hynie bakterie Legionella pneumophila, která je při nižších teplotách stojaté vody zdravotním rizikem. Některé regulace umožňují tzv. termizaci – jednou za 24 hodin se zásobník ohřejehttp na 70 °C bez ohledu na běžně nastavenou provozní teplotu. Z hlediska energetické úspornosti se běžná provozní teplota drží na 55 až 60 °C, což je rozumný kompromis mezi hygienou a ztrátami akumulované energie.
Co se stane, když zásobník dlouho nestojí ani nepoužívá?
Solární zásobník, který dlouhodobě nepřacuje (například je odpojen po dobu několika měsíců a naplněný vodou), může být problematický z hygienického hlediska – stojatá teplá voda v rozmezí 25 až 50 °C je ideální živnou půdou pro bakterie Legionella. Před opětovným uvedením do provozu je vhodné zásobník kompletně propláchnout, ohřátím nad 70 °C sterilizovat a zkontrolovat obětní anodu. Když zásobník dlouhodobě stojí prázdný, je lepší ho vypustit a uzavřít vstupy.
Jak dlouho trvá, kým se zásobník ohrejesolární energií z 15 na 55 °C?
Závisí to na intenzitě slunečného záření, ploše kolektorů a objemu zásobníku. Orientačně: při dobrém slunečném dni (červenec, 800–900 W/m²) a 2 plochých kolektorech (4 m²) je energetický výkon systému okolo 2,5 až 3 kW. Na ohřátí 250 litrů vody o 40 °C (z 15 na 55 °C) potřebujete cca 11,6 kWh. Při výkonu 2,5 kW to trvá okolo 4,5 hodiny nepřetržitého slunečného svitu. Reálně – s rannou mlhou, proměnlivou oblačností, nočním chlazením – to může být 6 až 8 hodin celkového slunečného průběhu dne.
Mám kupovat zásobník s nebo bez izolace?
Vždy s izolací. Zásobník bez izolace ztrácí za den při provozní teplotě kotelny (20 °C) a teplotě vody 55 °C řádově 3 až 5 kWh – to jsou zbytečné ztráty, které snižují návratnost solární investice. Kvalitní izolace z chladné polyuretanové pěny tloušťky 50 až 80 mm sníží denní ztráty na méně než 1 kWh. Zásobníky v nabídce jako solární zásobník s dvěma výměníky včetně izolace jsou dodávány kompletně, takže řešení těchto ztrát není vaším starostem navíc.
Jaký je rozdíl mezi bivalentním a monovalentním zásobníkem?
Monovalentní zásobník má jeden výměník a pracuje s jedním zdrojem tepla. Bivalentní zásobník má dva výměníky a může přijímat teplo z dvou zdrojů najednou – typicky solárních kolektorů a kotle. Termín „bivalentní“ tedy prakticky odpovídá zásobníku s dvěma výměníky, používá se však častěji v německé a rakouské technické literatuře, odkud k nám pronikl. Pro kombinovanou solárně-kotelní soustavu je bivalentní zásobník správnou volbou.
Závěr
Solární zásobník je srdcem každé solární soustavy pro přípravu teplé užitkové vody. Většina otázek, které zákazníci řeší, se týká tří velkých oblastí: správná volba objemu a typu, správné zapojení a propojení s dalšími zdroji tepla, a dlouhodobá spolehlivost včetně údržby. Na každou z těchto oblastí existují v tomto Vědomostním centru samostatné podrobné články – například Jak vybrat solární zásobník: objem, výměníky a typ systému pro komplexní výběr, nebo Údržba solárního zásobníku pro dlouhodobou provoz.
Pokud se chystáte na konkrétní nákupní rozhodnutí, mějte při ruce počet osob v domácnosti, plochu a typ kolektorů, které plánujete nebo máte, typ sekundárního zdroje tepla (kotel, TČ, elektrický) a rozměry kotelny. S těmito informacemi můžete zásobník vybrat přesně a bez zbytečných kompromisů.
Máte otázku k této tématu?
Nevíte se rozhodnout nebo řešíte konkrétní situaci ve vaší domácnosti? Napište nám - rádi poradíme.