Jak funguje solární akumulační nádrž

Produkty teprve připravujeme.

Můžete se ale podívat na ostatní kategorie.

Jak funguje solární zásobník: princip, který spojuje slunce s kotlem

Slunce dokáže ohřát vodu zdarma – problém je jen v tom, že svítí, když to on chce, a ne když potřebujeme teplou vodu na sprchování, mytí nádobí nebo koupání dětí. Přesně tuto nesrovnalost mezi nabídkou sluneční energie a skutečnou spotřebou teplé vody řeší solární zásobník – zvláště konstruovaný zásobník teplé vody, který v sobě kombinuje dva nezávislé zdroje ohřevu. Jeden je solární okruh napojený na kolektory na střeše, druhý je klasický dohřevací zdroj, nejčastěji kotl nebo elektrická výtopná vložka.

Výsledkem je systém, který funguje spolehlivě za každého počasí po celý rok. Když svítí slunce, většinu nebo úplně celou potřebu teplé vody pokryje zdarma solární okruh. Když slunce nesvítí dostatečně – v zamlžený den, v noci nebo v zimě – zásobník se automaticky dohřeje druhým zdrojem, takže domácnost nikdy nezůstane bez teplé vody. Tento článek vysvětluje, jak přesně solární zásobník funguje zevnitř, proč má dva výměníky tepla, jak se jeho chování mění během roku, jaký objem zvolit a jak se dá skombinovat s různými typy dohřevání. Na konci najdete i dva reálné příklady z praxe a odpovědi na nejčastější otázky.

Pokud řešíte výběr zásobníku obecně, doporučujeme nejprve projít i základní přehled Jak vybrat zásobník na teplou vodu – tento článek se věnuje specificky solární verzi a navazuje na něj.

Dva výměníky, dva zdroje tepla – srdce solárního zásobníku

Klíčový rozdíl mezi běžným nepřímotopným zásobníkem a solárním zásobníkem je v tom, že solární zásobník má uvnitř obvykle dva samostatné výměníky tepla, umístěné jeden nad druhým. Nejde o náhodné řešení – je to důsledek toho, jak se fyzikálně liší teplo ze slunečních kolektorů od tepla z kotlu, a jak tekoucí voda v zásobníku přirozeně vrství teplotu od chladného dna po teplý vrch.

Spodní výměník: shromažďovatel sluneční energie

V spodní, nejchladnější části zásobníku je umístěn první, spodní výměník tepla, napojený hadicemi na solární kolektory na střeše. Tato poloha není náhodná – studená voda vždy klesá na dno nádrže, takže právě tam je teplotní rozdíl proti tepelné kapalině ze solárního okruhu největší a přenos tepla nejúčinnější. Solární okruh navíc pracuje s výrazně nižšími teplotami, než například výstup z plynového kotlu – i mírně zamlžený den nebo skoré ráno dokáže solární kolektor ohřát kapalinu na teplotu, která už stačí na odovzdání tepla do spodní, chladné vody v zásobníku.

Proto má spodní solární výměník obvykle větší teplovýměnnou plochu než běžný výměník napojený na kotl – velká plocha kompenzuje nižší teplotu tepelné kapaliny a umožňuje efektivní shromažďování sluneční energie i vtedy, když sluneční záření není na maximu. Díky tomu solární systém „shromažďuje“ energii prakticky za každého počasí, kdy kolektory dostávají aspoň nějaké světlo – nejen za jasného letního poledne, ale částečně i přes zamlženou oblohu nebo na jaře a na podzim.

Horní výměník nebo elektrická vložka: jistota, když slunce nestačí

V horní části zásobníku, kde se v provozu drží nejteplejší voda připravená k okamžitému odběru, je druhý zdroj tepla – buď další výměník napojený na kotl (plynový, tepelné čerpadlo, případně jiný zdroj ústředního topení), nebo elektrická výtopná vložka zabudovaná přímo do pláště zásobníku. Úloha tohoto druhého zdroje je jednoduchá, ale zásadní: zajistit, že voda v horní, odběrové části zásobníku nikdy neklesne pod bezpečnou a pohodlnou teplotu, bez ohledu na to, kolik (nebo kolik málo) energie v ten den dodalo slunce.

Toto dohřevání se spouští automaticky, řízené termostatem nebo regulací zásobníku – pokud solární okruh nedokáže sám udržet nastavenou teplotu, kotl nebo elektrická vložka dokúri chybějící rozdíl. Stejně důležitou roli má tato pravidelná dohřevací funkce i z hygienického hlediska: periodické zvýšení teploty vody na vyšší hodnotu (obvykle aspoň jednou za čas nad 60 °C) je běžné doporučené opatření proti množení bakterie legionely v zásobníku, a právě druhý, dohřevací zdroj tuto funkci spolehlivě zabezpečí i vtedy, když by slunečná energie sama o sobě na takovou teplotu nestačila.

Díky této dvojici výměníků je tedy solární zásobník nikdy „závislý na počasí“ ve zlém smyslu slova – funguje spolehlivě i bez jediného slunečního paprsku, jen s tím rozdílem, že v takovém případě se celá zátěž ohřevu přesune na druhý zdroj a spotřeba plynu nebo elektriny na ohřev vody se dočasně zvýší. Systém tedy kombinuje to nejlepší z obou světů: když je slunce, šetří; když slunce není, funguje jako obyčejný spolehlivý zásobník.

Jak se solární zásobník chová během roku

Jedna z věcí, kterou si domácnosti se solárním zásobníkem nejvíce cení, je to, jak výrazně se mění jeho chování a hlavně spotřeba dohřevání mezi létem a zimou. Není to systém s konstantním výkonem – jeho hlavní vlastností je právě to, že se dynamicky přizpůsobuje aktuální dostupnosti sluneční energie.

Léto: když slunce udělá téměř všechnu práci

Během letních měsíců, kdy je slunečního záření dostatek a dny jsou dlouhé, dokáže solární okruh pokrýt většinu nebo dokonce úplně celou denní potřebu teplé vody domácnosti bez toho, aby se vůbec musel zapnout druhý, dohřevací zdroj. Právě toto období je, kdy solární zásobník přináší největší reálnou úsporu – kotl může zůstat v tomto období na ohřev teplé vody prakticky vypnutý celé týdny, případně se spouští jen sporadicky, když je víceero zamlžených dní za sebou nebo je spotřeba mimořádně vysoká (například během návštěvy, koupání více dětí za sebou a podobně).

Velký objem zásobníku v tomto období hraje důležitou roli – sluneční energie se shromáždí během dne, kdy kolektory pracují nejlépe, a uloží se ve formě teplé vody v zásobníku na pozdější použití, například na večer, kdy už slunce nesvítí, ale rodina se sprchuje po celodenním programu. Zásobník tak funguje i jako „baterie“ tepla – neprodukuje energii postupně v okamžiku spotřeby, ale ji akumuluje během dne a uvolňuje podle potřeby.

Zima a přechodné období: dohřev přebírá iniciativu

Cez zimu je slunečního záření podstatně méně a jeho intenzita je nižší – kratší dny, nízko postavené slunce, časté zamlžené počasí. Solární okruh v tomto období stále přispívá k ohřevu (především předohřívá studenou vstupní vodu v dolní části zásobníku, čímž snižuje množství energie, které musí dodat druhý zdroj), ale jeho podíl na celkovém ohřevu výrazně klesá. Hlavní váhu přebírá dohřevací zdroj – kotel nebo elektrická vložka – který v zimě pracuje podstatně intenzivněji a častěji než v létě.

To je úplně běžné a očekávané chování, ne porucha systému. Důležité je chápat, že i v zimě solární okruh není „zbytečný“ – i částečné předohřátí studené vody, která do zásobníku přitéká, znamená méně energie, kterou musí kotel dodat, aby dosáhl cílovou teplotu. Reálná úspora v zimních měsících je tedy nižší než v létě, ale stále existuje. Nejvýraznější přínos mají přechodná období – jaro a podzim – kdy je slunečního záření už (nebo ještě) dostatek na výrazné odlehčení dohřevání, ale ne natolik, aby úplně nahradilo druhý zdroj.

Aký objem zvolit při solárním systému

Objem solárního zásobníku se zpravidla volí větší, než by byl objem běžného, čistě nepřímotopného zásobníku pro stejnou domácnost. Důvod je logický a vychází přímo z principu fungování solárního systému: zásobník musí mít dostatek prostoru na akumulaci sluneční energie shromážděné během slunečných hodin v dne, aby ji bylo možné využít později, když slunce už nesvítí, ale rodina si chce večer nebo ráno napustit teplou vodu.

Pokud by byl solární zásobník příliš malý, kolektory by ho ohřály na maximální teplotu už v raných dopoledních hodinách a zbytek dne by jejich potenciál zůstal nevyužitý – sluneční energie by se jednoduše „promrhala“, protože by neměla kam jít. Větší objem naopak umožňuje zásobníku „natankovat“ teplo postupně během celého slunečného dne a zároveň mít dostatečnou zásobu teplé vody i pro večerní nebo ranní špičku spotřeby, kdy slunce už nesvítí.

Jako orientační příklad může posloužit Bosch WS 290-5 EP1 C – solární zásobník s objemem 290 litrů a dvěma výměníky tepla, tedy výrazně větší, než se běžně doporučuje pro klasický nepřímotopný zásobník pro podobnou domácnost bez solárního systému. Přesný doporučený objem vždy závisí od počtu členů domácnosti, velikosti a orientace solárních kolektorů a od toho, jaký velký podíl spotřeby má systém pokrýt – čím větší má být „solární příspěvek“ k celkové roční spotřebě, tím větší objem zásobníku se zpravidla volí. Podrobný postup výpočtu objemu podle počtu osob a způsobu využití najdete v samostatném článku Aký objem zásobníka potřebuji.

Pro porovnání, pokud domácnost solární kolektory nemá nebo neplánuje, postačí jí běžný nepřímotopný zásobník bez solárního výměníku, například Bosch WST 200-5 C s objemem 200 litrů – má pouze jeden výměník napojený na kotel a je typicky menší, protože nepotřebuje prostor na akumulaci sluneční energie navíc.

Kombinace s různými zdroji dohřevu

Solární zásobník není uzavřený, samostatný systém – jeho druhý, dohřevací zdroj se dá přizpůsobit tomu, co domácnost už má nebo plánuje. Nejčastěji se setkáváme s dvěma variantami.

Plynový nebo jiný kotel jako druhý zdroj

Nejběžnější kombinací v rodinných domech je solární zásobník napojený jedním výměníkem na solární kolektory a druhým (horním) výměníkem na existující nebo nový kondenzační kotel ústředního vytápění. Kotel v tomto uspořádání funguje jako „záložní“ zdroj – v létě téměř nezasahuje, v zimě a v přechodném období přebírá většinu dohřevu. Tato kombinace je typická hlavně tam, kde dom má i radiátorové nebo podlahové vytápění a kotel tak běží po celý rok, takže jeho využití i na dohřev teplé vody v solárním zásobníku nepředstavuje žádný dodatečný investiční náklad na zdroj tepla navíc.

Příkladem zásobníku vhodného na napojení na kotel (i když bez solárního výměníku, tedy pro porovnání čistě kotlové varianty) je Buderus řada Logalux, konkrétně například Buderus Logalux SU 160/5W – tento typ zásobníků se v solárním vybavení běžně vyrábí i s druhým, spodním solárním výměníkem pro napojení na kolektory, přičemž princip dvou výměníků popsaný výše v tomto článku platí napříč všemi značkami stejně.

Elektrická vložka jako druhý zdroj

Tam, kde dom nemá plynový kotel nebo kde se má teplá voda ohřívat nezávisle od vytápěcího zdroje (například mimo vytápěcí sezónu, kdy je kotel úplně vypnutý), se jako druhý zdroj používá elektrická vytápěcí vložka zabudovaná přímo do zásobníku. Elektrická vložka má tu výhodu, že je nezávislá na jakémkoliv jiném systému v domě – funguje samostatně, zapíná se do běžné elektrické sítě a řídí se vlastním termostatem.

Tato kombinace je typická zejména pro chaty, rekreační objekty nebo domácnosti, kde vlastník nechce mít kotel v provozu jen kvůli občasně potřebnému dohřátí teplé vody. Nevýhodou je vyšší cena elektrické energie ve srovnání s plynem při stejném množství dodaného tepla, což je důležité zohlednit zejména v zimních měsících, kdy elektrická vložka pracuje intenzivněji. Více o rozdílech mezi jednotlivými typy dohřevání najdete v článku Nepřímotopný vs. elektrický zásobník.

Bez ohledu na zvolenou kombinaci platí, že správné zapojení solárního zásobníku k existujícímu vytápěcímu systému vyžaduje i vhodné hydraulické připojení, oběhová čerpadla, regulaci a pojistné prvky solárního okruhu (například expanzní nádobu solárního okruhu odolnou vysokým teplotám). Podrobný postup montáže a připojení najdete v samostatném článku Montáž a připojení zásobníku k kotlu.

Reálné příklady z praxe

Scénář 1: Rodinný dům se solárními kolektory na střeše

Představme si standardní scénář čtyřčlenné rodiny žijící v samostatně stojícím rodinném domě se sedlovou střechou orientovanou na jih, na které jsou namontovány dva až tři ploché solární kolektory. Dům má kondenzační plynový kotel, který zajišťuje ústřední vytápění i dohřev teplé vody ve solárním zásobníku o objemu kolem 300 litrů, připojeném k kolektorům spodním výměníkem.

Během letních měsíců, od přibližně května do září, kolektory dodávají dostatek tepla, aby kotel na ohřev teplé vody téměř nemusel běžet – rodina má teplou vodu na sprchování, mytí nádobí i koupání dětí převážně ze slunce, s výjimkou několika po sobě následujících zatažených dní, kdy se kotel krátce zapne, aby dohřál chybějící rozdíl. V tomto období rodina skutečně pociťuje nižší účty za plyn, protože kotel běží pouze na vytápění prostoru (mimo vytápěcí sezóny téměř vůbec).

Po zimu se situace mění – kratší dny a nízko stojící slunce znamenají, že kolektory dodávají jen část potřebné energie, zejména formou předohřátí studené vstupní vody. Hlavní zátěž ohřevu v tomto období přebírá kotel, který běží pravidelně, podobně jako by běžel i při běžném, nesolárním zásobníku. Rodina si tak během roku skutečně všímá sezónního kolísání – léto s minimální spotřebou plynu na teplou vodu, zima se běžnou spotřebou srovnatelnou s domem bez solárního systému, a jaro/autumn někde uprostřed.

Scénář 2: Letní chata s omezeným vytápěcím zdrojem

Druhý typický příklad je rekreační chata využívaná hlavně od jara do podzimu, kde vlastník nechce řešit provoz plynového kotlu jen kvůli teplé vodě. Na střeše chaty je namontován jeden nebo dva menší solární kolektory, připojené na solární zásobník s elektrickou dohřevací vložkou místo výměníku na kotel.

V tomto případě během letních víkendů a dovolenkových pobytů kolektory pokrývají převážnou většinu potřeby teplé vody – vlastník přijde na chalupu v pátek večer a díky akumulovanému teplu ze slunce během dne má k dispozici teplou vodu téměř okamžitě, bez potřeby zapínat elektrickou vložku. Elektrická vložka slouží spíše jako doplňkové zabezpečení pro případ vícedenního zlého počasí nebo mimo sezónního pobytu na jaře či na podzim, kdy slunečního záření už není tolik. Díky tomuto uspořádání vlastník nemusí řešit žádný druhý vytápěcí zdroj navíc – elektrická síť, která je na chalupě také zavedená, plně zastupuje úlohu kotlu.

Doporučené produkty

Níže je přehled konkrétních zásobníků zmíněných v tomto článku – solární zásobník s dvěma výměníky, jeho srovnání s běžným nepřímotopným zásobníkem bez solárního výměníku a další reprezentativní model vhodný na kombinaci s kotlem.

Produkt	Popis	Cena
Bosch WS 290-5 EP1 C	Solární zásobník, 290 l, 2 výměníky tepla (spodní solární + horní dokurovací)	1 175,00 €
Bosch WST 200-5 C	Nepřímotopný zásobník bez solárního výměníku, 200 l – pro srovnání s klasickým řešením bez solárních kolektorů	1 227,54 €
Buderus Logalux SU 160/5W	Zásobník řady Logalux, 160 l, vhodný na kombinaci s kotlem ústředního vytápění	1 085,08 €

Při výběru konkrétního modelu doporučujeme vždy ověřit, zda má daný zásobník opravdu druhý (solární) výměník – některé modely ve stejném řadě se vyrábějí i v čistě nepřímotopní verzi bez solárního připojení, jak je tomu například u modelu Bosch WST 200-5 C v tabulce výše, který slouží spíše jako porovnávací příklad klasického řešení bez solárních kolektorů.

Časté otázky (FAQ)

Funguje solární zásobník i bez slunce, například v noci nebo v zatažený den?

Ano. Právě proto má solární zásobník i druhý, dokurovací zdroj – kotel nebo elektrickou vložku. Když solární okruh nedodává dostatek tepla, systém automaticky dohřeje vodu druhým zdrojem, takže domácnost má teplou vodu k dispozici nepřetržitě, jen s vyšší spotřebou energie z dokurování.

Proč má sluneční akumulační nádrž dva výměníky a ne jeden?

Protože sluneční okruh a klasický zdroj (kotel) pracují s různými teplotami a mají různou úlohu. Spodní výměník připojený na kolektory má větší plochu a je umístěn v chladnější části nádrže, aby efektivně sbíral i mírnější sluneční záření. Horní výměník nebo elektrická vložka dohřívá horní, odběrovou část na potřebnou pohodlnou a hygienicky bezpečnou teplotu.

Oplatí se sluneční akumulační nádrž i bez plánované výměny kotle?

Ano, sluneční akumulační nádrž lze připojit na existující kotel – není nutné měnit ani samotný zdroj ústředního vytápění. Kotel jednoduše přebírá úlohu dohřevu přes horní výměník přesně tak, jako by dohříval i běžnou nepřímotopenou nádrž, jen s nižší frekvencí spouštění díky příspěvku ze slunce.

Jaký objem sluneční akumulační nádrže potřebuji pro běžnou rodinu?

Objem se vždy odvíjí od počtu osob v domácnosti, velikosti a orientace slunečních kolektorů a od toho, jaký velký podíl spotřeby má sluneční systém pokrýt. Obecně platí, že sluneční akumulační nádrž bývá větší než běžný nepřímotopený zásobník pro stejnou domácnost, protože potřebuje místo navíc na akumulaci sluneční energie pro pozdější použití. Přesný postup výpočtu najdete v článku Jaký objem zásobníka potřebujete.

Je elektrická vložka ve sluneční akumulační nádrži dražší na provoz než kotel?

V většině případů ano, protože cena elektrické energie za jednotku dodaného tepla bývá vyšší než u plynu. Elektrická vložka je vhodná zejména tam, kde domácnost nemá k dispozici jiný vhodný zdroj (například chaty nebo objekty bez plynového kotle) – v takovém případě nahrazuje celý dohřevací systém bez nutnosti investovat do kotle.

Kolikrát je třeba dohřívat nádrž na vyšší teplotu kvůli hygieně?

Pravidelné krátkodobé zvýšení teploty vody v nádrži na vyšší hodnotu je běžně doporučeným preventivním opatřením proti množení bakterie legionely, zejména ve spodní, odběrové části nádrže. Tuto funkci zajišťuje právě druhý, dohřevací zdroj (kotel nebo elektrická vložka), protože sluneční okruh sám o sobě nemusí vždy dosáhnout potřebnou teplotu.

Dá se sluneční akumulační nádrž použít i pro dohřev prostoru, nejen pro teplou vodu?

Běžné sluneční akumulační nádrže popsané v tomto článku jsou určeny primárně pro přípravu teplé užitkové vody. Existují i kombinované nádrže (takzvané kombinované nebo bivalentní nádrže) určené i pro podporu vytápění prostoru, ty však mají odlišnou konstrukci s dalšími výměníky a přesahují rámec tohoto článku – při zájmu o takové řešení doporučujeme konzultaci s naším prodejním týmem.

Jak se udržuje sluneční akumulační nádrž a co je třeba pravidelně kontrolovat?

Sluneční akumulační nádrž potřebuje stejnou pravidelnou údržbu jako klasický nepřímotopený zásobník – kontrolu anodové ochrany proti korozi, případné odvápňování výměníků a kontrolu tesnosti připojení. Sluneční okruh navíc vyžaduje občasnou kontrolu tlaku a stavu tepelného nosiče v slunečních kolektorech. Podrobný postup najdete v článku Servis, údržba a anodová ochrana zásobníka.

Související témata

Máte otázku k výběru zásobníku?

Nevíte se rozhodnout nebo řešíte konkrétní situaci ve vaší domácnosti? Napište nám – rádi poradíme.