Jaký solární zásobník potřebuji

Otázka „aký solární zásobník potřebuji" zní na první pohled jednoduše, v skutečnosti však jde o součet několika částečných rozhodnutí, která se navzájem ovlivňují. Zásobník nikdy nevybíráte izolovaně – jeho konstrukce, počet výměníků a způsob zapojení přímo souvisí s tím, jaké kolektory budete mít na střeše, jakým způsobem se bude dokurovat v období, kdy slunce není dostatečné, a jakým potrubím a čerpadlovou skupinou se celý okruh propojí. Kdo řeší zásobník odděleně od zbytku sestavy, často skončí s nádobou, která je podrozměrová na plochu kolektorů, nebo naopak zbytečně velká a drahá vzhledem k reálné spotřebě teplé vody v domácnosti.

V tomto článku se podíváme na to, čím se solární zásobník liší od běžného bojleru, proč má smysl uvažovat o dvou výměnících místo jednoho, jak souvisí volba zásobníku s typem kolektorů (plochý versus vakuový) a co všechno kromě samotné nádrže potřebujete – od řídicí jednotky přes čerpadlovou skupinu až po potrubí, uchycení kolektorů a expanzní nádobu. Cílem je, abyste po přečtení uměli položit dodavateli správné otázky a pochopili, proč vám doporučí právě takovou kombinaci komponentů, jakou vám navrhuje.

Pokud řešíte konkrétní případ – rodinný dům, chatu, nebo jen doplňujete existující kotel o solární ohřev teplé vody – doporučujeme si přečíst i náš širší návod Jak vybrat solární systém na ohřev vody, který popisuje výběr celé sestavy. Tento článek se naopak soustředí konkrétně na zásobník a komponenty, které s ním bezprostředně souvisí.

Co je solární systém na ohřev vody a jakou roli v něm hraje zásobník

Solární sestava se skládá ze čtyř vzájemně propojených komponentů.

Solární systém na ohřev vody, někdy označovaný i jako teplovodní solární sestava, se skládá ze čtyř základních částí: solárních kolektorů umístěných na střeše (nebo na fasádě či na zemi), solárního zásobníku s výměníkem, čerpadlové jednotky a řídicí jednotky. Kolektory ohřívají tepelně nosnou kapalinu – směs vody a nemrznoucí látky – která cirkuluje uzavřeným okruhem až do zásobníku, kde odovzdá teplo užitkové vodě prostřednictvím výměníku.

Důležité je hned na začátku říct, že solární systém doplňuje, nenahrazuje plnohodnotně hlavní zdroj tepla, jakým je kotel nebo tepelné čerpadlo. V praxi to znamená, že solární systém nejvíce pokryje ohřev teplé užitkové vody právě v létě, kdy je slunečního záření dostatek a spotřeba tepla na vytápění je nulová nebo minimální. V přechodných měsících a v zimě slunce dodá jen část potřebné energie a zbytek musí dohřát hlavní zdroj. Právě z tohoto důvodu je zásobník – a hlavně jeho vnitřní konstrukce s výměníky – klíčovým prvkem celé sestavy, protože to je místo, kde se energie ze slunce reálně setkává s energií z kotle nebo tepelného čerpadla a kde se teplo akumuluje na použití kdykoliv během dne.

Zásobník tedy není jen „nádrž na vodu". Je to tepelný akumulátor a zároveň místo, kde se setkávají dva nebo více zdrojů tepla. Právě proto se při výběru zásobníku nevyplácí šetřit ani urychlovat rozhodnutí – nesprávně zvolený zásobník dokáže omezit výkon i dobře navržených kolektorů.

Solární zásobník versus běžný bojler – v čem je skutečný rozdíl

Běžný elektrický nebo kombinovaný bojler ohřívá vodu přímo – buď elektrickou spirálou, nebo jedním výměníkem napojeným na kotel. Solární zásobník má oproti tomu navíc aspoň jeden výměník tepla napojený na solární okruh, velmi často má však i druhý výměník určený na dokurování z kotle nebo jiného zdroje. Voda se ve solárním zásobníku ohřívá vždy nepřímo – solární kapalina cirkuluje odděleně ve svém uzavřeném okruhu a nikdy nepřichází do přímého kontaktu s užitkovou vodou, kterou později pustíte z kohoutku.

Toto oddělení okruhů má praktický důvod: tepelně nosná kapalina obsahuje nemrznoucí složku a při vysokých teplotách na kolektoru (které mohou být v letních měsících výrazně vyšší než teplota běžné užitkové vody) by přímý kontakt s pitnou vodou nebyl vhodný ani hygienicky, ani technicky. Výměník proto funguje jako tepelná bariéra i přenosové médium zároveň – přenáší teplo, ale odděluje média.

Při zásobnících se dvěma výměníky (běžně označovaných jako bivalentní) je spodní výměník spravidla napojený na solární okruh a horní na kotel nebo jiný dokurovací zdroj. Uspořádání není náhodné – solární kapalina má během dne proměnlivou teplotu a nižší umístění výměníku umožňuje využít i mírné oteplení kolektoru na predohřev studené vody vstupující do zásobníku zdola. Horní výměník potom v případě potřeby dohřeje vodu na požadovanou teplotu bez ohledu na to, zda právě svítí slunce.

Když tedy porovnáváte nabídky a někdo vám nabídne „solární zásobník", oplatí se přesně se zeptat, kolik výměníků obsahuje a jak jsou zapojeny – to je základní vlastnost, která určuje, zda zásobník dokáže fungovat samostatně se solárem i v kombinaci s existujícím kotlem.

Kolik výměníků potřebujete – samostatný solár, nebo kombinace s kotlem

Při rozhodování o počtu výměníků ve zásobníku je rozhodující odpověď na jednoduchou otázku: má solár fungovat úplně samostatně (například v objektu bez jiného zdroje tepla, nebo tam, kde dokurování řeší jiný, oddělený bojler), nebo má být součástí jednoho zásobníku spolu s existujícím kotlem či tepelným čerpadlem?

Pokud je odpovědí druhá možnost – což je v rodinných domech s ústředním vytápěním nejčastější případ – potřebujete zásobník se dvěma výměníky, respektive zásobník, který je vopřed navržený jako solární bivalentní. V takovémto uspořádání systém funguje automaticky: když je slunečního tepla dostatek, o ohřev se postará výhradně solární okruh a kotel se vůbec nezapne. Když slunce není dostatečné (zamračené dny, zima, vyšší spotřeba teplé vody), doplní chybějící energii automaticky dokurovací výměník napojený na kotel. Právě v této kombinaci je nejlépe vidět, že solární systém skutečně doplňuje hlavní zdroj tepla, jak jsme zmínili v úvodní části – nejde o náhradu kotle, ale o snížení jeho provozních hodinů hlavně v teplejší části roku.

Více o tom, jak přesně sluneční ohřev spolupracuje s existujícím kotlem včetně praktických doporučení k zapojení, najdete v samostatném článku Sluneční ohřev jako doplněk k kotlu.

Jak souvisí typ kolektorů s volbou zásobníku

Zásobník a kolektory tvoří jeden funkční celek, proto se vyplatí rozhodovat o obou současně, ne postupně. Na trhu se běžně setkáte s dvěma typy kolektorů – plochými a vakuovými (trubkovými) – a jejich vlastnosti mají přímý vliv na to, jak bude zásobník v praxi fungovat.

Ploché kolektory mají absorpční plochu pokrytou tvrzeným sklem v izolovaném rámci. Jsou levnější, mechanicky odolnější – například vůči krupobití – a v našich klimatických podmínkách běžně postačují na ohřev teplé užitkové vody. Vakuové (trubkové) kolektory dosahují vyšší účinnost zejména při nízkých venkovních teplotách a nižší intenzitě slunečního záření, jsou však dražší a křehčí. To v praxi znamená, že vakuové kolektory dokážou efektivněji dodávat teplo i v chladnějších a méně slunečných dnech, což může mírně posunout využitelnost zásobníku směrem k jarním a podzimním měsícům. Při plochých kolektorech je naopak nejsilnější efekt soustředěn do letních měsíců s vysokou intenzitou slunečního záření.

Pro samotný zásobník z toho vyplývá jedno praktické doporučení: při návrhu sestavy se vyplatí zosouhlasit velikost zásobníku s plochou a typem kolektorů tak, aby nádrž dokázala akumulovat energii, kterou kolektory reálně dodávají během typického slunečného dne, ale zároveň aby nebyla zbytečně předimenzovaná vzhledem k skutečné spotřebě teplé vody v domácnosti. Tuto rovnováhu je nejlepší překonzultovat s dodavatelem, který zná parametry konkrétních kolektorů i zásobníku, protože jde o součinnost více komponentů najednou, ne o jedno univerzální číslo.

Podrobné porovnání obou typů kolektorů, včetně toho, kdy se vyplatí příplatek za vakuovou technologii, najdete v článku Ploché vs. vakuové sluneční kolektory.

Řídicí jednotka a čerpadlová skupina – jak ovlivňují fungování zásobníku

Samotný zásobník se správným počtem výměníků je jen polovina řešení. Aby se teplo z kolektoru reálně dostalo do zásobníku v správném čase, potřebujete řídicí (solární) jednotku a čerpadlovou skupinu.

Takto řídicí jednotka automaticky spíná a vypíná obeh solární kapaliny.

Řídicí jednotka porovnává teplotu na kolektoru a teplotu v zásobníku pomocí čidel umístěných na obou místech. Když je kolektor teplejší než zásobník o vopřed nastavený rozdíl, jednotka zapne obehové čerpadlo solární skupiny a kapalina začne cirkulovat – teplo se přenáší z kolektoru do zásobníku přes výměník. Když rozdíl klesne pod nastavenou hranici (například při zamlžení nebo když je zásobník už dostatečně zahřát), čerpadlo se automaticky vypne, aby se zbytečně nemínila elektrická energie a nedocházelo k zpětnému úniku tepla ze zásobníka do chladnějšího kolektoru.

Jedním z ověřených řešení na tuto úlohu je regulace Euroster 813 Solar, která slouží přesně na řízení čerpadla podle teplotního rozdílu mezi kolektorem a zásobníkem.

Čerpadlová jednotka je zase kompaktní blok, který v sobě spojuje obehové čerpadlo, uzavírací ventily, teploměry, manometry a pojistný ventil. Díky tomu, že všechny tyto prvky jsou seskupeny v jednom bloku, se výrazně ulehčí jak montáž (instalatér nemusí skládat okruh z jednotlivých komponentů na místě), tak i pozdější servis, když všechny prvky na kontrolu tlaku, průtoku a teploty jsou na jednom místě, přehledně dostupné.

Při výběru zásobníku tedy vždy myslíte i na to, s jakou řídicí jednotkou a čerpadlovou skupinou bude zásobník spolupracovat – jde o sestavu, jejíž komponenty musí být navzájem kompatibilní, nejen jednotlivě funkční. Podrobnější informace o různých typech řídicích jednotek a čerpadlových skupin najdete v článku Řídicí jednotky a čerpadlové skupiny solárních systémů.

Potrubí a izolace mezi kolektorem a zásobníkem

Rozvod mezi kolektorem na střeše a zásobníkem v technické místnosti je dalším prvkem, který ovlivňuje, kolik tepla se skutečně dostane ze střechy až do zásobníku. Existují v zásadě dvě řešení. První je klasické měděné nebo nerezové potrubí, které se na místě montáže musí ohýbat, spojovat a následně dodatečně izolovat tepelnou izolací odolnou vůči vysokým teplotám.

Druhé řešení je předizolovaná flexi trubka 2v1 – tedy přívod i spiatočka spojené v jednom ohybném, už izolovaném plášti. Toto řešení výrazně zkracuje čas montáže, protože se trubka nemusí dodatečně izolovat ani na střeše, ani v šachtě nebo přechodu cez konstrukci domu – izolace je součástí dodávky už z výroby.

Přímo při napojení kolektoru se navíc často používá krátký úsek ohybného nerezového potrubí – vlnovce, který odolá vysokým teplotám solární kapaliny přímo v místě kolektoru a zároveň kompenzuje drobné pohyby konstrukce, které při pevném potrubí mohou způsobit napětí ve spoji.

Porovnání cen vybraných komponentů zmíněných v článku.

Výběr mezi klasickým potrubím a předizolovanou flexi trubkou není jen otázkou ceny, ale i dostupnosti trasy (délka, počet ohybů, přechod cez konstrukci) a časových možností montážní firmy. Kompletní přehled obou řešení najdete v článku Solární potrubí a nerezové vlnovce – jak fungují.

Uchycení kolektorů – proč to souvisí i s výběrem zásobníku

Přestože se uchycení kolektorů na první pohled zdá být úplně samostatná téma nesouvisející se zásobníkem, ve skutečnosti určuje, jaký typ a kolik kolektorů je možné na dané střeše reálně osadit – a tím nepřímo i to, jaký velký zásobník bude mít smysl k dané ploše kolektorů připojit.

Kolektory se kotví špecializovanou montážní konstrukcí podle typu střechy. Na šikmé střeše se konstrukce liší podle krytiny – škridla, plech, bobrovka – protože každý typ krytiny vyžaduje jiný způsob překotvení do krovu bez narušení vodotěsnosti střechy. Na ploché střeše se používá nastavitelný sklon, zvyčejně aspoň 15°, což není náhodné číslo – tento sklon zajišťuje, že dešťová voda dokáže z povrchu kolektoru přirozeně odtéct a zároveň ho částečně samočistit, čímž se udržuje jeho účinnost. Alternativou je uchycení na fasádu nebo na zemi, které se využívá tam, kde střecha není vhodná nebo dostupná.

Důležité je, že montážní konstrukce musí přesně odpovídá rozměrům konkrétního typu kolektoru – nejde tedy o univerzální díl, ale o řešení „na míru“ danému modelu. Příkladem je konstrukce určená přímo pro plochý kolektor KS 2100F s plochou 1,82 m².

Pokud střecha svým tvarem, orientací nebo statikou omezuje počet a plochu kolektorů, které je možné osadit, je třeba s touto skutečností počítat už při návrhu zásobníku – nemá smysl navrhovat velký zásobník k malé ploše kolektorů, kterou střecha jednoduše neumožňuje rozšířit. Více o možnostech uchycení na různé typy střech najdete v článku Uchycení kolektorů – šikmá střecha, plochá střecha, fasáda.

Expanzomat a plnění solárního okruhu

Solární okruh je uzavřený, tlakový systém, který má vlastní expanzní nádobu (expanzomat). Její úkolem je kompenzovat objemovou roztažnost tepelné kapaliny při vysokých teplotách – když se kapalina v horkém lete v kolektoru výrazně zahřeje, její objem se zvětší, a bez expanzní nádoby by v uzavřeném okruhu narostl tlak nad bezpečnou hranici.

Systém se plní a odvzdušňuje ruční nebo elektrickou plnicí pumpou přes plnicí ventily, podobným způsobem, jako se plní a odvzdušňuje běžný vytápěcí okruh. Tato úloha je součástí montáže a následně i pravidelného servisu, protože tlak a stav kapaliny v solárním okruhu je vhodné z času na čas kontrolovat, podobně jako u vytápěcího systému.

Při sestavování kompletí solární sestavy je expanzomat součástí čerpadlové jednotky nebo se doplňuje jako samostatný prvek podle konkrétního návrhu – v obou případech ale platí, že bez něj okruh nemůže bezpečně fungovat. Postup montáže včetně plnění a odvzdušnění okruhu krok za krokem najdete v článku Montáž solárního systému – postup krok za krokem. Pokud se naopak zajímáte spíše o provoz po letech používání, tedy o servis, doplnění kapaliny nebo nejčastější poruchy, přečtěte si Servis, plnění a časté poruchy solárních systémů.

Shrnutí – na co myslet při výběru solárního akumulačního zásobníku

Než se rozhodnete pro konkrétní zásobník, vyplatí se mít jasno v následujících bodech:

První, kolik výměníků zásobník potřebuje – jeden, pokud má solární systém fungovat samostatně, nebo dva, pokud má být součástí společného systému s existujícím kotlem či tepelným čerpadlem. Druhé, jaký typ kolektorů (ploché nebo vákuové) bude zásobník zásobovat teplem a jak to odpovídá skutečným podmínkám vaší střechy a lokality. Třetí, jakou řídicí jednotkou a čerpadlovou skupinou bude celý okruh ovládán a poháněn – tyto komponenty musí být se zásobníkem kompatibilní a společně odleskované. Čtvrté, jakým potrubím (klasickým nebo předizolovanou flexi trubkou) se teplo dopraví z kolektoru až k zásobníku, a nakonec, jakým způsobem budou kolektory uchyceny na střeše či fasádě, protože to určuje reálně dostupnou plochu pro zachytávání sluneční energie.

Všechny tyto rozhodnutí jsou propojená – změna v jedné části sestavy (např. přechod z plochých na vákuové kolektory) může ovlivnit i to, jaký zásobník, jakou čerpadlovou jednotku nebo jaké potrubí bude dávat smysl použít. Proto se ve většině případů vyplatí řešit zásobník jako součást celé sestavy, ne jako izolovaný nákup.

Reálné příklady z praxe

Dva reálné příklady nasazení solárního zásobníku v praxi.

Rodinný dům s existujícím kondenzačním kotlem. V starším rodinném domě je už roky v provozu kondenzační kotel, který celoročně zajišťuje vytápění i ohřev teplé užitkové vody v běžném bojleru. Vlastník se rozhodl doplnit systém o solární ohřev, aby v letních měsících snížil spotřebu plynu potřebného právě na ohřev vody, protože vytápění v létě tak vůbec není potřeba. Řešením v takovém případě je bivalentní solární zásobník s dvěma výměníky – spodní připojený na nové ploché kolektory na šikmé střeše s krytinou z škridel, horní ponechaný pro původní kotel jako záložní zdroj. Díky řídicí jednotce, která porovnává teplotu kolektoru a zásobníku, se kotel v slunečných letních dnech prakticky vůbec nezapíná na ohřev vody a nabíhá až tehdy, je-li zamlženo nebo je noční spotřeba vyšší, než to, co solární systém během dne nahřál. Stávající potrubí do technické místnosti bylo při této rekonstrukci nahrazeno předizolovanou flexi trubkou, protože trasa přes podkroví byla úzká a náročná na dodatečnou izolaci klasického potrubí.

Novostavba s plochou střechou a tepelným čerpadlem. Při novostavbě s plochou střechou a tepelným čerpadlem jako hlavním zdrojem tepla bylo potřeba vyřešit uchycení kolektorů od základu, protože plochá střecha bez sklonu si vyžaduje nastavitelnou montážní konstrukci pro dosažení doporučeného sklonu kvůli samočistění dešti. Investor se rozhodl pro kombinaci plochých kolektorů (z důvodu nižší ceny a vyšší odolnosti během provozu) s bivalentním zásobníkem, jehož druhý výměník je připojený na tepelné čerpadlo místo plynového kotle. Kompletní čerpadlová jednotka s manometry a pojistným ventilem byla umístěna přímo v technické místnosti spolu s řídicí jednotkou, což usnadnilo případný budoucí servis, protože všechny kontrolní prvky jsou na jednom místě. Krátký úsek u samotného kolektoru řeší ohybné nerezové potrubí, které zvládá vysoké teploty i drobné pohyby konstrukce během teplotních výkyvů během roku.

Časté otázky o výběru solárního zásobníku

Musí mít solární zásobník nutně dva výměníky?
Ne nutně. Pokud má solární systém fungovat úplně samostatně, bez vazby na existující kotel nebo jiný zdroj tepla, postačí zásobník s jedním výměníkem připojeným na solární okruh. Pokud má být součástí společného systému s kotlem nebo tepelným čerpadlem, potřebujete zásobník s dvěma výměníky – jedním pro solární systém, druhým pro dokurování.

Proč solární kapalina nepřichází přímo do kontaktu s vodou, kterou později používáme?
Protože jde o dvě oddělené systémy – uzavřený solární okruh s nemrznoucí kapalinou a otevřený okruh užitkové vody. Výměník v zásobníku přenáší teplo mezi nimi, ale média se nikdy nemíchají, což je zásadní z hygienického i technického hlediska.

Ovlivňuje typ kolektorů (ploché vs. vákuové) výběr zásobníku?
Přímo ano, protože zásobník musí být dimenzován k ploše a typu kolektorů tak, aby dokázal efektivně akumulovat teplo, které kolektory skutečně dodávají. Podrobné rozdíly mezi oběma typy kolektorů najdete v samostatném článku Ploché vs. vákuové solární kolektory.

Co přesně dělá řídicí jednotka solárního systému?
Porovnává teplotu na kolektoru a v zásobníku pomocí čidel. Když je kolektor teplejší než zásobník o nastavený rozdíl, zapne otopné čerpadlo solární skupiny, aby se teplo přeneslo do zásobníku. Když je rozdíl nedostatečný, čerpadlo vypne.

Co vše obsahuje čerpadlová jednotka a proč je v jednom bloku?
Obsahuje otopné čerpadlo, uzavírací ventily, teploměry, manometry a pojistný ventil. Seskupení do jednoho kompaktního bloku usnadňuje montáž i pozdější servis, protože všechny kontrolní a bezpečnostní prvky jsou přehledně na jednom místě.

Jaký je rozdíl mezi klasickým potrubím a předizolovanou flexi trubkou 2v1?
Klasické měděné nebo nerezové potrubí se na místě montáže musí dodatečně izolovat. Předizolovaná flexi trubka 2v1 spojuje prívod i spiatočku v jednom ohybném, už izolovaném plášti, což zkracuje čas montáže, protože se nemusí izolovat dodatečně na střeše ani v šachtě.

Proč mají konstrukce na uchycení kolektorů na ploché střeše nastavitelný sklon?
Protože plochá střecha sama o sobě nemá dostatečný spád. Nastavitelný sklon, zvyčejně aspoň 15°, zajišťuje, že dešťová voda z povrchu kolektoru odteče a částečně ho i samočistí, čímž se udržuje jeho účinnost v provozu.

Proč solární okruh potřebuje vlastní expanzní nádobu (expanzomat)?
Protože jde o uzavřený, tlakový systém a tepelné médium se při vysokých teplotách na kolektoru objemově rozšiřuje. Expanzní nádoba tuto roztažnost kompenzuje, aby tlak v okruhu nepřekročil bezpečnou hranici.

Musí montážní konstrukci kolektoru vybírat přesně podle modelu kolektoru?
Ano. Montážní konstrukce musí odpovídá přesně rozměrům konkrétního typu kolektoru a typu střechy (šikmá s danou krytinou, plochá, případně fasáda nebo zem) – nejde o univerzální díl, který by pasoval na jakýkoliv kolektor.

Související témata

Pokud vás tato témata zaujala, doporučujeme pokračovat i v dalších souvisejících článcích z našeho Vědomostního centra:

• Jak vybrat solární systém pro ohřev vody
• Ploché vs. vakuové solární kolektory
• Solární potrubí a nerezové vlnovce – jak fungují
• Řídicí jednotky a čerpadlové skupiny solárních systémů
• Uchycení kolektorů – šikmá střecha, plochá střecha, fasáda
• Solární ohřev jako doplněk k kotli
• Montáž solárního systému – postup krok za krokem
• Servis, plnění a časté poruchy solárních systémů
• Časté otázky o solárních zástavbách a kolektorech

Máte dotaz k solárním systémům nebo kolektorem?

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

Jméno a příjmení Nevyplňujte toto pole:

Email

Zpráva