Solární sestavy

Solární systém GEMELIOS pro ohřev teplé vody a podporu vytápění

Výhody

Využívání energie slunečního záření pro ohřev teplé vody a podporu vytápění přináší zákazníkům řadu výhod. Z pohledu ekonomiky představuje možnost jak výrazně snížit provozní náklady. Díky špičkovým technickým parametrům dokáží kolektory Gemelios ušetřit až 2/3 nákladů na ohřev teplé vody. V dnešních moderních novostavbách mohou náklady na ohřev teplé vody představovat i více než polovinu z celkových nákladů teplo.

Instalace solárního systému zvyšuje také celkovou tržní hodnotu nemovitosti.
Dalším argumentem je zde také ekologické hledisko. Zákazníkům se nabízí možnost jak snížit spotřebu fosilních paliv i emise CO2. Bez zajímavosti není ani fakt, že při výrobě solárních kolektorů GEMELIOS je spotřebováno v průměru o 20% méně energie než je běžné u ostatních výrobců.
Pro technicky orientované zákazníky přináší kombinace vysoce účinného kondenzačního kotle Geminox v jednom systému se solárními kolektory Gemelios potěšení z využití nových moderních technologií.


Fyzikální principy

Energie, která v podobě slunečního záření každým rokem dopadne na povrch planety země, představuje asi 15 000 násobek aktuální potřeby lidstva. Pro oblast České republiky se pak průměrný roční úhrn slunečního záření pohybuje v rozpětí 900 až 1200 kWh/m2 v závislosti na konkrétní lokalitě. (viz. mapa).

Mapa


Tato energie je ve stavbách využívána dvěma základními způsoby. Prvním a nejběžnějším je pasivní využití sluneční energie. Vhodným návrhem orientace obytných místností, velikosti prosklených ploch a akumulačních vlastností stavby je možné snížit celkovou potřebu energie na vytápění. Druhým a účinnějším způsobem je aktivní využití této energie. Základním prvkem takového systému je solární kolektor, kde se tato energie v absorpční části převádí na teplo. To se pak pomocí teplonosné kapaliny a čerpadlové skupiny využívá k ohřevu akumulačního zásobníku s interním nebo externí výměníkem. Vzhledem k velmi rozdílné intenzitě záření v průběhu dne, v závislosti na počasí a ročním období, je použití akumulačního zásobníku pro ohřev teplé vody nebo podporu vytápění nezbytné . Pro optimální funkci solárního systému je nutné správně navrhnout velikost zásobníku, plochu kolektorového pole, jeho orientaci a sklon. Více informaci najdete v kapitole „Projektování systému“.

Regulace solárních kolektorů

Pro regulaci solárních kolektorů Gemelios jsou k dispozici tři základní technická řešení. Prvním a nejjednodušším je použití řídící jednotky GEM classic. Umožňuje řízení základní aplikace solárního ohřevu teplé vody s kondenzačními kotli ZEM. Toto řešení je také možné použít při rozšíření stávajícího topného systému o bivalentní zdroj. Výhodou je možnost vestavby regulátoru přímo do čerpadlové skupiny.
Další velice elegantní možnost se nabízí ve spojení s kondenzačními kotli THRi. Využívá vlastností řídící automatiky SIEMENS LMU64. Pouhým připojením solárního Clip-in modulu AGU2.530 pak tato automatika dokáže rozšířit své možnosti o řízení solárního ohřevu teplé vody.

Pro složitější technologie, kde se sluneční energie z využívá kromě ohřevu teplé vody také pro podporu vytápění nebo i ohřev bazénu, jsou připraveny řešení s využitím regulátorů RVS. V těchto případech, kde je nutné zajistit celou řadu na sobě vzájemně závislých funkcí, je použití jednoho komplexního přístroje pro řízení technologie vytápění nezbytné. Jen tak je možné zajistit např. : nucené odtahy tepla, blokování řízeného zdroje, přečerpávání energie z akumulačního zásobníku do zásobníku TV, přednosti nabíjení zásobníků, atd…


Využití energie


Základní funkce řízení solární soustavy

Základním algoritmem pro řízení solární soustavy je regulace rozdílu teplot. Regulátor porovnává rozdíl mezi teplotou na solárním kolektoru (B6) s referenční teplotou spotřebiče. V praxi se nejčastěji jedná o spodní čidlo v zásobníku teplé vody (31), akumulačním zásobníku (B41) a nebo čidlo teploty bazénu (B13). Pokud rozdíl teplot překročí zadanou hodnotu, regulátor zapne čerpadlo soláru. Když se vlivem odběru energie nebo změnou intenzity záření sníží rozdíl teplot na nastavenou hodnotu pro vypnutí, odběr energie se ukončí. Je nutné vždy použít odpovídající a správně umístěná čidla. Řízení ohřevu teplé vody zdrojem i solárním kolektorem na jedno společné čidlo (B3) v horní části zásobníku je nepřípustné.
Teplotní stupnice solárních funkcí


Regulace rozdílu teplot je doplněna o další funkce jako je omezení maximální teploty zásobníku, ochrana kolektoru proti přehřátí, zpětné chlazení zásobníku, ... atd. V aplikacích s více spotřebiči je také důležité vlastní hydraulické zapojení. Existují dvě základní varianty. Jednou z možností je použití jednoho čerpadla kolektoru a přepouštěcího ventilu. Dalším zapojením je použití nabíjecích čerpadel pro každý spotřebič. Obě možnosti umožňují určit prioritu nabíjení jednoho ze spotřebičů. Druhá hydraulická varianta doplňuje možnosti regulace i o funkci paralelního odběru energie. Regulátor v případě dostatečné teploty na kolektoru spustí čerpadlo spotřebiče s vyšší předností. Pokud je intenzita slunečního záření dostatečně vysoká, je možné zapnout čerpadlo následujícího spotřebiče. Tato vlastnost tohoto zapojení může výrazně snížit dobu kdy vlivem vysoké teploty dojde ke stavu stagnace kolektoru.

Regulace


Schematické zapojení solární soustavy

Schéma zapojení