Ohriata voda v nízkoenergetických domoch

Objekty, pri ktorých sa nedbá na zníženú spotrebu energie na prevádzku, štandardne spotrebujú z celkovej energie na prevádzku iba 15 % na prípravu ohriatej vody. Pri nízkoenergetických objektoch môže táto hodnota dosiahnuť 50 % a viac. Vďaka dokonalej izolácii sa ušetrí množstvo tepla na vykurovanie, ktoré by inak uniklo oknami a ďalšími netesnosťami. Ako je to však v prípade prípravy ohriatej vody. Dá sa tu vôbec ešte niečo ušetriť?

Ak ste pri návrhu nízkoenergetického domu vyriešili vykurovanie, ostáva vyriešiť aj v poradí druhú položku energetickej náročnosti domu – prípravu ohriatej vody. Určite vás ako prvé napadne využívať slnečnú energiu. Áno, máte pravdu. Existuje však aj oveľa jednoduchšie riešenie, ktoré vám bez väčších technických zariadení zabezpečí zníženú spotrebu vody. Tak ako sme sa naučili šetriť teplom, musíme sa naučiť šetriť aj vodou – zmenou našich každodenných návykov. Ak začnete s úsporami pri jestvujúcom stave, vyjde vás to oveľa lacnejšie ako náklady na nový solárny systém.

Solárny systém
Na úvod si treba uvedomiť, že solárny systém nezabezpečí úplné odpojenie od používaného paliva alebo energie, ale pomôže zaistiť určitú ročnú úsporu. Slnečná energia ohreje vodu síce zadarmo, ale maximálne iba o pár stupňov. Takéto energetické prostredie sa nazýva nízkopotenciálne.

Veľkosť solárneho systému najviac ovplyvňuje množstvo ohriatej vody. Pri rekonštrukcii existujúceho domu je najjednoduchšie zrealizovať rozbor spotreby, pretože sa vychádza z reálneho stavu. Pri projektovaní nového domu treba vychádzať z noriem a z požiadaviek investora. Solárna sústava by mala byť čo najjednoduchšia a rozvody čo najkratšie. Je dobré, ak sa už pri návrhu uvažuje o ďalších možných úpravách v budúcnosti, ktoré môžu nastať napríklad s potrebou väčšieho množstva ohriatej vody alebo s požiadavkou na vykurovanie bazéna a pod.

Plocha kolektorov sa dá presne spočítať, pri realizácii sa však používajú vždy celé kolektory, napríklad 2, 3, 4 alebo 5 kusov. Primárny okruh musí byť schopný odviesť najväčšie množstvo tepelnej energie, ktoré vzniká v lete na poludnie, aj keď zvyšok dňa a roku bude okruh aj obehové čerpadlo predimenzované. V opačnom prípade by sa kolektory prehrievali a viac energie by sa vydalo do okolia. Rozvody ohriatej vody by mali byť čo najkratšie, dobre tepelne izolované a vybavené centrálnym termostatickým ventilom hneď pri ohrievači. Preto treba pri návrhu posúdiť aj tepelnú kapacitu materiálu rozvodov (druh materiálu, tepelná vodivosť, hrúbka steny), aby strata tepla samovoľným ohrievaním potrubia pri občasnom použití ohriatej vody bola čo najmenšia.

Výber kolektorov na našom trhu je pomerne veľký, vyberajte si však také, ktoré majú záruku vyškolenou montážnou firmou od výrobcu. Kolektory sa z dôvodu menšieho tienenia, zasneženia a pod. umiestňujú pod hrebeň strechy. Estetickejšie pôsobia horizontálne, ktoré sa však viac ochladzujú vetrom a zároveň je k nim nebezpečnejší prístup. Kolektory umiestené nad odkvapom sú často v dosahu tieňa okolitých stromov a strešných nadstavieb, taktiež zadržujú sneh pri jeho topení. Dá sa k nim však ľahšie dostať a navyše k ohrievaču vedie kratšie potrubie. Umiestnenie kolektorov nad strešný plášť je síce drahšie, no umožňuje lepšie opravy, výmenu kolektorov alebo rozšírenie počtu – na rozdiel od ich integrácie do strešného plášťa. Pri umiestnení kolektorov na fasáde alebo na teréne sa treba navyše potrápiť aj s ďalšími problémami, ako sú výstavba montážneho lešenia, zatekanie do omietky, vandalizmus, trvalý záber pozemku atď.

Naučte sa používať ohriatu vodu zo solárneho systému Aj ohriatou vodou zo solárneho systému treba šetriť. Vyžaduje si to však určité zmeny v našich návykoch: veľkú spotrebu ohriatej vody (veľké pranie, upratovanie, kúpanie vo vani atď.) plánujte – pokiaľ sa to dá – na dni so slnečným svitom, väčší odber ohriatej vody realizujte popoludní, aby sa do večera stačila akumulovať ďalšia časť slnečnej energie s väčšou účinnosťou, v období bez slnečného svitu využívajte ohriatu vodu z pôvodného zdroja v obmedzenom množstve (uprednostňujte napríklad sprchovanie pred kúpaním vo vani), cenovo optimálny solárny systém vyžaduje „jednodenný“ ohrievač vody (maximálne s akumuláciou na jeden deň – každé ráno by mal byť ohrievač studený a pripravený na novú akumuláciu slnečnej energie). Iba v takomto prípade je systém schopný ušetriť asi 2/3 pôvodných ročných nákladov na prípravu ohriatej vody.

Nezabudnite na poistku
Slnečná energie je nestabilný zdroj, preto by sa mal solárny systém v každom prípade doplniť o stabilný ohrev na vyššiu teplotu. To znamená, že bežný ohrievač vody treba skombinovať so solárnym ohrievačom, prípadne si zabezpečiť jediný spoločný kombinovaný solárny ohrievač väčšieho objemu. Variabilita veľkostí aj materiálového riešenia je veľká, väčšinou by mal rozhodnúť vnútorný povrch, ktorý by nemal korodovať a zafarbovať ohriatu vodu. Vhodnejší je vertikálny typ z dôvodu prakticky využívaného rozvrstvenia ohriatej vody s rôznou teplotou.

Ideálne je kombinovať vertikálny solárny ohrievač s dolnou solárnou vyberateľnou vložkou a ďalším ohrevom vody, ktorý sa môže riešiť ako:

• celoročný ohrev elektrickou energiou,
• zimný ohrev kotlom na ústredné vykurovanie a letný ohrev elektrickou energiou.

V prvom prípade ide o bivalentnú, v druhom prípade o trivalentnú sústavu. Veľkosť ohrievača treba riešiť podľa konkrétnej situácie. Jeho predimenzovanie môže zisk slnečnej energie zvýšiť.



Elektrický ohrev vody
Elektrický ohrev vody je dnes asi najpoužívanejším spôsobom ohrevu úžitkovej vody. Je vhodný aj na prípravu ohriatej vody v nízkoenergetických domoch, obzvlášť v tých prípadoch, keď sa na vykurovanie používa elektrické vykurovanie.

Elektrický ohrev vody sa delí na prietokový a akumulačný. Pri prietokovom ohreve voda preteká okolo ohrievacieho telesa s veľkým výkonom, ktorý ju ohrieva. Pri akumulačnom ohreve sa dopredu ohrieva určené množstvo vody do zásoby. Druh zariadenia treba zvoliť nielen podľa potreby ohriatej vody, ale aj podľa daného typu vody, ktorá vo veľkej miere môže ovplyvňovať životnosť zariadenia. Materiál zásobníka býva z odolnejších materiálov, či už ide iba o povrchovu úpravu (napríklad smaltovaním), alebo použitie medi či nehrdzavejúcej ocele.

Elektrina slúži pri využívaní obnoviteľných zdrojov ako záložný zdroj energie. Výnimkou je asi iba tepelné čerpadlo, ktoré využíva pri svojej prevádzke elektrickú energiu (spotreba je závislá od výkonového čísla, tzv. tepelného faktora).

Základným pravidlom pri riešení energeticky úsporných objektov je minimalizovať dĺžku energetických rozvodov. Je teda výhodné, ak každé odberné miesto má vlastný ohrievač vody, ktorý pracuje s vysokou účinnosťou a nízkymi prevádzkovými nákladmi.



Ohrievanie rozvodov
Dlhšie rozvody vody sa dajú ohrievať pomocou samoregulačných káblov, ktorých výkon je závislý od rozdielu teplôt (na rozdiel od odporových elektrických káblov so stálym výkonom). Tieto káble môžu nahradiť cirkuláciu a ohrievať teplú vodu v potrubí. Technicky ide o dva paralelne umiestnené vodiče, medzi ktorými je odporový prvok. Ten reaguje na teplotu okolia buď rozťahovaním, alebo zmršťovaním, čím mení svoj odpor.

Preto je kábel schopný vykurovať presne tam, kde sú väčšie straty. V miestach, kde straty nie sú, kábel neohrieva. Vykurovacie samoregulačné káble zodpovedajúceho výkonu sa dajú používať aj pre plastové potrubie (treba overiť vlastnosti). Pripevňovanie na potrubie je jednoduché – pomocou samolepiacej fólie. Následne sa potrubie izoluje tepelnou izoláciou. Dĺžka kábla môže byť v závislosti od výkonu a parametrov až 150 m (výkon 8 až 12 W/m). Dôležité je však najskôr zabrániť stratám a až potom riešiť dodávku chýbajúcej energie. Hrúbka izolácie by mala zodpovedať priemeru potrubia.

V nízkoenergetických domoch sa snažíme o čo najnižšie prevádzková náklady. Z toho vyplýva, že elektrický ohrev vody nie je najvhodnejšou voľbou. Ak sa však sledujú náklady ako celok, zistíte, že elektrická energie nájde svoje uplatnenie predovšetkým na vzdialenejších miestach od centrálneho zdroja teplej vody – na miestach, kde je cirkulácia neekonomická, príp. tam, kde sa bude ohriata voda používať len zriedka. Na takýchto miestach je vhodné používať predovšetkým prietokový ohrev vody..

Autor: Erika Vodičková,
Foto: F. Gavlas, iEPD, JAGA, Kaldewei, M. Lelovský, V. Šimkovic, D. Veselský