Solární ohřev vody a přitápění: kdy se vyplatí a jak funguje?

Solární ohřev vody s podporou přitápění je jedním z nejúčinnějších způsobů, jak snížit náklady na energii v nízkoenergetických a pasivních domech. Využívá celoroční energii slunce k ohřevu teplé vody a předehřevu topného okruhu, čímž dokáže pokrýt až 70 % spotřeby TUV. Aby byl systém skutečně funkční, musí být správně nadimenzovaný, odborně nainstalovaný a vhodně zkombinovaný s hlavním zdrojem tepla.

Lze solárními panely přitápět?

Před detailnějším rozborem tohoto způsobu přitápění podotýkáme, že se jedná pouze o stručný výčet návrhu, dimenzování, způsobu provedení, výhodách a nevýhodách provedení solárního systému s podporou vytápění. Problematika solárního ohřevu TUV s přitápěním je obsáhlá a technologicky složitá. 

• Často se setkáváme s realizovanými systémy, které mají znaky spíše komerčního tažení na zákazníka, než snahu o provedení solárního systému k užitku objednatele. Vakuové trubice v kombinaci se solárním přitápěním vody z tohoto článku zcela vyjmeme, protože si zaslouží obsáhlejší vyjádření. V praxi jsme se setkali se stovkami realizací solárních systémů na bázi vakuových trubic, které jsou buď zcela nebo z části nefunkční, jejich poruchovost dosahuje extrémních rozměrů. 
• Nejdůležitějším faktorem při volbě solárního systému je jeho životnost, protože pouze ta je způsobilá zajistit návratnost vaší investice.

Přejdeme k solárním systémům na bázi deskových kolektorů, které si svojí spolehlivostí, životností a funkčností zaslouží svou vážnost.

Komu se vyplatí solární ohřev vody s přitápěním?

Solární ohřev vody s možností přitápění je vhodný zejména :

1. V nízkoenergetických a pasivních domech, které mají nízké tepelné ztráty. 
2. Pokud využíváte nízkoteplotní zdroj vytápění (podlahové topení). 
3. Pokud máte v systému již nainstalovaný akumulační zásobník s možností dopojení solárních panelů.
4. Solární ohřev vody s přitápěním se vyplatí především majitelům rodinných domů, kteří mají zájem o úsporu nákladů na vytápění a zároveň chtějí využít obnovitelné zdroje energie. Tento systém je vhodný zejména pro domy s větším počtem obyvatel, kde je vyšší spotřeba teplé vody a tedy i potřeba vyššího výkonu ohřevu. Dále se může solární ohřev vody s přitápěním hodit pro majitele rekreačních objektů, kteří chtějí minimalizovat náklady na vytápění během pobytu a zároveň zajišťovat příjemné podmínky. Solární kolektory mohou pokrýt až 70 % ročního teplého vodního spotřeby, ale pokud je potřeba více teplé vody nebo vytápění, je výhodné kombinovat solární systém s jiným zdrojem tepla, jako je například plynový kotel nebo tepelné čerpadlo. Tím lze zaručit nepřetržité zásobování teplou vodou a zvýšit celkovou energetickou účinnost systému.

K realizaci tohoto opatření by měli přistoupit především ti, kteří již při projektování otopné soustavy domu počítali s vhodnou velikostí akumulační nádrže s možností solárního přitápění jako alternativního způsobu k hlavnímu zdroji tepla.

Pro koho nemá smysl pořizovat solární přitápění?

Přestože solární přitápění může být výhodné pro mnoho lidí, existují situace, kdy se jeho pořízení nemusí vyplatit. Následující skupiny lidí by se mohly rozhodnout pro jiný způsob ohřevu vody:

1. Lidé, kteří nežijí v oblastech se slunečním zářením: Solární přitápění se vyplatí nejvíce v oblastech s vysokým množstvím slunečního záření. Pokud žijete v oblasti, kde je sluneční záření omezené, solární přitápění nemusí být pro vás nejlepší volbou.
2. Lidé, kteří nemají vhodné místo pro instalaci kolektorů: Solární kolektory potřebují k dostatečnému zahřátí vody dostatek slunečního záření a vhodné umístění, které umožní jejich osvětlení. Pokud nemáte dostatek prostoru na instalaci kolektorů nebo pokud máte stínící překážky, solární přitápění nemusí být vhodné pro vaše potřeby.
3. Lidé, kteří preferují jiné zdroje energie: Solární přitápění není jedinou možností pro ohřev vody. Pokud preferujete jiné zdroje energie, jako je například plyn nebo elektrická energie, solární přitápění nemusí být pro vás ideální.
4. Lidé, kteří nechtějí investovat do solárních kolektorů: Pořízení solárního přitápění vyžaduje určitou investici na pořízení a instalaci solárních kolektorů. Pokud nechcete investovat do těchto zařízení, nemusí být solární přitápění pro vás nejlepší volbou.

Možnosti solárního přitápění by se zcela měli vyhnout ti z vás, kdo mají domy s vyšší tepelnou ztrátou.

1. Dále není systém vhodný k zapojení do otopného systému napojeného na otopná tělesa, radiátory, bez ohledu na způsobu vytápění objektu. 
2. Solární přitápění nelze řešit tam, kde není dostatečná plocha na instalaci solárních kolektorů (min. 10m²).

U přitápění solárním systémem počítejte s většími náklady na servis

• Náklady na údržbu velkých systémů se pohybují kolem 1 až 1,5% investičních nákladů ročně – přibližně stejné jako u konvenčních kotlů. 
• Sluneční tepelné systémy mají životnost přibližně 20 až 25 let, což přesahuje životnost konvenčních kotlových systémů, které obvykle pracují přibližně 15 let. 
• Nespornou výhodou jsou samozřejmě také nízké provozní náklady.

---

Jak správně navrhnout solární systém k přitápění?

Solární ohřev TUV a přitápění ve Škvorci

Při návrhu solárního systému k ohřevu TUV a přitápění se musí přistupovat velice pečlivě. 

• Zaměřujeme se na velikost RD v souvislosti s vytápěnou plochou, tepelné ztráty objektu, vnitřní a venkovní výpočtovou teplotu, návrhovou teplotu přívodní otopné vody do otopné soustavy, sklon střechy a její orientace vůči světovým stranám, objem akumulačního zásobníku, velikost bojleru, počet obyvatel apod. 
• Pro solární přitápění se volí nejčastěji solární systémy s min. plochou od 10 m² a více. Volba počtu kolektorů, potažmo kolektorové plochy má přímou souvislost s celkovým využitelným ziskem solárního systému. 
• K instalaci takového řešení by měla být dostatečná plocha na střeše RD. 
• Solární kolektory k využití přitápění se umísťují ve větším sklonu k horizontální rovině. Důvodem je využití co největšího tepelného zisku kolektorů v období slunečních dní, kdy je slunce na obloze nízko. 
• Dimenzování solárních kolektorů lze provést prvotním jednoduchým výpočtem 1m² solárního kolektoru na 100 l ohřívaného množství vody. Při tomto dimenzování lze předpokládat ohřev daného množství vody ve slunečný den na cca 65°C. 
• Solární kolektory dosahují největších výkonů v období slunečního svitu od jara do podzimu. V toto období je však požadavek na vytápění minimální. 
• Hovoříme-li o podpoře přitápění jedná se o tzv. přechodná období. Musíme ovšem vzít v potaz, že v těchto obdobích nám předimenzovaný solární systém zvládne lépe ohřát TUV, avšak tepelný výkon dodaný do otopné soustavy bude i v tomto období malý. Naproti tomu bude docházet k častější stagnaci solárních kolektorů v období slunečního svitu, což bude v konečné fázi zkracovat servisní intervaly kladené na řádný provoz solárního systému.

Akumulační zásobníky k solárnímu přitápění

Tyto akumulační zásobníky jsou již zpravidla opatřeny výměníkem pro napojení tepelného výkonu ze solárních kolektorů. Aktuálně lze uvažovat o celé řadě rozličných druhů, typů akumulačních zásobníků. 

• Zásobníky se liší primárně způsobem napojení solárního systému, způsobem ohřevu TUV, počtem napojení zdrojů tepla, velikostí a podobně. 
• Akumulační zásobníky lze ohřívat nepřímotopně skrze vnitřní výměník nebo pomocí deskového výměníku umístěného mimo tuto nádrž. Tyto výměníky tepla mohou být měděné, ocelové, nerezové apod. 
• Akumulační zásobníky mohou být řešeny současně s ohřevem TUV přes průtokový výměník TUV nebo vnořený zásobník TUV. Tyto akumulační zásobníky nacházejí své uplatnění především díky možné úspoře místa.

Pokud máte dostatek místa, vyhněte se řešení zásobníků 2 v 1

Řešení solárního ohřevu akumulace s integrovaným ohřevem TUV nepovažujeme za nejvhodnější. Výhodou je finanční úspora v podobě řešení 2 v 1 a menší nároky na prostor. 

Průtočný výměník i vnořený zásobník TUV lze zpravidla v případě havárie vyměnit. 

1. Na prvním obrázku je znázorněn systém k ohřevu vody a přitápění do akumulační nádrže s vnořeným zásobníkem vody. Tento systém je díky malé teplosměnné ploše vhodný spíše pro menší odběry. 
2. Další obrázek znázorňuje solární přitápění a ohřev skrze průtočný výměník umístěný v akumulační nádrži. Tento systém disponuje 2x větší teplosměnnou plochou pro ohřev TUV a lze jej tedy použít pro větší odběry. Vestavěný výměník bývá zpravidla o objemu 40 až 90 litrů. 

Obou případů se týká komplikovanost servisního zásahu a pro zákazníka může být značně časově nekomfortní zajištění včasného servisního úkonu. Pokud dojde k havárii tohoto typu akumulačního zásobníku, uživatel je v nezávidění hodné situaci. 

Tyto kombinované solární zásobníky jsou napojeny jak na ohřev vody, tak na přitápění, čímž může dojít k odstavení obou systémů. V jeden okamžik se tak můžete ocitnout jak bez teplé užitkové vody, tak bez možnosti vytápění. 

Navíc v případě havárie na větvi TUV může dojít k vyplavení technické místnosti skrze přetlakový ventil otopného systému, který má nižší otevírací tlak, než systém TUV. 

Proto v případě dostatečného prostoru v technické místnosti doporučujeme oddělit solární zásobníky pro přitápění a solární ohřev vody. Solární ohřev je pak řešen trojcestným ventilem, který řídí solární regulace na základě teplotních požadavků.

Schéma solárního přitápění s vnořeným zásobníkem TUV

Schéma solárního přitápění a ohřevu vody s vnořeným zásobníkem TUV

Schéma solárního přitápění, ohřevu vody skrze průtočný výměník

Solární přitápění a ohřev vody v průtočném výměníku

---

Kolik stojí solární systém k ohřevu TUV a přitápění?

Zpravidla se jedná o statisícovou záležitost. 

Celou realizaci prodražuje celá řada rozličných faktorů, zejména: 

• Větší časové nároky na provedení realizace.
• Větší objem nemrznoucí směsi v solárním systému.
• Větší délka potrubí.
• Větší množství propojovacích prvků.
• Více konstrukčních prvků k uchycení solárních kolektorů
• Větší expanzní nádoba
• V konečném důsledku i větší náklady na servisní úkony, které budou zpravidla častější, než u systémů řešených pouze k ohřevu teplé užitkové vody.

Aktuálně lze v programu Nová zelená úsporám čerpat na realizaci solárního ohřevu s podporou přitápění v oblasti programu C.2 SOL+ částku až do výše 60.000,- Kč a zároveň do max. výše 50% způsobilých nákladů.
Částku lze navýšit ještě o 5.000,- Kč na vypracování projektové dokumentace žádosti v podoblasti programu podpory C.2

Podmínkou pro přiznání výše uvedené částky je splnění požadavků SFŽP ČR na solární systém. Jedná se zejména o vypočtený měrný využitelný zisk solární soustavy min. 2500 kW.m²/rok, minimální měrný objem akumulace k ploše apertury systému 45 l/m². 

Dotaci lze přiznat bez požadavků na % pokrytí.

Shrnutí

1. Solární systémy k ohřevu teplé užitkové vody a přitápění by měli být realizovány po důkladném zvážení investičních nákladů k přínosu dané solární sestavy. 
2. Tyto systémy jsou vhodné pouze pro nízkoenergetické domy s nízkoteplotním způsobem vytápění do podlahového topení. 
3. Realizaci tohoto opatření by měla provádět zkušená renomovaná firma, není zde prostor pro amatérské provedení. 
4. Nesnažte se trvat na realizaci solárního přitápění obzvláště, pokud se solárním přitápěním nebylo kalkulováno při návrhu a stavbě domu. 
5. Hospodárnější je instalace solárního přitápění v nových domech, než ve stávajících.
6. Solární systém k přitápění je pouze doplňkový zdroj tepla, který může i chladnějších, ale slunečných dnech předehřát topný okruh, nikoliv ho zcela nahradit.
7. Solární termické systémy určené pro ohřev TUV a přitápění fungují nejúčinněji v objektech, které jsou užívány celoročně.
8. Při dimenzování solární termické soustavy se musí brát v úvahu všechna realizovaná opatření, protože pokud je solární systém předimenzován nebo poddimenzován, jeho účinnost se výrazně sníží.

Vzhledem k množství firem nabízejících solární systémy na našem trhu se může stát, že i prodejce má méně znalostí či zkušeností se solárním ohřevem, než poptávající. Pro systémy ohřevu vody a přitápění pro rodinné domy a domácnosti není k dispozici dostatek odborných publikací a normovaných postupů, které by mohli pomoc projektantům a technikům při návrhu a realizaci solárních systémů. Kombinované systémy pro ohřev vody, jakož i systémy, které jsou integrovány do topných sítí, vyžadují vysoce detailní naprojektování a dimenzování s ohledem na správnou funkčnost a celkovou návratnost celé takové jednotky. Ne každá budova je však vhodná pro instalaci solárního systému s možností přitápění.

Rada na závěr je: ptejte se, ptejte se. Čím víc se budete ptát, tím více se toho dozvíte a budete schopni selektovat mezi dodavateli těchto systémů.

Jedná se především o Vaše investice.