Drain-back solární systémy
Jak fungují syDrain-back solární systémy představují alternativu ke klasickým tlakovým termickým soustavám s nemrznoucí směsí. Pracují na principu samovolného vypuštění kapaliny z kolektorů při nečinnosti, čímž zvyšují bezpečnost provozu a eliminují riziko přehřátí či zamrznutí. Ačkoli nabízejí několik technických výhod, jejich instalace má specifické nároky a v českých podmínkách nejsou příliš rozšířené. Tento text shrnuje jejich princip, vlastnosti, výhody i nevýhody a pomáhá zvážit, zda jsou vhodnou volbou pro danou instalaci.stémy Drain-back?
Jak fungují systémy Drain-back?
Jde o koncept vývoje řešení solárního systému založený na odlišném principu než nyní klasicky využívané systémy. Je využíván a vyzkoušen v provozu např. v Nizozemsku. V našich podmínkách není příliš rozšířený.
Tento systém může být v některých případech vhodnější u velkých solárních soustav, kde dochází k častým stagnacím.
Systém Drain-back (zpětné odvodnění) je technologicky odlišnou variantou z pohledu konstrukce solárního systému. Vzhledem k tomu, že okruh je bez tlaku, je jeho činnost velmi bezpečná. Odlišnost spočívá také v tom, že oproti klasickým systémům chybí v okruhu expanzní nádoba, tlakoměr nebo odvzdušnění.
Funkčnost založená na zákonech hydrauliky
Solární systém se při nahřátí na požadovanou teplotu vypustí a kapalina tak nepodléhá degradaci. V beztlakém solárním kolektoru není v době nečinnosti pracovní kapalina. V klidovém stavu kolektorového čerpadla se solární kapalina shromažďuje ve výměníku, v čerpadle i potrubí.
Solární systém vybavený drain-back technologií pracuje pouze tehdy, když svítí slunce a je poptávka po teplé vodě. V takovém okamžiku vydá řídicí elektronika pokyn a solární kolektor se pomocí oběhového čerpadla zaplní pracovní kapalinou. Hladina solární kapaliny při provozu jen nepatrně klesá. V horní části výměníku se shromáždí vytlačený vzduch z potrubí a kolektorů. Ty jen nepatrně zvětší svůj objem a tlak, přičemž vzduchová bublina plní funkci expanzní nádoby.
Nikde po celé délce vedení se nesmí vyskytovat účinek sifonu, aby bylo zajištěno správné rozložení tlaků v potrubí. Následkem by mohlo být trvalé poškození celého systému a materiálové škody. Tlak vytvořený tímto sloupcem je zásadní pro bezproblémové fungování systému a nesmí být snižován ani nesmí být instalováno žádné odvzdušnění.
Podle objemu kolektorových polí se dimenzuje i objem kapaliny za předepsaných podmínek pro spád rozvodů, jejich délku i převýšení.
Předpokladem pro bezporuchový provoz je nutnost zachovat minimálně 2% spád. Spodní hrany kolektoru u obousměrné přípojky musí být vodorovně namontovány s plynulým spádem k přípojce zpětného toku.
Kolektory je možné zapojovat sériově i paralelně.
Celý systém je regulován na zásobníku automatickým regulátorem, na kterém se nastavují pohotovostní, maximální i minimální teploty. Stejně jako regulátory pro klasické termické systémy jsou tyto regulátory vybaveny nezbytnými funkcemi a parametry a řídí spínání čerpadla na základě rozdílu teplot mezi zásobníkem a kolektory.
Výhody Drain-back systému
Drain-back systémy standardně nepotřebují nemrznoucí směs.
Jako pracovní kapalina je většinou použita voda, která má lepší vlastnosti pro přenos tepla. Voda sama o sobě je vhodnější pro přenos tepla než teplonosné kapaliny na bázi glykolu vzhledem ke svým tepelně-mechanickým vlastnostem i šetrnosti k ostatním komponentům sestavy. Odpadají také požadavky na její pravidelnou výměnu a ekologickou likvidaci.
Vzhledem k tomu, že okruh je bez tlaku, je činnost systému velmi bezpečná.
Beztlaký systém bez nemrznoucí směsi méně namáhá těsnění, a snižuje se tedy riziko úniků kapaliny a provozních poruch.
Nehrozí zamrznutí systému v zimě.
Problémy odpadají i v létě, kdy se solární systémy potýkají s přebytky tepla. Pokud není teplo potřeba pro ohřev vody, solární kolektor se vyprázdní a nepracuje.
Nehrozí degradace provozní kapaliny ani její únik přes pojistný ventil.
Nevýhody Drain-back systému
Solární systémy s drain-back technologií mají i své specifické požadavky na instalaci.
Zásadním požadavkem je zajistit stálý, alespoň dvouprocentní spád potrubí od solárních kolektorů až k zásobníku, což může být v některých případech obtížné.
Systém není vhodný pro plnění vodou ze studny.
Systém založený na drain-back platformě je složitější, i když se často uvádí, že jde o jednodušší řešení než klasický tlakový systém s nemrznoucí směsí.
Další nevýhodou je vyšší cena.
Proč tedy takový systém pořizovat?
Argument, že jsou ekologičtější díky teplonosnému médiu (vodě), nepovažujeme za zásadní.
Každý systém drain-back by měl být napuštěn vodou bez minerálů, aby nedocházelo k zanášení systému (např. vodním kamenem).
Pravdou ovšem zůstává, že solární zásobníky s ocelovými výměníky nebo ostatní ocelové součásti v systému budou více namáhány a může docházet ke korozi.
Navíc chemické složení vody nemusí plně odpovídat požadavkům na teplonosné médium.
Nemrznoucí směsi klasických termických systémů obsahují glykoly a inhibitory koroze, které chrání jak rozvody, tak kolektory a výměník solárního zásobníku.
Další nevýhodou může být častější napouštění a vypouštění u systémů, kde dochází k větším a častějším odběrům. Pokud dojde k požadavku na ohřev vody a rozpálené solární kolektory se naplní médiem, tyto teplotní rázy soustavě neprospívají.
Co tedy doporučujeme?
Za správnou volbu považujeme zůstat u osvědčených a v našich podmínkách prověřených klasických solárních systémů a nepouštět se příliš horlivě do novátorství. Firem, které tyto systémy kompletují, není mnoho a setkat se s touto technologií je v našich podmínkách stále vzácné.
