Komponenty solárního systému

Kromě samotných kolektorů jsou pro správnou funkci solárního systému potřebné další komponenty. Pod pojmem příslušenství kolektorů zahrnujeme ty části primárního okruhu, které slouží na přepojování kolektorů navzájem a připojování kolektorů k ostatním částem solárního systému.Dále jsou to odvzdušňovací prvky montované přímo na kolektor a pouzdro senzoru na snímání teploty kolektoru.

Nosná konstrukce spolu s kolektory je ve většině případů na relativně nepřístupném místě a je pod stálým vlivem venkovního prostředí.Celohliníkové eloxované nosné konstrukce nevyžadují žádnou údržbu a jejich životnost je shodná se životností kolektoru.Vyrábějí se pro montáž kolektoru na plochou střechu,na šikmou střechu,nebo na montáž přímo na střešní konstrukci,kde kolektory nahrazují krytinu.

Pro menší solární systémy se používají zásobníkové ohřívače s větší teplonosnou plochou výměníku než ty,které se připojují na kotel ústředního vytápění.Užívaný název je pro ně „Solární ohřívač“.Objem ohřívače volíme podle předpokládané spotřeby teplé vody.

Další důležitou vlastností solárního ohřívače z hlediska jeho životnosti je jeho vnitřní povrchová úprava.Mezi korozně nejodolnější vrstvy patří vrstvy na bázi teflonu, keramických povlaků a antikorózních ocelí.

Pro větší solární systémy,nebo všude tam,kde je potřeba oddělit jednotlivé okruhy,se používá samostatný deskový výměník.Jeho výhodou je :

  • vysoká účinnost

  • malé rozměry

Když se solární systém montuje do objektu,kde je již instalován ohřívač na přípravu teplé vody,je možno před stávající bojler předřadit solární bojler s výměníkem vhodné velikosti.Sériové zapojení dvou ohřívačů může být často i výhodnější,protože nedostatečné rozvrstvení teplé a studené vody v jednom ohřívači může negativně účinkovat na energetickou účinnost slunečních kolektorů.Studená voda se může v předřazeném solárním ohřívači předehřívat ze vstupní teploty 10-15 0C na 25-50 0C i v období nižší intenzity slunečního záření (v zimě).V dohřívacím bojleru stačí potom zvýšit teplotu už s podstatně nižší spotřebou energie z jiných než ze solárních zdrojů,na požadovaných 55 0C.

U větších solárních ohřívačů a zásobníků tepla je třeba brát v úvahu i nebezpeční rozmnožení Legionely.Jsou to bakterie,které jsou přirozenou součástí každé sladké vody a existuje jich víc než 30 druhů.Pro zdraví člověka jsou nebezpečné jen některé.K jejich rozmnožování dochází nejrychleji v rozmezí teplot 30 – 45 0C.K infekci může dojít např.inhalací kontaminovaného aerosolu během sprchování.

Oběhové teplovodní čerpadlo zajišťuje transport teplonosné kapaliny mezi kolektorem a výměníkem tepla. Dá se použít téměř každé teplovodní čerpadlo, jestliže splňuje podmínku, že se může použít v obvodě s roztokem propylénglykolu.

Jelikož výkon většiny čerpadel převyšuje požadovanou hodnotu, do obvodu čerpadla je dobré zařadit škrtící element nebo regulovat jeho otáčky. Proti zamezení cirkulace kapaliny v protisměru se do obvodu čerpadla musí namontovat zpětná klapka. Může být vodorovná, nebo svislá, na funkci to nemá vliv.

Spojování potrubí primárního okruhu solárního systému musí být dimenzováno na teplotu 180 st.C a tlak podle použitého pojistného ventilu. Světlost potrubí se určuje podle délky a počtu kolektorů.

Pro izolaci potrubí platí ty samé požadavky jako pro izolaci jakéhokoliv teplovodního potrubí až na to, že izolační materiál ve venkovních prostorech musí být v nenavlhavé úpravě a stálý proti působení UV záření. Zároveň je zapotřebí dbát na to, že při výpadku oběhového čerpadla teplota na připojných místech sběrného potrubí kolektoru může dosáhnout 160 – 180 0C. Proto na tyto části primárního okruhu, včetně části potrubí mezi kolektorovým polem a výměníkem tepla se nedoporučuje používat izolaci na bázi plastů, ale na bázi minerálních látek požadovaných vlastností.

Základním předpokladem dobré cirkulace teplonosné kapaliny je dokonalé odstranění zbytků vzduchu z hydraulického systému.

Odvzdušňovač se používá na odvzdušnění systému při plnění a na odvedení vzduchu, který se v teplonosné kapalině postupně uvolňuje vlivem ohřívání. V zásadě je možno využít ruční odvzdušňovací ventil nebo odvzdušňovací nádobu s ručním vypouštěcím ventilem. V nejvyšším bodě systému je ruční odvzdušňovací ventil, který se využije při prvním plnění. V lehce přístupné části, za oběhové čerpadlo je zařazen absorpční odplyňovač.

Při použití běžných uzavíracích a regulačních armatur (kohouty,ventily), závitových spojů, expanzních nádob s gumovou membránou, není možno zabránit velmi pomalému avšak trvalému vnikání vzduchu difúzí do uzavženého primárního okruhu.

Solární okruh se montuje výhradně uzavřený u zavřenou expanzní nádobou. Dimenzování expanzní nádoby všeobecně závisí na objemu kapaliny v systému a výkonu zdroje tepla. Pro solární systémy jsou vnitřní nádoby s vyšším pracovním přetlakem, systém je v tomto případě méně náchylný na zavzdušnění. Jmenovitý objem expanzní nádoby je 6 litrů na kolektor. Max.pracovní přetlak je 600 kPa.

Pojistný ventil se dimenzuje podle max. provozního přetlaku, který je dán nejčastěji max. přetlakem kolektoru, nebo max. přetlakem expanzní nádoby, jestliže je tento nižší.

Dalšími zařízeními, které funkcí solárního systému nějakým způsobem zlepšují, ale solární systém by mohl v principu pracovat i bez nich, jsou :

  • Filtr mechanických nečistot zachycuje piliny a jiné mechanické nečistoty, které so mohou v systému objevit hlavně při montáži

  • Tlakoměr je důležitý při spoštění systému a pro jeho kontrolu při provozu. Postačuje tlakoměr s průměrem 63 mm, rozsah volíme podle max. přetlaku v systému

  • Teploměr je nejvhodnější bimetalový se stopkou s rozsahem do 150 st.C. Montuje se do potrubí přívodní větve od kolektoru pomocí na to určeného pouzdra. Jestliže má regulátor zobrazování teploty na displeji, bimetalové teploměry nejsou nutné.

  • Průtokoměr je výhodný pro pohodlné a rychlé nastavení optimálních provozních parametrů solárního systému.

Čerpadlo, teploměry, manometr, pojistný ventil, zpětná klapka, napouštěcí a vypouštěcí ventil a uzavírací armatury jsou obvykle smontovány do kompaktního celku, který výrazně zjednodušuje a zlehčuje montáž.

Systémy s nucenou cirkulací jsou vybaveny elektronickým regulátorem. Regulátor jedno-okruhového systému má za úkol zapnout oběhové čerpadlo vždy, když je na kolektoru vyšší teplota než ve spotřebiči tepla (ve většině případů v zásobníku TUV). Regulátory více-okruhového systému mimo to přepínají okruhy jednotlivých spotřebičů mezi sebou.

Filozofie přepínání okruhů více-okruhového systému je taková, že přednostně se nabíjí teplem okruh, který pracuje při nejvyšší teplotě. Jestliže se dosáhla max. teplota tohoto okruhu, anebo intenzita slunečního záření poklesne natolik, že do tohoto okruhu se už energie nemůže účinně odevzdat, přepne se samočinně na druhý, popř. tím samým způsobem na třetí okruh.

Prvním okruhem je většinou zásobník TUV, druhým může být přitápění vnitřních prostorů, nebo ohřívání vody v bazénu, třetím okruhem ohřívání vody v bazénu.

Každý regulátor je dodáván se snímačem teploty a může se používat jen s nimi, nebo se snímači shodných parametrů.