Jak ohřát vodu v nízkoenergetických domech?
Objekty, u nichž se nedbá na sníženou spotřebu energie na provoz, standardně spotřebují z celkové energie na provoz pouze 15% na přípravu ohřáté vody. U nízkoenergetických objektů může tato hodnota dosáhnout 50% a více. Díky dokonalé izolaci se ušetří množství tepla na vytápění, které by jinak uniklo okny a dalšími netěsnícími místy. Jak je to však v případě přípravy ohřáté vody. Dá se tu vůbec ještě něco ušetřit?
Pokud jste při návrhu nízkoenergetického domu vyřešili vytápění, zůstává vyřešit i v pořadí druhou položku energetické náročnosti domu - přípravu ohřáté vody. Určitě vás jako první napadne využívat sluneční energii. Ano, máte pravdu. Existuje však i mnohem jednodušší řešení, které vám bez větších technických zařízení zajistí sníženou spotřebu vody. Tak jak jsme se naučili šetřit teplem, musíme se naučit šetřit i vodou - změnou našich každodenních návyků. Pokud začnete s úsporami při stávajícím stavu, vyjde vás to mnohem levněji než náklady na nový solární systém.
Solární systém
Na úvod je třeba si uvědomit, že solární systém nezajistí úplné odpojení od používaného paliva nebo energie, ale pomůže zajistit určitou roční úsporu. Sluneční energie ohřeje vodu sice zdarma, ale maximálně jen o pár stupňů. Takové energetické prostředí se nazývá nízkopotenciální. Velikost solárního systému nejvíce ovlivňuje množství ohřáté vody. Při rekonstrukci stávajícího domu je nejjednodušší zrealizovat rozbor spotřeby, protože se vychází z reálného stavu. Při projektování nového domu je třeba vycházet z norem a požadavků investora. Solární soustava by měla být co nejjednodušší a rozvody co nejkratší. Je dobré, pokud se již při návrhu uvažuje o dalších možných úpravách v budoucnosti, které mohou nastat například s potřebou většího množství ohřáté vody nebo s požadavkem na vytápění bazénu apod.
Plocha kolektorů se dá přesně spočítat, při realizaci se však používají vždy celé kolektory, například 2, 3, 4 nebo 5 kusů. Primární okruh musí být schopen odvést největší množství tepelné energie, které vzniká v létě v poledne, i když zbytek dne a roku bude okruh i oběhové čerpadlo předimenzované. V opačném případě by se kolektory přehřívali a více energie by se vydalo do okolí. Rozvody ohřáté vody by měly být co nejkratší, dobře tepelně izolované a vybavené centrálním termostatickým ventilem hned u ohřívače. Proto je třeba při návrhu posoudit i tepelnou kapacitu materiálu rozvodů (druh materiálu, tepelná vodivost, tloušťka stěny), aby ztráta tepla samovolným ohříváním potrubí při občasném použití ohřáté vody byla co nejmenší. Výběr kolektorů na našem trhu je poměrně velký, vybírejte si však takové, které mají záruku vyškolenou montážní firmou od výrobce. Kolektory se z důvodu menšího stínění, zasněženém apod. umísťují pod hřeben střechy.
Estetičtěji působí horizontální, které se však více ochlazují větrem a zároveň je k nim nebezpečnější přístup. Kolektory umístěné nad okapem jsou často v dosahu stínu okolních stromů a střešních nástaveb, také zadržují sníh při jeho topení. Dá se k nim však snáze dostat a navíc k ohřívači vede kratší potrubí. Umístění kolektorů nad střešní plášť je sice dražší, ale umožňuje lepší opravy, výměnu kolektorů nebo rozšíření počtu - na rozdíl od jejich integrace do střešního pláště. Při umístění kolektorů na fasádě nebo na terénu je třeba se navíc potrápit i s dalšími problémy, jako jsou výstavba montážního lešení, zatékání do omítky, vandalismus, trvalý záběr pozemku atd.
Nezapomeňte na pojistku
Sluneční energie je nestabilní zdroj, proto by se měl solární systém v každém případě doplnit o stabilní ohřev na vyšší teplotu. To znamená, že běžný ohřívač vody je třeba spojit se solárním ohřívačem, případně si zajistit jediný společný kombinovaný solární ohřívač většího objemu. Variabilita velikostí i materiálového řešení je velká, většinou by měl rozhodnout vnitřní povrch, který by neměl korodovat a zabarvovat ohřátou vodu. Vhodnější je vertikální typ z důvodu prakticky využívané stratifikace ohřáté vody s různou teplotou. Ideální je kombinovat vertikální solární ohřívač s dolní solárně vyjímatelnou vložkou a dalším ohřevem vody, který se může řešit jako: celoroční ohřev elektřinou, zimní ohřev kotlem pro ústřední vytápění a letní ohřev elektřinou. V prvním případě jde o bivalentní, ve druhém případě o trivalentní soustavu. Velikost ohřívače je třeba řešit podle konkrétní situace. Jeho předimenzování může zisk sluneční energie zvýšit.
Elektrický ohřev vody
Elektrický ohřev vody je dnes asi nejpoužívanějším způsobem ohřevu užitkové vody. Je vhodný i na přípravu ohřáté vody v nízkoenergetických domech, zejména v těch případech, kdy se k vytápění používá elektrické vytápění. Elektrický ohřev vody se dělí na průtokový a akumulační. Při průtokovém ohřevu voda protéká kolem topného tělesa s velkým výkonem, který ji ohřívá. Při akumulačním ohřevu se dopředu ohřívá určené množství vody do zásoby. Druh zařízení je třeba zvolit nejen podle potřeby ohřáté vody, ale i podle daného typu vody, která ve velké míře může ovlivňovat životnost zařízení. Materiál zásobníku bývá z odolnějších materiálů, ať už jde pouze o povrchovou úpravu (například smaltováním), nebo použití mědi či nerezové oceli. Elektřina slouží při využívání obnovitelných zdrojů jako záložní zdroj energie.
Výjimkou je asi pouze tepelné čerpadlo, které využívá při svém provozu elektrickou energii (spotřeba je závislá na výkonovém číslu, tzv. tepelném faktoru). Základním pravidlem při řešení energeticky úsporných objektů je minimalizovat délku energetických rozvodů. Je tedy výhodné, pokud každé odběrné místo má vlastní ohřívač vody, který pracuje s vysokou účinností a nízkými provozními náklady.
Ohřívání rozvodů
Delší rozvody vody se dají ohřívat pomocí samoregulačních kabelů, jejichž výkon je závislý na rozdílu teplot (na rozdíl od odporových elektrických kabelů se stálým výkonem). Tyto kabely mohou nahradit cirkulaci a ohřívat teplou vodu v potrubí. Technicky jde o dva paralelně umístěné vodiče, mezi kterými je odporový prvek. Ten reaguje na teplotu okolí buď roztahováním nebo smršťováním, čímž mění svůj odpor. Proto je kabel schopen vytápět přesně tam, kde jsou větší ztráty. V místech, kde ztráty nejsou, kabel neohřívá. Topné samoregulační kabely odpovídajícího výkonu se dají používat i na plastová potrubí (je třeba ověřit vlastnosti). Připevňování na potrubí je jednoduché - pomocí samolepící fólie. Následně se potrubí izoluje tepelnou izolací. Délka kabelu může být v závislosti na výkonu a parametrů až 150 m (výkon 8 až 12 W / m). Důležité je však nejdříve zabránit ztrátám a až poté řešit dodávku chybějící energie. Tloušťka izolace by měla odpovídat průměru potrubí.
V nízkoenergetických domech se snažíme o co nejnižší provozní náklady. Z toho vyplývá, že elektrický ohřev vody není nejvhodnější volbou. Pokud se však sledují náklady jako celek, zjistíte, že elektrická energie najde své uplatnění především na vzdálenějších místech od centrálního zdroje teplé vody - na místech, kde je cirkulace neekonomická, příp. tam, kde se bude ohřátá voda používat jen zřídka. Na takovýchto místech je vhodné používat především průtokový ohřev vody.
Autor: Martina Dvořáková
