Ekologické vytápění: odpovědnost i úspora (3)

Týká se to i nezbytné součásti vytápění, tedy udržování získaného tepla. K tomu slouží akumulační nádrže na topnou vodu a zásobníky na teplou vodu. Existuje jich celá řada tak, aby mohly vyhovět potřebám jakéhokoliv topení – byly vyvinuty pro klasické kotle na pevná paliva, pro tepelná čerpadla, kotle na biomasu i sluneční kolektory. Průtoková příprava teplé vody významně omezuje tvorbu zákeřné bakterie legionelly, která si v systémech na přípravu teplé vody libuje. I zásobníkové ohřívače se přitom liší způsobem optimálního použití v konkrétním systému, což odborníci spočítají a navrhnou.

Příroda už všechno vymyslela

I když jsme už zapomněli vzorečky, které nás soužily ve škole, stejně vnímáme, jak praktická fyzika kolem nás funguje: řeč je o zákonitostech věcí obyčejných, třeba o tání sněhu, námraze v chladničce a nebo o uvolňování tepla. Při procesu tání a tuhnutí se uvolňuje nebo naopak váže latentní teplo. Můžeme tuto známou věc nějak využít i při vytápění domu? A nebo co nám nabízí fakt, že voda se ukládá ve vrstvách podle teploty (což zase známe z potápění – vždyť voda u hladiny je teplejší, než v hlubině)? Možností je spousta, jen vědět, jak na to.

Když užitkovou vodu hřejeme prostřednictvím takových klasických zdrojů, jako jsou kotle na dřevo, uhlí, plyn a nebo na elektřinu, není pro nás tepelné rozvrstvení vody v „bojleru“ tak důležité jako v případě, že nám k tomu slouží některý z obnovitelných zdrojů, tepelné čerpadlo a nebo solární kolektor. Když budeme mít možnost přivádět teplonosnou kapalinu ze slunečního kolektoru do spodku akumulační nádrže – zásobníku, kde je voda nejchladnější, využijeme zdroj energie účinněji, takže z něj získáme víc tepla.

Umíme s teplem hospodařit

Jak tedy stratifikační zásobníky v kombinaci s napojením na solární systém s průtočným ohřevem vody fungují? V zásobníku nebo akumulační nádrži se teplo získané v kolektoru ukládá do vrstev, a to vždy o podobné nebo stejné teplotě. Využívá se tak základní fyzikální vlastnost vody, kdy se změnou teploty se mění také její hustota: studená ("hustější") je dole, teplá ("řidší") nahoře. Je-li dostatek slunečního záření a kolektory ohřívají teplonosnou kapalinu na vyšší teplotu, přivádí se do horní části akumulace a bez dalšího dohřevu je hned k dispozici. A naopak - pokud slunce "nemá sílu", přivádí se teplonosná látka do spodní části, aby se vrstvy zbytečně nemíchaly a tedy se zbytečně nespínal také dohřev. Pokud kolektor dodává hodně tepelné energie, ta směřuje do podobné vrstvy v zásobníku. Účinnost systému je vysoká.

Srdce solární soustavy

Mohli bychom za ně označit právě zásobník tepla. Všechno v systému ovšem musí být dokonale sladěné: je například špatné, pokud akumulační kapacita neodpovídá potřebě tepla v domě nebo ploše kolektorů. Při skladování tepla vývoj směřuje k zmenšení zastavěného objemu použitím látek s velkou tepelnou kapacitou – tedy například látek se změnou skupenství, kde využijeme i t.zv. latentní energii, kterou potřebují nebo uvolňují při svém tání či tuhnutí. Jejich výhodou je v solárních aplikacích vysoká akumulační schopnost při malých rozdílech teplot, takže zásobník může být menší a využijí se přebytky tepla vznikající při plném oslunění kolektoru. Limitní teploty 85 °C se může v obyčejném zásobníku dosáhnout v létě již kolem poledne a zbytek tepelné energie uteče, v zásobníku se změnou skupenství se ale teplo ukládá do tavené hmoty a může hřát vodu zhruba další dva dny – i kdyby bylo zrovna pod mrakem.

Vhodné látky pro akumulaci tepla změnou skupenství by měly mít vysokou teplotu tání a dobře vést teplo. U solárních soustav je ideální rozsah teplot 35 až 70 °C. Jinak by tyto látky měly být chemicky stálé, netoxické a nekorozivní,… a samozřejmě levné. Vývoj během posledních čtyřiceti let dovedl vynálezce i k výhodám parafinových vosků. Splňují prakticky všechny požadavky až na tepelnou vodivost, kterou však lze třeba jejich kombinací s kovovými prvky zvýšit.

Představuje se Latento

Víme, že vosk teplem taje a v chladu naopak tuhne. Akumulační nádrž Latento tuto dobře známou vlastnost vosku využívá. Její náplň umožňuje ukládat velké množství tepla při konstantní teplotě, kdy vosk taje – mění své skupenství z pevného na kapalné. Zatímco při běžném ukládání tepla do vody roste její teplota, do vosku se teplo ukládá při stálé nízké teplotě, takže energii ze slunečních paprsků získáváme s vyšší účinností a za menších tepelných ztrát samotné akumulační nádrže: v létě uchovává vosk solární energii dlouho a v zimě můžeme díky Latentu efektivně přitápět.

Využití akumulační nádrže Latento v systému vytápění domu je znakem rozumného přístupu: maximálně využít toho, co nám příroda nabízí, a zároveň peněz, které vydáváme. Úspora nákladů za provoz domu je zřejmá, stejně jako šetrný dopad nových technologií na životní prostředí: i proto lze na ně žádat o dotaci z programu Zelená úsporám.

Více na www.regulus.cz/