+
Přidat firmu
Vyhledávání
Menu

Bytový dům se solárním pokrytím 100 %

01.05.2015 Autor: Ing. Martin Kny Časopis: 3/2015

Řešení akumulace tepelné energie získané z kapalinových slunečních kolektorů instalací akumulátoru, situovaném uprostřed stavební konstrukce domu, není nové. Nový je způsob ukládání a odebírání tepla z akumulátoru. V článku je popsáno a graficky znázorněno uspořádání výměníků tepla integrovaných do zásobníku. Jsou uvedeny i průběhy teplot v zásobníku v letech 2012 a 2013.

Recenzent: Jiří Matějček

Úvod

Požadavek pokrýt spotřebu energií objektu jejím získáním v místě objektu nebo v jeho nejbližším okolí, dosažení co největší energetické nezávislosti, je nejen snem mnoha majitelů rodinných domů i větších objektů, ale i stále silněji prosazovaným cílem energetické politiky Evropské unie. Cíl 100% energetické nezávislosti je za současných podmínek ekonomicky nevýhodný. Právě proto je podporován vznik a realizace dalších projektů, jejichž cílem je s aplikací nejnovějších poznatků prověřovat, jak daleko jsme od tohoto cíle vzdáleni. Jeden z takových projektů je dále popsán.

Image 1Obr. 1 • Pohled na objekt od jihozápadu

Bytový dům – základní charakteristika

Objekt, u kterého veškerou roční spotřebu tepla pokrývá solární energie, byl realizován v letech 2005 až 2006 v Oberburgu ve Švýcarsku. Jedná se o bytový dům, ve kterém se nachází celkem 8 bytů. Vytápěná plocha objektu je 1282 m2, při tepelné ztrátě objektu 12 kW (při –8 °C). Konstrukční systém objektu je zděný stěnový, z keramických tvarovek, stropy a prostor podkroví je ŽB monolitický. Obvodové stěny jsou zatepleny pomocí 220 mm EPS (= 0,13 – 0,16 W·m–2·K–1), okna jsou zasklena trojskly= 0,5 W·m–2·K–1. V objektu je použito podlahové vytápění a systém nuceného větrání s rekuperací [1].

Image 2Obr. 2 • Půdorys a řez objektu. Patrný je zásobník tepla navržený přes celou výšku objektu

Zdroj tepla

Jediný zdroj tepla tvoří kolektorové pole o celkové ploše 276 m2 integrované do střešního pláště. Použity jsou velkoplošné ploché kolektory. Teplo ze solárního systému je ukládáno do vodního zásobníku o objemu 205 m3, který je situován uvnitř objektu (viz obr. 5). Jedná se o ocelový zásobník dodaný na stavbu jako komplet, včetně uvnitř integrovaných výměníků solárního okruhu a vnitřního zásobníku (nádrž v nádrži) pro přípravu teplé vody. Konstrukce vnitřních výměníků umožňuje řídit nabíjení zásobníku ve čtyřech výškových úrovních. Obdobně lze také volit výšku odběru tepla ze zásobníku. Toto řešení umožňuje v zásobníku udržet výrazné teplotní rozvrstvení (stratifikaci) viz obr. 3.

Image 3

Obr. 3 • Průběh teplot v zásobníku v letech 2012 a 2013. V letním období dosahuje teplota v zásobníku až 90 °C prakticky v celé jeho výšce. V zimě klesá u dna zásobníku až na cca 30 °C, u hladiny na cca 60 °C. Tyto teploty jsou stále dostatečné pro zvolený systém přípravy TV. Z důvodů relativně malého objemu zásobníku 205 m3 vzhledem k ploše kolektorů 276 m2 dochází v dlouhém období ke stagnaci kolektorového pole.

Představený objekt je ukázkou toho, že u bytového objektu lze reálně dosáhnout pokrytí 100 % potřeby tepla pro vytápění a přípravu teplé vody jen s využitím akumulace a plochých tepelných solárních ­kolektorů. Roční měrné zisky kolektorů budou v tomto případě dosahovat relativně nízkých hodnot, odhadem pod 200 kWh·m–2·rok–1. Celkové náklady na solární systém dosáhly cca 320 000 CHF. Ve schématu na obr. 4 je naznačeno, že bude-li napojen i jiný spotřebitel, lze mu při přebytku teplo dodávat. Ideálně tedy v létě pro přípravu teplé vody, a tím si zlepšit ekonomickou situaci.

Image 4Obr. 4 • Schéma způsobu zapojení zásobníku s aktuálními teplotami k 25. 7. 2014 [1]

Koncem roku 2014 probíhaly na stejném místě práce na dokončení dalších dvou, velikostí totožných, objektů. Plocha solárních kolektorů bude redukována na 160 m2, na zbývající ploše střechy budou umístěny FV panely. Zmenšen bude také objem zásobníku na 108 m3. V tomto řešení by mělo solární pokrytí přesahovat hodnotu 95 % a náklady na solární systém dosáhnout cca 250 000 CHF.

Image 5Obr. 5 • Zásobník je do objektu umístěn již při stavbě a jeho pozdější výměna by byla velice náročná. Jeho životnost proto musí přibližně odpovídat životnosti objektu

Literatura

[1] JENNI ENERGIETECHNIK AG., [Online]. Dostupné na http://www.jenni.ch

Příspěvek vznikl za podpory grantu Studentské grantové soutěže ČVUT SGS15/012/OHK1/1T/11.


100 % solar heated apartment building

The article describes the building with 100 % solar fraction. The building has eight apartments and a collector area of 276 m2. The storage tank holds 205 m3 of water.

Keywords: long-term heat storage, solar thermal system, 100 % solar fraction

Autor:
Katedra TZB, Fakulta stavební, ČVUT v Praze
Související časopisy