+
Přidat firmu
Vyhledávání
Menu

Analýza provozu sezónní akumulace v podmínkách České republiky

04.05.2012 Spoluautoři: Ing. Martin Kny, Ing. Miroslav Urban, Ph.D. Časopis: 3/2012

Řada z neobvyklých projektů, které byly v minulosti realizovány, nedosahuje po delší době původně předpokládaných projektovaných parametrů. Důvodem většinou nebývají zásadní selhání celého systému, ale spíše drobné poruchy, které se v konečném důsledku projeví na energetické bilanci. Vyhledávání těchto poruch u složitějších systémů nebývá právě jednoduché. Přínosná je proto práce autorů tohoto článku, kteří se zabývali provozem otopné soustavy s dlouhodobou akumulací tepla. Prezentovány jsou naměřené energetické bilance soustavy, které jsou dále analyzovány. Na základě zjištěných dat jsou uvedeny návrhy na zlepšení provozu soustavy.

Recenzent: Michal Kabrhel

1. Úvod

Využití dlouhodobé akumulace tepla je jednou z možností jak dále snižovat spotřebu energie z neobnovitelných zdrojů. Při využití dlouhodobé akumulace nedochází ke snížení energetických potřeb objektů, ale k pokrytí jejich spotřeb energií jinak nevyužitou.

Systémy s dlouhodobou akumulací vy­užívají přebytků tepla v určitém období, přebytky tepla akumulují a využívají je v období s nedostatkem energie. Nejčastěji je takto akumulováno teplo ze solární energie, jejíž dostupnost je v nesouladu s potřebou tepla na vytápění. K akumulaci lze využít také teplo odpadní, vznikající od strojního chlazení, případně lze akumulovat chlad z období zimního pro jeho využití v období letním.

K hodnocení efektivity celého systému se používá koeficient solární pokrytí, který vyjadřuje kolik procent z celkové spotřeby tepla systému zajišťuje solární energie. Systémů, které využívají akumulaci energie, je celé řada. V zásadě je lze rozdělit nejméně na tři typy podle fyzikální podstaty uchovávání tepla: citelné teplo, vázané teplo, teplo termochemických reakcí. Nejpoužívanější a nejlépe technicky zvládnutá je akumulace citelného tepla.

Článek se zabývá využitím dlouhodobé akumulace tepla do vodního zásobníku na reálném projektu, předkládá podrobnou analýzu provozu tohoto systému a upozorňuje na jeho slabá místa. Přináší jejich možná řešení s důrazem na vyšší efektivitu systému, s cílem dosažení maximálního solárního pokrytí.

2. Analýza provozu solárního systému se sezónní akumulací

Solární systém s dlouhodobou akumulací tepla, realizovaný v letech 1995 až 1996, v Domově sociálních služeb ve Slatiňanech je do dnešních dnů v podmínkách ČR ojedinělý. Zkušenosti zde získané se mohou uplatnit při návrzích a hodnocení dalších nově navrhovaných systémů v podmínkách ČR.

Image 1Obr. 1 • Pohled na objekt od JZ

Image 2Obr. 2 • Akumulační nádrž umístěná u objektu

2.1 Technické řešení

Technické řešení představuje relativně komplikovaný systém kombinující několik zdrojů tepla pro vytápění a přípravu teplé vody (dále TV). Kombinace více zdrojů je v tomto případě účelná, klade však velké nároky jak na spolehlivost jednotlivých prvků soustavy, tak na systém regulace. Systém zajišťuje vytápění a přípravu TV pro objekt chráněných dílen. Tepelná ztráta objektu je 57 kW (te = –15 °C), vytápěná plocha je 806 m2. Objekt prošel celkovou rekonstrukcí a zateplením v roce 1995 (stěny 50 mm pěnového polystyrenu – dále EPS, podkroví 100 mm minerálních vláken – dále MW). Systém v současné době tvoří [1]:

Solární kolektory, Heliostar H 325N s hliníkovým absorbérem opatřeným selektivní vrstvou o celkovém počtu 84 kusů, jsou umístěny na střešním plášti. Celková plocha absorbéru je 147,8 m2. Sklon kolektorů je 38°, odklon od jihu 10° směrem k západu. Průtok teplonosné kapaliny kolektorovým polem dosahuje 4,5 m3/h.

Zásobník tepla je nadzemní stojatý, válcový, ocelový o průměru 12 m a výšce 10 m, užitečný objem je 1 083 m3, expanzní 22 m3. Zásobník je smaltovaný, montován na místě. Válcová část i víko zásobníku jsou izolovány stejně, tloušťka tepelné izolace je zde 700 mm (MW). Vypočtený součinitel prostupu tepla stěn a víka má hodnotu U = 0,07 W/m2·K. Ocelové dno zásobníku je uloženo na železobetonové desce tl. 200 mm, pod kterou je tepelně izolační vrstva perlitového betonu o tl. 0,5 m. Součinitel prostupu tepla dnem zásobníku má hodnotu U = 0,34 W/m2·K (údaje o zásobníku vychází z projektové dokumentace, zjištěná tepelná ztráta zásobníku těmto hodnotám neodpovídá).

Tepelné čerpadlo (dále TČ) má jmenovitý výkon 37 kW při vstupní teplotě vody do výparníku 18 °C a výstupní teplotě vody z kondenzátoru 44 °C. Topný faktor za uvedených teplot je 4,0.

Elektrický kotel má výkon 37 kW. Slouží jako náhradní zdroj pro případ, kdy je hlavní akumulátor vybit.

Pohotovostní zásobník tepla, 2 x 1,3 m3. Jeho účelem je snižovat počet startů tepelného čerpadla na jaře a v přechodném období, kdy se sezónní akumulátor teprve začíná nabíjet. Díky integrovaným výměníkům je možné zásobníky nabíjet teplem ze solárních kolektorů.

Zásobníkový ohřívač (1,3 m3) s integrovaným solárním výměníkem a elektrickou topnou vložkou pro přípravu TV.

Deskový výměník tepla o účinné ploše cca 8,5 m2 hydraulicky odděluje okruh s kolektory od vlastní akumulační nádrže naplněné neupravenou vodou.

Otopná soustava je tvořena podlahovým vytápěním. Trubky z polyetylenu jsou uloženy v betonové mazanině tl. 60 mm, tepelná izolace z EPS má tl. 80 mm v přízemí a 30 mm v patře.

2.2 Provoz systému obecně

V případě ročního provozu systému je možné rozlišit několik základních provozních stavů, které definují okrajové podmínky pro provoz jednotlivých komponent systému. Úpravou těchto okrajových provozních podmínek lze ovlivnit efektivitu celého systému.

V případě dostatečné teploty v akumulačním zásobníku (nad cca 38 °C) je objekt přímo vytápěn vodou z tohoto zásobníku, která vstupuje do systému podlahového vytápění přes pohotovostní zásobníky. Voda z akumulačního zásobníku je odebírána u hladiny nebo ze středu a ochlazená je přiváděna u dna.

Při nižších teplotách (38 °C až cca 12 °C) je do provozu uvedeno tepelné čerpadlo. Voda z akumulačního zásobníku je odebírána u dna a ochlazená přiváděna u hladiny, případně do středu zásobníku. Vzhledem k maximální přípustné vstupní teplotě vody do TČ 20 °C, musí být teplejší voda ochlazena směšováním s chladnou výstupní vodou z TČ.

Při poklesu teploty v zásobníku pod cca 12 °C je TČ odstaveno a vytápění zajišťuje elektrokotel. Přesná vypínací teplota závisí na nastavení regulace, v průběhu let se pohybovala v rozmezí 14 °C až 9 °C. Při nižší teplotě by hrozilo namrzání výparníku TČ, případně by mohlo dojít ke kondenzaci vzdušné vlhkosti na plášti zásobníku. Elektrokotel je v provozu také v době, kdy TČ není schopno pokrýt spotřebu tepla (extrémní mrazy).

V roce 2001 byla do systému připojena budova B, kde je instalován jako zdroj tepla kotel na biomasu. V zimním období kotel nabíjí zásobník TV, pro vytápění budovy A se nepoužívá. Příprava TV je realizována v elektrickém zásobníkovém ohřívači osazeném vnitřním výměníkem solárního okruhu a výměníkem z kotle na biomasu (budova B).

Celkem je v systému měřeno 53 teplot, 6 průtoků a 3 odběry elektřiny (elektrokotel, TČ, příprava TV, včetně příslušných oběhových čerpadel). Od roku 1998 jsou hodnoty zaznamenávány v řídicím počítači v minutovém kroku (mimo měřicích bodů T21, T22 a P6 do roku 2009).

Leden – březen. Teplota v zásobníku je pro přímé vytápění nedostatečná. V provozu je TČ, případně elektrokotel. Energie z kolektorů je ukládána do akumulačního zásobníku, část je použita pro předehřev TV. Výstupní teplota z kolektorů je 30 °C až 42 °C. V březnu dosahuje teplota v akumulačním zásobníku minimálních hodnot (16 °C až 9 °C).

Duben. V provozu je TČ, případně elektrokotel. Energie z kolektorů je ukládána do hlavního zásobníku, malá část do pohotovostních zásobníků. Energie také zajišťuje předehřev TV. Výstupní teplota z kolektorů je 35 °C až 50 °C.

Květen – září. Teplota v akumulační nádrži stoupá a na přelomu srpna a září dosahuje maxima (42 °C až 52 °C). Výstupní teplota z kolektorů dosahuje 45 °C až 68 °C, z toho důvodu stoupá také solární pokrytí pro přípravu TV.

Říjen – prosinec. Objekt je přímo vytápěn vodou z akumulačního zásobníku. Při poklesu teploty v zásobníku pod cca 38 °C je spuštěno TČ (cca mezi 15. 11. až 15. 12.).

Image 3Obr. 3 • Aktuální schéma systému

2.3 Provoz systému v roce 2010

Pro lepší objasnění fungování jednotlivých částí systému je zde podrobně popsáno chování systému v roce 2010.

Z obr. 4 je patrná teplotní stratifikace, u dna akumulačního zásobníku je teplota v letním období až o 13 °C nižší než u hladiny. Počátkem otopného období se dále zvyšuje a dosahuje až 20 °C.

Image 4Obr. 4 • Průběh teplot v nádrži v roce 2010

TČ je v provozu do 17. 3. 2010, kdy je zároveň teplota v zásobníku nejnižší, 13,8 °C. Od 17. 3. do 23. 4. 2010 je v provozu elektrokotel. Okolo 20. 5., při poklesu venkovní teploty, je opět spuštěn elektrokotel i TČ (patrné narušení teplotní stratifikace). Maximální teploty v zásobníku 48,6 °C je dosaženo 24. 9. Vytápění je trvale v provozu od 27. 9. Od 15. 12. 2010, kdy dojde k poklesu teploty u hladiny zásobníku pod 40 °C, je spuštěno TČ. Ochlazená voda je poté přiváděna k hladině, dochází k narušení stratifikace a vyrovnání teplot v zásobníku. Minimální teploty 15,7 °C je dosaženo dne 21. 2. 2011. TČ je trvale v provozu do 5. 4. 2011. Vzhledem k dostatku slunečního svitu teplota v zásobníku již od konce února, i přes spuštěné TČ, vzrůstá. Také z toho důvodu není třeba spouštět elektrokotel.

2.4 Energetická bilance systému

Bilance byla zpracována pouze pro roky, kdy byla k dispozici kompletní naměřená data. Tak tomu bylo v letech 2001 až 2005 a dále od roku 2010. Pro zpracování byla použita minutová data z monitoringu sytému [2], [3].

Z energetické bilance vyplývá, že spotřeba energie na vytápění je relativně nízká, v průběhu let nevykazuje velké výkyvy a pohybuje se v rozmezí 35 až 43 MWh/rok. Těmto hodnotám odpovídá měrná roční spotřeba tepla na vytápění 44 až 54 kWh/m2·rok. V tab. 2 je uvedena podrobná bilance pro roky 2001, 2003 a 2010.

Spotřeba tepla neodpovídá tepelně-technickým parametrům obvodového pláště, oproti v projektu vypočteným hodnotám je zhruba na poloviční úrovni. Stav je dán vnitřním provozem objektu (tkalcovské stavy), který produkuje velké tepelné zisky.

Velmi vysoké jsou tepelné ztráty akumulačního zásobníku, dosahují cca velikosti, kterou objekt spotřebuje na vytápění. Ztráty nekorespondují s parametry zateplení akumulačního zásobníku. Zjištěný součinitel prostupu tepla stěn zásobníku dosahuje U = 0,35 W/m2K a je tak více než 4krát horší oproti předpokládaným hodnotám uvedeným v projektu. Přesné příčiny tohoto stavu se zatím nepodařilo objasnit. Tepelné mosty v konstrukci, vzniklé, ať již z důvodu technologických, nebo nedodržením projektu, by neměly mít takto velký význam. Tepelná ztráta zásobníku dosahuje v průběhu roku hodnoty 150 až 260 W/K (vztaženo k průměrné teplotě v zásobníku a k teplotě exteriéru).

Měrné zisky kolektorů se v jednotlivých letech pohybovaly přibližně v rozmezí 380 až 500 kWh/mrok. Maxima s hodnotou 533 kWh/m2·rok bylo dosaženo v roce 2011. Průměrné roční účinnosti kolektorů dosahují 29 až 38 %. S největší účinností pracují kolektory v dubnu a květnu (40 až 50 %), v období, kdy je střední teplota kolektoru relativně ­nízká (okolo 40 °C) a je také velké množství ­jasných dnů. V srpnu účinnost klesá na 32 až 37 % (střední teplota kolektoru až 58 °C). Ve všech případech se jedná o hodnoty zisků (vztažených k ploše ­absorbéru) a účinnosti samotných ­kolektorů.

Velký vliv na střední teplotu kolektoru, a tedy i na jeho účinnost, mají parametry výměníku mezi solárním okruhem a akumulačním zásobníkem. Optimální je, pokud se vstupní teplota do kolektorů blíží teplotě vody v zásobníku. Kolektor tak pracuje při nižší střední teplotě a vyšší účinnosti. Roční účinnost kolektorů se v letech 2001 až 2003 pohybovala okolo 35 %, v roce 2004 a 2005, kdy došlo k zanesení výměníku, poklesla až na 29 %. Oproti roku 2001, kdy přenášenému výkonu 60 kW odpovídalo na výměníku Dt 8 °C, dosahovalo v roce 2005 Dt až 26 °C. Důsledkem tohoto stavu byl také pokles maximálního výkonu kolektorového pole z cca 90 kW na cca 65 kW.

Image 7

Tab. 1 • Chování systému v letech 1996 až 2010

tmax [°C] – max. teplota dosažená v akumulačním zásobníku během roku u hladiny a u dna [2], [3].
tmin [°C] – min. teplota dosažená v akumulačním zásobníku u hladiny a u dna [2], [3].
Doba slunečního svitu [h/rok] – doba, kdy je k dispozici přímé sluneční záření (je vidět sluneční kotouč) a jeho hodnota je vyšší než 120 W/m2 [6].
te [°C] – průměrná teplota exteriéru v listopadu až březnu [6].

2.5 Energetická bilance přípravy teplé vody

Příprava TV je zajišťována v zásobníkovém ohřívači o objemu 1300 litrů, vybaveném elektrickou topnou vložkou o příkonu 4,3 kW. V zásobníku je osazen tepelný výměník solárního okruhu a také výměník připojený do okruhu kotle na biomasu z objektu B. Energie z biomasy je ve větší míře využívána od podzimu roku 2010 (viz průběhy spotřeb v tab. 2).

Image 8Tab. 2 • Energetická bilance systému ve vybraných letech – 2001, 2003, 2010

Systém je vybaven cirkulací. Spotřeba elektrické energie pro přípravu TV dosahuje v jednotlivých letech hodnoty 10 až 19 MWh. Energie, dodaná pro přípravu TV ze solárního systému, není měřena.

Pro ověření skutečné hodnoty solárního pokrytí pro přípravu TV bylo v období od 20. 6. do 27. 6. 2011 provedeno měření [4]. Dávka ozáření kolektorů v tomto období (5,1 kWh/m2·den) zhruba odpovídala průměrné hodnotě z celého měsíce (5,7 kWh/m2·den). Změřením průtoku, vstupní a výstupní teploty ze solárního výměníku TV, bylo možné stanovit energetickou bilanci přípravy TV, viz tab. 3.

Image 9Tab. 3 • Energetická bilance přípravy TV v období od 20. 6. (15:00) do 26. 6. 2011 (10:00) [4]

Maximálního denního solárního pokrytí 47 % bylo dosaženo 23. 6. 2011. Podmínky byly relativně příznivé (skoro jasno, pouze odpoledne oblačno). Solární sy­stém byl v provozu po dobu 9 h 10 min a celková denní dávka ozáření plochy kolektorů dosáhla 6,5 kWh/m2·den. Průběhy spínání elektrické topné vložky a množství předané solární energie jsou znázorněny na obr. 6. Při maximálním předávaném výkonu 8 kW, byla vstupní teplota kapaliny do výměníku 62 °C a výstupní 38 °C.

Z předchozího lze usuzovat, že koncem srpna, kdy je teplota v akumulačním zásobníku nejvyšší a vstupní teplota do výměníku TV dosahuje až 68 °C, lze při celodenním slunečním svitu dosáhnout denního solárního pokrytí okolo 60 %. Solární pokrytí v srpnu tak při současném stavu systému bude pravděpodobně v rozmezí 40 až 43 %.

Měření prokázalo nefunkčnost trojcestné klapky K2 regulující průtok výměníkem solárního okruhu v zásobníku TV. Průtok byl relativně nízký (340 l/h) a konstantní. Možný odhad bilance přípravy TV je znázorněn v tab. 4. Celková energetická náročnost přípravy TV dosahuje cca 50 % z potřeby tepla na vytápění a je tak relativně vysoká.

Image 10Tab. 4 • Odhad bilance přípravy TV v roce 2011. Zvýrazněné hodnoty spotřeb elektrické energie jsou změřené. Odhad proveden na základě měření (tab. 3) a předchozích průběhů spotřeb energie (tab. 2)

3. Opatření ke zvýšení efektivity systému

Na základě popsané analýzy provozu systému, naměřených dat provozu z posledních cca 10 let, byla stanovena možná opatření vedoucí k vyšší efektivitě provozovaného systému. Trvalým problémem systému je nespolehlivost jednotlivých regulačních prvků. Optimální hydraulické nastavení a jeho správná regulace jsou tak obtížné. Pro zvýšení účinnosti současného systému by bylo vhodné:

  • uvést všechny prvky ovlivňující hydrauliku do funkčního stavu, ze­jména klapky a trojcestné armatury,
  • provést dílčí změny v systému regulace.

Pro další zvýšení účinnosti by již bylo třeba upravit systém koncepčně, tak aby bylo zajištěno:

  • snížení tepelných ztrát akumulačního zásobníku,
  • lepší využití solární energie pro vytápění objektu koncem otopného období,
  • lepší využití solární energie pro přípravu TV.

3.1 Úpravy současného systému

  • Uvedení všech prvků do funkčního stavu

Některé z trojcestných ventilů a klapek (zejména K1, M1, M3) netěsní, případně nepracují jejich pohony [4], [5]. V důsledku tak není možné některé části systému optimálně regulovat, nebo dochází k nežádoucímu směšování a tím k poklesu účinnosti.

  • Dílčí změny v systému regulace

Optimalizací průtoku ve výměníku a v kolektorovém poli by bylo možné dosáhnout vyšších solárních zisků (v současné době je průtok výměníkem nesouměrný 4500/3000 l/h) [7].

Dále by bylo vhodné sjednotit průtoky P4 a P5 (P4–3500 l/h, průtok mezi akumulačním zásobníkem a zásobníky pohotovostními, P5–5000 l/h, průtok okruhem podlahového vytápění). V situaci, kdy se teplota vody v zásobníku blíží požadované teplotě vody vstupující do okruhu podlahového vytápění, nestačí čerpadlo Č4 předat dostatečné množství vody, a tedy energie z akumulačního zásobníku do pohotovostních zásobníků a musí tak být spuštěno TČ. Úpravou průtoku by mohlo dojít ke zkrácení doby běhu TČ, díky jeho pozdějšímu spuštění.

Pokud to technický stav TČ umožní, měla by být vypínací teplota TČ nastavena na co nejnižší hodnotu, pouze s ohledem na nežádoucí kondenzaci vlhkosti na plášti zásobníku. Maximální teploty rosného bodu dosahují v březnu a dubnu cca 9 °C až 11 °C (jedná se však o hodnoty v délce trvání pouze několika hodin), běžně se pohybují v rozmezí –2 °C až +5 °C. Nastavení vypínací teploty na 11 °C by tak mělo být z tohoto hlediska bezpečné. Při nastavení nižší vypínací teploty TČ může dojít ke zkrácení doby chodu elektrokotle, a tedy k vzestupu solárního pokrytí. V roce 2010 by při nastavení vypínací teploty TČ na 11 °C (bylo nastaveno 12,5 °C) došlo k vzrůstu pokrytí o 6 %. V některých letech však k vypnutí TČ vůbec nedošlo, proto by zde úprava vypínací teploty neměla na solární pokrytí vliv.

Snížení tepelných ztrát systému by přineslo odstavení pohotovostních zásobníků v letním období, kdy jejich nabíjení není nutné. Úpravy současného systému by mohly přinést zvýšení solárního pokrytí pro vytápění o cca 4 %, a v přípravě TV až o 10 %.

3.2 Koncepční úpravy systému

  • Snížení tepelných ztrát akumulačního zásobníku

Vysoké tepelné ztráty zásobníku jsou rozhodujícím prvkem, který snižuje účinnost systému. Tepelné ztráty akumulačního zásobníku dosahují vyšších hodnot než je spotřeba tepla objektu na vytápění. Při snížení součinitele prostupu tepla pláště zásobníku na poloviční hodnotu, by solární pokrytí pro vytápění vzrostlo o cca 20 % (úprava by byla finančně velmi nákladná).

  • Lepší využití solární energie pro vytápění objektu koncem otopného období

Koncem otopného období často dochází ke stavu kdy je, i přes dostatek solárního záření, v provozu doplňkový zdroj tepla (elektrokotel, TČ). Systém ne­umožňuje, aby byly přednostně nabity pohotovostní zásobníky a až poté byla energie ukládána do akumulačního zásobníku. Pro nápravu tohoto stavu by bylo nutné přidat uzavírací ventil na prostřední vstup do nádrže a zapojit jej do systému regulace. Pohotovostní zásobníky by tak bylo možné nabíjet samostatně. Zvýšení solárního pokrytí by mohlo dosáhnout až 4 %.

  • Zvýšení solárního pokrytí pro přípravu TV

Vzhledem k vysoké spotřebě elektrické energie pro přípravu TV, by bylo toto opatření vysoce efektivní. V současné době (2010, 2011) se solární pokrytí pohybuje okolo 20 %. Zvýšení této hodnoty by tak nebylo obtížné. Systém by mohl být upraven tak, aby bylo možné přednostně ukládat solární energii do zásobníků TV. Tomuto stavu by byly přizpůsobeny jak samotné zásobníky (větší objem, výměník s vyšším výkonem), tak i systém regulace (proměnný průtok kolektorovým polem i výměníkem TV). Solární energie by poté byla využívána efektivněji, nebyla by uložena do akumulačního zásobníku, u kterého se většina energie zmaří v důsledku tepelných ztrát, ale přímo využívána. Solární pokrytí pro přípravu TV by mohlo po úpravách dosahovat 45 až 50 %. V důsledku úpravy by došlo ke snížení množství energie uložené do akumulačního zásobníku o 5 až 8 MWh. Tento stav by však neměl velký vliv na teplotu v zásobníku (pokles o 2 až 4 °C), ani na hodnotu solárního pokrytí pro vytápění (pokles o 3 až 5 %).

Všechna uvedená opatření se v systému vzájemně ovlivňují, celkový vzestup solárního pokrytí při provedení všech úprav by tak nedosahoval celkového součtu.

4. Závěr

Článek se zabývá využitím dlouhodobé akumulace tepla do vodního zásobníku na reálném projektu a předkládá podrobnou analýzu provozu tohoto systému, upozorňuje na jeho slabá místa, přináší jejich řešení s důrazem na vyšší efektivitu systému a s cílem dosažení maximálního solárního pokrytí. Solární systém s dlouhodobou akumulací tepla ve Slatiňanech je do dnešních dnů ojedinělým projektem realizovaným v podmínkách ČR. Systém pracuje se solárním pokrytím 60 až 70 % pro vytápění a 20 až 30 % pro přípravu TV. Pokrytí je v obou případech nižší než předpokládal projekt. Návrh systému byl na svoji dobu proveden dobře, hlavním důvodem nižšího solárního pokrytí jsou velké teplené ztráty akumulačního zásobníku a mnohem vyšší spotřeba tepla pro přípravu TV. V systému a jeho provozu by bylo možné provést určité změny vedoucí ke zvýšení solárního pokrytí. Bez nadměrných finančních nákladů by bylo možné zvýšit solární pokrytí pro vytápění až o 5 %, v případě přípravy TV o cca 25 %.

Poděkování

Prezentované výsledky byly získány za podpory výzkumného záměru MSM 6840770005, Udržitelná výstavba.

Literatura a zdroje

Veškeré podklady za Domov sociálních služeb ve Slatiňanech poskytl Ing. Křivský.
Všechny obrázky a grafy byly vytvořeny autorem.
[1] Rychtařík, M. Projekt solárního systému ve Slatiňanech, 1995.
[2] Minutová data z monitoringu systému z let 2001 až 2005, 2008, 2010, 2011.
[3] Ručně psané záznamy o stavu systému z let 1996 až 2008.
[4] Měření množství solární energie využité pro přípravu TV z období 20. 6. až 26. 6. 2011, provedené autorem. Měřen průtok a teplota vstupující a vystupující vody solárním výměníkem v zásobníku TV v minutovém kroku. Použité přístroje: ultrazvukový průtokoměr PortaSonic 7000, dataloger Ahlborn MA2590-4S + dvě teplotní čidla.
[5] Měření parametrů výměníku mezi kolektorovým polem a akumulačním zásobníkem ze dne 20. 6. 2011. Použité přístroje: dataloger Ahlborn MA2590-4S + dvě teplotní čidla.
[6] Klimatická data ČHMÚ ze stanice Hradec Králové, [online]. < http://www.chmi.cz >
[7] Program pro návrh výměníků tepla Danfoss HEX calc, [online]. < http://www.danfoss.cz >
[8] Kny, M.; Urban, M. Dlouhodobá akumulace tepla – analýza provozu. Sborník přednášek 9. letní školy TZB 7.–9. září 2011. Společnost pro techniku prostředí, Český Šternberk, 2011. s. 32–38. ISBN 978-80-02-02334-0.


Analysis of seasonal heat storage in the Czech Republic

The article aims to evaluate seasonal thermal storage of solar energy in the nursing home building in the Czech Republic. The evaluation of seasonal operation is based on the measured values taken from a monitoring system of the building. The building has seasonal solar storage tank of 1 083 m3, which is located outside of the building. The heating system is combination of a heat pump (source of heat is seasonal storage tank) and an electric boiler (is on when heat pump is out of order). Based on the measured data for 2001–2010, the article shows that solar coverage could be about 70 % and solves measures for more effectiveness operation of the system.

Keywords: seasonal heat storage, solar thermal system

Související časopisy