Kondenzačný kotol a solárne kolektory – prečo ich kombinovať?
Kondenzačný kotol patrí medzi najúspornejšie spôsoby vykurovania, no jeho potenciál možno ešte viac zvýšiť prepojením so solárnymi kolektormi. Ako funguje táto kombinácia, aké sú výhody i nevýhody takéhoto systému a pre koho je vhodný?
Hlavný a doplnkový energetický zdroj
Hneď na úvod je potrebné uviesť, že slnečnú energiu nemožno naplno využívať počas slabej intenzity slnečného žiarenia (noc, zamračené dni, resp. zimné obdobie), preto sa slnečné kolektory používajú iba ako doplnkový energetický zdroj na ohrev teplej vody (TV), ohrev vody v bazénoch, prípadne aj na prikurovanie v miestnostiach (temperovanie). Vzhľadom na uvedené je teda dôležité, aby bol solárny kolektor doplnený o hlavný zdroj tepla.
Jedným z najpoužívanejších a cenovo najdostupnejších riešení (vhodných aj v prípade rekonštrukcie obytných priestorov) je kombinácia solárneho systému s plynovým kondenzačným kotlom. Ak ide o používanie dvoch rôznych zdrojov tepla, ako je to aj v tomto prípade, hovoríme o tzv. bivalentnom vykurovaní.
Kondenzačný kotol a solárne kolektory – súčinnosť zariadení
Princíp fungovania bivalentného systému teraz v krátkosti opíšeme. Súčasťou modernej bivalentnej zostavy sú:
- kondenzačný plynový kotol,
- zásobník ohriatej pitnej vody,
- solárne kolektory.
Úlohou kondenzačného kotla v bivalentnej zostave je primárne vykurovanie a tzv. doohrev vody v zásobníku vody pri nedostatku slnečného žiarenia. V čase dostatočného slnečného žiarenia sa voda v zásobníku zohreje na požadovanú teplotu a kondenzačný kotol sa nemusí zapínať (menej cyklov znamená menšie opotrebovanie, čo prináša dlhšiu životnosť plynového kotla). Počas letných dní štandardne funguje iba solárny systém, ktorý zabezpečí dostatočné množstvo a teplotu ohriatej pitnej vody.
V zostave kotla so solárnym systémom sa používajú tzv. bivalentné zásobníky teplej vody, ktoré sú vybavené dvomi výmenníkmi tepla, čo umožňuje ľahké pripojenie k solárnemu systému aj ku kondenzačnému kotlu. Prioritne sa voda ohrieva solárnymi kolektormi, ak však dlhší čas nie je žiadny solárny výťažok alebo teplota v zásobníku v dôsledku odberu vody (napríklad sprchovaním) poklesne, ohrev vody začne zabezpečovať kotol.
Tip: Použite náš konfigurátor a zistite, aký kondenzačný kotol a solárne kolektory sú vhodné pre vaše bývanie.
Návrh systému
Pri dimenzovaní a návrhu bivalentného systému treba brať do úvahy, že čím viac teplej vody akumulujeme, tým dlhšie je možné uskladnenú energiu zo zásobníka používať, a to aj v čase, keď slnko už nesvieti. Správny návrh systému je preto veľmi dôležitý. V každom prípade sa treba poradiť s odborníkmi v oblasti prípravy projektu, nákupu zariadení, ale aj samotnej inštalácie. Vo všeobecnosti však platí, že je nesprávne voliť čo najmenšie objemy zásobníkov vody, keďže efektívnosť solárnych systémov sa tým výrazne znižuje. Obvykle sa pre rodinný dom používa zásobníkový ohrievač s objemom 200 – 300 l, ktorý poskytuje dostatočnú kapacitu na akumuláciu tepla z kolektorov.
Dôležité je spomenúť aj to, že podľa noriem je primárnym zdrojom plynový kondenzačný kotol. Ten je stavaný na 100 % potreby, a to tak, ako keby nebol inštalovaný solárny ohrev. To znamená, že v prípade výpadku, resp. nedostatku slnečného žiarenia je ohrev v plnej miere zabezpečený z primárneho zdroja.
Upozorňujeme: Mnoho ľudí si stále zamieňa pojmy. Solárne kolektory zvyknú nesprávne označovať ako solárne panely na ohrev vody. Správny názov je solárny termický kolektor. Solárne kolektory premieňajú slnečné žiarenie na teplo, ktoré sa akumuluje v solárnom zásobníku vody. Solárne panely (fotovoltické panely) zas vyrábajú elektrickú energiu, ktorú možno ukladať do batérie a spotrebovať v domácnosti napríklad na chod rôznych spotrebičov vrátane vykurovacích zariadení (napríklad tepelného čerpadla). Pri kombinácii s kondenzačným kotlom sa používajú práve solárne kolektory.
Aké sú hlavné výhody bivalentného vykurovania?
Samozrejme, asi tou najdôležitejšou výhodou je úspora nákladov na primárnych zdrojoch energie, keďže pri bivalentnom riešení vykurovania sa okrem klasických nakupovaných energií (v našom prípade ide o plyn) bezplatne využíva aj obnoviteľný zdroj energie (slnečná energia). Kombinácia solárneho systému a plynového kondenzačného kotla nám môže v konečnom dôsledku ušetriť aj viac ako 40 % nákladov na vykurovanie a ohrev úžitkovej vody. Percento úspory nákladov je pritom závislé od technického riešenia – od veľkosti solárnych kolektorov, zásobníkov (akumulačná kapacita), orientácie a umiestnenia kolektorov, celkového vyladenia – a od samotného využívania systému (odberu vody). Nezanedbateľnou výhodou je aj zabezpečenie dodávky energie z dvoch rôznych zdrojov.
Navyše v súčasnosti je možné získať na obnoviteľné zdroje aj dotácie od štátu, čo pre nás môže znamenať značnú úsporu na vstupných investičných nákladoch a tým aj skrátenie návratnosti investovaných finančných prostriedkov. Okrem toho nemôžeme zabudnúť na fakt, že využívaním obnoviteľných zdrojov energie chránime životné prostredie.
Aké sú nevýhody bivalentného vykurovania?
Nevýhody takéhoto systému sa dajú spočítať na prstoch jednej ruky. Samozrejme, na prvom mieste sú vyššie investičné náklady, ktoré sa však vrátia vo forme úspory primárneho zdroja energie (plyn).
Väčšie priestorové nároky zapríčinené potrebou umiestnenia veľkoobjemového solárneho zásobníka vody možno taktiež považovať za nevýhodu. V prípade novostavby to nie je problém; priestorové nároky sa riešia už vo fáze projektu. Lenže v prípade existujúcej inštalácie sú možnosti obmedzené aktuálnym stavom miesta inštalácie. A, prirodzene, ako nevýhodu možno vidieť aj náročnejšiu revíziu a údržbu systému – iné je kontrolovať jeden zdroj tepla a iné zostavy viacerých zariadení.
Na čo pamätať: Pri umiestňovaní solárnych kolektorov na stavbu treba brať do úvahy aj orientáciu strechy a sklon, aby sa dal využiť čo najväčší potenciál slnka. Ideálna orientácia strechy je na juh a so sklonom 45°, ale smerovanie na juhovýchod či až juhozápad a sklon strechy v rozpätí 30 – 60° sú plne postačujúce. Sklon solárnych kolektorov je možné ešte individuálne upraviť.
Kondenzačný kotol a solárne kolektory – pre koho je vhodné bivalentné riešenie?
Pri voľbe bivalentného vykurovania je najlepšie zohľadniť tento spôsob vykurovania už pri príprave projektu – a to ešte pred samotnou výstavbou domu (či dokonca pred výberom pozemku) – a zvážiť jeho polohu, orientáciu na svetové strany, dostupnosť zdrojov, sklon strechy atď.
Bivalentné vykurovanie však nie je vhodnou voľbou len pre novostavby. Hodí sa aj pre existujúce rodinné domy, bytové domy a všeobecne pre stavby, kde je potreba ohriatej pitnej vody.Na toto riešenie treba myslieť už v čase plánovania rekonštrukcie vykurovacieho systému, resp. plánovania kompletnej rekonštrukcie domu.
Vymeniť starý kotol za nový?
V prípade dobrej kondície existujúceho plynového kotla je možné pripojiť solárne kolektory k existujúcemu systému, avšak z hľadiska komplexnej úspory prevádzkových nákladov je ideálnym riešením výmena konvenčného plynového kotla za moderný kondenzačný kotol v zostave so solárnym ohrevom.
Kondenzačný kotol je totiž konštruovaný tak, aby efektívne využíval energiu zemného plynu. Spaliny odchádzajúce z kotla, ktoré vzniknú pri spaľovaní plynu, sa ochladzujú až pod teplotu rosného bodu a nastáva kondenzácia vodnej pary obsiahnutej v spalinách, čím sa získava tzv. spaľovacie teplo. Takto sa konvertuje až 98 % energie, ktorá sa používa na výrobu tepla. To zvyšuje účinnosť vykurovacieho systému a znižuje náklady na vykurovanie.
Rada: Najlepším riešením pri kombinácii kondenzačného kotla so solárnym ohrevom je voľba zostavy od jedného výrobcu. To je zárukou kompatibility, spoľahlivosti, jednoduchej inštalácie, možnosti optimálneho vyladenia/nastavenia systému. No a v neposlednom rade zostava od jedného výrobcu znamená aj jednoduchšiu údržbu.
Použiť možno ploché aj trubicové solárne kolektory
V kombinácii s kondenzačným kotlom sa môžu používať ploché aj trubicové kolektory. Skôr ako sa rozhodnete pre ten-ktorý typ, je dobré oboznámiť sa s ich výhodami a nevýhodami, resp. s rozdielmi prameniacimi z odlišnej konštrukcie. Za všetky možno spomenúť aspoň nasledujúce:
- Ploché kolektory využívajú na zachytenie lúčov až 90 % svojej celkovej plochy a vyššie tepelné zisky dosahujú v letných mesiacoch.
- Trubicové kolektory využívajú len okolo 50 % plochy, no majú lepšie izolačné vlastnosti a dokážu zachytávať aj odrazené žiarenie (nepotrebujú priamy slnečný svit), čo zvyšuje ich účinnosť. Ak máte ideálny sklon alebo orientáciu strechy, jednotlivé trubice sa dajú natočiť a je možné nastaviť optimálny sklon. Vyššie tepelné zisky dosahujú počas chladných jarných a jesenných mesiacov.
Ak je teda vašou prioritou ohrev teplej vody, potom môžu byť vhodnejšie ploché kolektory, a ak vám ide predovšetkým o podporu vykurovania na jar a jeseň, lepšie môžu byť trubicové kolektory.
Samozrejme, do procesu rozhodovania vstupujú rôzne faktory, preto je dobré poradiť sa aj v tejto veci s profesionálmi, ktorí dokážu správne zhodnotiť nielen podmienky lokality, kde sa budú kolektory inštalovať, ale aj požiadavky a možnosti konkrétnej domácnosti.
Raďte sa s odborníkmi
Bivalentné vykurovanie, resp. kombinácia kondenzačného kotla so solárnymi kolektormi, je jednou z možností, ako ušetriť značné finančné prostriedky na ohreve vody a vykurovaní. Zároveň je to spôsob, ako prispieť k znižovaniu nepriaznivých vplyvov na životné prostredie. Pri rozhodovaní sa o vykurovacom zariadení sa poraďte s odborníkmi z tejto oblasti, spoľahnite sa na dobrý projekt a kvalitné zariadenia od renomovaných výrobcov. Tak si zabezpečíte optimálne fungujúci systém s dlhoročnou životnosťou.
FAQ
1. Oplatí sa kombinovať kondenzačný kotol so solárnymi kolektormi?
Áno, vo väčšine rodinných domov ide o efektívne riešenie. Solárne kolektory počas slnečných dní zabezpečujú ohrev pitnej vody (prípadne podporujú vykurovanie), zatiaľ čo kondenzačný kotol sa zapája iba vtedy, keď slnečná energia nestačí. Výsledkom sú nižšie náklady na energie aj menšia spotreba plynu.
2. Ako funguje kombinácia kondenzačného kotla a solárnych kolektorov?
Solárne kolektory zachytávajú slnečné žiarenie a ohrievajú vodu v zásobníku. Ak slnko nedokáže zabezpečiť požadovanú teplotu vody alebo vykurovania, automaticky sa zapne kondenzačný kotol, ktorý systém dohreje. Celý proces prebieha automaticky a používateľ sa nemusí starať o prepínanie medzi jednotlivými zdrojmi tepla.
3. Akú úsporu môžu priniesť solárne kolektory v kombinácii s kondenzačným kotlom?
Výška úspory závisí od veľkosti systému, orientácie strechy, spotreby domácnosti aj kvality návrhu. Správne navrhnuté solárne kolektory však dokážu výrazne znížiť spotrebu plynu na ohrev vody a podporu vykurovania. Najväčšia úspora sa dosahuje počas jari, leta a jesene, keď je dostatok slnečného žiarenia. Na území Slovenska sa pri použití kolektorov na ohrev pitnej vody dosahuje približne 50 % úspora na nákladoch na plyn.
4. Môžu solárne kolektory úplne nahradiť kondenzačný kotol?
Nie. Solárne kolektory sú závislé od intenzity slnečného žiarenia, preto slúžia ako doplnkový zdroj energie. Počas noci, zamračených dní alebo zimy zabezpečuje potrebný výkon kondenzačný kotol, ktorý garantuje spoľahlivú dodávku tepla aj teplej vody v priebehu celého roka.
5. Sú solárne kolektory vhodné aj pri rekonštrukcii domu?
Áno, pokiaľ technické podmienky domu umožňujú ich inštaláciu. Pri rekonštrukcii sa často odporúča súčasne vymeniť starý plynový kotol za moderný kondenzačný kotol, čím sa zvýši účinnosť celého systému. O vhodnosti riešenia by mal rozhodnúť odborný návrh. Je nutné zohľadniť umiestnenie kolektorov, ktoré môže byť limitované.
6. Aká strecha je vhodná na solárne kolektory?
Najlepšie podmienky poskytuje strecha orientovaná na juh a so sklonom približne 45°. Dobré výsledky však dosahujú aj strechy orientované na juhovýchod alebo juhozápad a so sklonom približne 30 – 60°. Dôležité je minimalizovať zatienenie kolektorov okolitými budovami alebo stromami.
7. Čo je bivalentné vykurovanie?
Bivalentné vykurovanie znamená využívanie dvoch zdrojov tepla, ktoré spolupracujú podľa aktuálnych podmienok. V tomto prípade sú nimi solárne kolektory a kondenzačný kotol. Systém vždy využíva najprv bezplatnú energiu zo slnka a až následne zapája plynový kotol.
8. Aký zásobník vody je potrebný pri solárnych kolektoroch?
Najčastejšie sa používa bivalentný zásobník s dvoma výmenníkmi tepla. Jeden je napojený na solárne kolektory a druhý na kondenzačný kotol. Správne zvolený objem zásobníka pomáha efektívnejšie ukladať získané teplo a zvyšuje využiteľnosť slnečnej energie. Obvykle je objem v rozsahu 200 – 300 l, aby mal zásobník dostatočnú kapacitu na akumuláciu tepla zo solárnych ziskov.
9. Aký je rozdiel medzi plochými a trubicovými solárnymi kolektormi?
Rozdiel je v konštrukcii kolektora a v princípe jeho funkcie. Ploché solárne kolektory dosahujú vysoké tepelné zisky najmä počas letných mesiacov, preto sú veľmi vhodné na ohrev teplej úžitkovej vody. Trubicové kolektory majú lepšie izolačné vlastnosti a účinnejšie pracujú aj pri nižších vonkajších teplotách alebo difúznom žiarení. Výber závisí od spôsobu použitia aj od podmienok konkrétneho objektu.
10. Na čo si dať pozor pri výbere kombinácie kondenzačného kotla a solárnych kolektorov? Najdôležitejší je kvalitný projekt a správne dimenzovanie celého systému. Odborník zohľadní orientáciu strechy, veľkosť kolektorov, objem zásobníka, spotrebu domácnosti aj výkon kondenzačného kotla. Dobre navrhnutá zostava pracuje spoľahlivo, dosahuje vysokú účinnosť a prináša dlhodobú úsporu prevádzkových nákladov.