SolarTechnika 4/2011
Unikátny zdroj tepelnej energie –
jednoduchý a efektívny zároveň
Strecha pokrytá solárnou škridlou
Zlúčenie funkcie strešnej krytiny a alternatívneho zdroja energie vedie k novej možnosti
pokrývania striech a spôsobu vykurovania. K systémom, ktoré využívajú alternatívny
zdroj energie patrí aj nový systém vykurovania sdp-SolarPowerPack® so solárnou škridlou.
Umožňuje získavať tepelnú energiu celoročne, a tým pokryť spotrebu energií až na 95 %.
Patentovaný sdp-SolarPowerPack® systém umožňuje úplnú nezávislosť od vykurovacieho oleja
alebo plynu. Navyše nezaťažuje životné prostredie
a nenarúša vzhľad strechy. Solárne škridly vyzerajú
rovnako ako tradičné, preto sa na strechu nemusia
inštalovať rôzne solárne moduly a strecha opticky
Solárna škridla s vyznačením hliníkového kolektoru
Betónová škridla s oddeleným hliníkovým kolektorom
neutrpí. Okrem toho systém funguje nielen pri
priamom slnečnom žiarení, ale energia potrebná
na celoročné vykurovanie domu sa získava z
ovzdušia aj v noci, pri zamračenom počasí a aj v
zimnom období. V horúcich letných dňoch zase
škridle zabezpečujú chladenie. Môžu sa nainštalovať na každú strechu, či už ide o rekonštrukciu
alebo o novostavbu.
Zloženie unikátneho systému
Solárna škridla sa skladá z betónovej škridly a hliníkového kolektora, ktorý je presne prispôsobený
profilu krytiny a je s ňou bezprostredne spojený.
Tak vznikne celoplošný hliníkový absorbér s eloxovanou povrchovou úpravou, ktorý má vysokú účinnosť. Zariadenie umožňuje, aby sa v krátkom čase
dosiahla vysoká teplota v kolektore.
Betónová škridla je oproti klasickej tenšia približne
o 4 mm, čo predstavuje hrúbka kolektora.
Dôvodom tohto riešenia bolo zachovanie tvaru a
výšky položenej krytiny a celkový vzhľad strechy.
Jednotlivé solárne škridly prijímajú tepelnú
energiu z ovzdušia a sú pospájané do uzatvorenej
plochy pomocou spojovacích rúrok. Cez ne prúdi
nemrznúca kolektorová kvapalina.
Problémy a náklady súvisiace s montážou
klasického plošného slnečného kolektora takmer
úplne odpadajú, pretože montáž solárnej škridly
zvládne každý, kto má skúsenosti s pokládkou
klasickej škridly.
SolarTechnika 4/2011
Funkcia solárneho kolektora
Sdp - solárny strešný kolektor je termický škridľový
kolektor. Prúdi v ňom nemrznúca kvapalina, ktorá
sa zohreje od priameho slnečného žiarenia alebo
od okolitého vzduchu. Zohriata kvapalina sa privedie do solárneho tepelného čerpadla, ktoré je
tiež technickou novinkou. V prvom cykle sa odovzdáva teplo z tekutiny kolektora a ochladená
solárna tekutina sa vracia späť do solárneho
kolektora. Opakovanou cirkuláciou sa teplota v
tepelnom čerpadle postupne zvyšuje. Proces sa
opakuje tak dlho, kým nie je teplota v zásobníku
natoľko vysoká, aby dostatočne zásobila teplom
úžitkovú vodu a všetky vykurovacie telesá v dome.
Vďaka výnimočnému systému sdp – solárneho
tepelného čerpadla a zásobníka, sa spotrebuje
výrazne menej energie ako pri
konvenčnom tepelnom čerpadle. Táto výhoda je zabezpečená oddelenými zásobníkmi
na teplú úžitkovú vodu a vykurovanie. V závislosti od veľkosti
strešnej plochy a okrajových
podmienok pokryje sdp –
solárny vykurovací systém až
95 % ročnej spotreby tepla.
V lete chladenie
Počas horúcich letných dní sa
stlačením tlačidla stane sdp –
solárny systém chladiacim
strojom (podobný proces ako
pri chladničke). Namiesto tepla sa vyrába chlad. Škridla potom slúži ako„výparník“. Patentovaným systémom akumulácie sa dosiahnu dve
rozdielne teploty okruhov, takže sa môže súčasne
chladiť a k dispozícii je dostatok teplej úžitkovej
vody do kúpeľne a kuchyne. Kolektor nie je závislý
od priameho slnečného žiarenia. Prijíma energiu
aj v noci, pri mrazivom a aj daždivom počasí.
Sdp-solárny kolektor
V lete dochádza k ohrevu teplej úžitkovej vody a
vody na vykurovanie priamym slnečným žiarením
alebo teplotou okolia až na 55 °C. Prednostne je
ohrievaný zásobník pre TÚV. Keď je teplá úžitková
voda dostatočne ohriata a je prebytok energie, tak
sa zvyšná energia odovzdá zásobníku na
vykurovanie.
Pri zlom a zamračenom počasí sa energia získaná
zo solárnej kvapaliny v závislosti od difúzneho žia-
renia alebo vonkajšieho ovzdušia, zvýši pomocou
tepelného čerpadla sole/voda až na požadovanú
teplotu 55 °C. Popdľa počasia bude aj vykurovací
okruh v zásobníku vyhrievaný pomocou
tepelného čerpadla na požadovanú teplotu. V
tomto prípade je teplota kolektora vyššia ako
teplota vonkajšieho prostredia.
Počas chladného počasia a v noci sa teplota
kolektora automaticky zníži pomocou regulácie
približne o 6 – 10 K oproti teplote okolitého vzduchu. Vplyvom teplotného rozdielu (egalizácia –
vyrovnanie teploty vzduchu s teplotou kolektora)
absorbuje solárny kolektor tepelnú energiu.
Solárne tepelné čerpadlo odoberie túto energiu
teplonosnej tekutine a odovzdá ju médiu tepelného čerpadla. Takýmto spôsobom sa využije slneč-
Schéma zapojenia sdp-SolarPowerPack®
né žiarenie alebo tepelná energia zo vzduchu na
vykurovanie a ohrev teplej úžitkovej vody (vzduch
je nositeľom energie aj pri nízkych teplotách).
Sdp solárny zásobník tepla
Solárny zásobník tepla sa skladá z dvoch
oddelených zásobníkov. Z jedného pre teplú úžitkovú vodu a z druhého na vykurovanie. V konečnom dôsledku ide o jeden zásobník, kde jeden
zásobník je umiestnený v druhom. Predstavuje ho
200 l zásobník pre teplú úžitkovú vodu a 800 l
zásobník na vykurovanie. Týmto systémom je zaručené stále využívanie úžitkovej vody požadovanej
teploty. Keď sa nevyžaduje vykurovanie priestorov, nemusí sa permanentne udržiavať teplota vody
v celom zásobníku na vysokej hodnote. Toto
podstatne šetrí energiu.
20
SolarTechnika 4/2010
Sdp solárne tepelné čerpadlo
Pracuje na princípe ako iné bežné tepelné čerpadlá s tým rozdielom, že ako odovzdávacie
médium energie je nemrznúca solárna kvapalina
sole, ktorá prúdi v škridlovom kolektore . Kvapalina
naakumuluje energiu v škridlovom kolektore a privedie ju do tepelného čerpadla. Tu ju vo výparníku
Schéma sdp solárneho tepelného čerpadla
odovzdá médiu tepelného čerpadla.
Médium tepelného čerpadla tvorí látka R407C,
ktorá má vlastnosť, že pri –44 °C mení svoje
20
skupenstvo z kvapalného na plynné. Takto je
zabezpečené, že systém sdp-SolarPowerPack®
môže pracovať celoročne aj pri mínusových
teplotách vonkajšieho okolitého vzduchu. Keď
solárna kvapalina odovzdá energiu vo výparníku
médiu tepelného čerpadla, premení sa na plyn,
ktor ý sa prostredníctvom kompresora
niekoľkokrát stlačí, čím sa jeho teplota mnohonásobne zvýši. Keď je teplota plynu dostatočne vysoká, odovzdá sa v kondenzátore vykurovaciemu
okruhu, čim sa plyn opäť ochladí a zmení svoje skupenstvo na kvapalné. Potom sa pomocou expanzného ventilu nastaví potrebná teplota média (menej cca o 6 - 10K ako okolitý vzduch), aby bolo možné opäť prijímať energiu vo výparníku od solárnej
kvapaliny. Celý kolobeh začína odznovu. V prípade, že chceme chladiť, obráti sa proces,
vykurovaciemu okruhu sa odoberie tepelná
energia a odovzdá sa strešnému okruhu. Všetky
úkony sú riadené automaticky pomocou riadiacej
jednotky. Stačí nastaviť požadované teploty
vzduchu v miestnosti alebo teplotu úžitkovej vody
a o všetko ostatné sa postará automatizácia.
Ing. Miroslav Mihók, PhD.
Download

Unikátny zdroj tepelnej energie – jednoduchý a