Solární soustavy pro CZT

Systémy centralizovaného zásobování teplem sestávající z centrálního zdroje tepla, rozvodné sítě a domovních předávacích stanic se vyznačují pružností ve výběru paliva a umožňují využít solárního tepla pro částečné krytí spotřeby tepla v síti (odběr, ztráty). Rekonstrukce stávajících systémů CZT s využitím solárních soustav je jedním ze způsobů snížení spotřeby fosilních paliv v sídelních celcích, který má velký potenciál nahrazení primárních paliv.

Solární soustavy pro CZT lze rozdělit do několika kategorií s různým stupněm pokrytí celkové potřeby tepla na přípravu teplé vody a vytápění:

• bez akumulace tepla - solární zisky se akumulují v objemu celé sítě, kolektorová plocha je navržena na trvalou spotřebu tepla, pokrytí do 5 %
• s krátkodobou (denní) akumulací - nárazníkový akumulátor slouží pro akumulaci denních zisků, kolektorová plocha se navrhuje na krytí letní spotřeby tepla, pokrytí od 10 do 20 %;
• s dlouhodobou (sezónní) akumulací - velkoobjemové sezónní zásobníky slouží pro akumulaci letních zisků a jejich přenesení do zimního období, pokrytí do 50 %, viz obr. 1.

Solární CZT soustavy se sezónní akumulací využívají čtyř základních typů sezónních zásobníků tepla:

• vodní zásobník - v zemi zakopaný betonový zásobník, naplněný vodou, tepelně izolovaný (svislé stěny a horní část)
• štěrko-vodní zásobník - do velkoobjemového výkopu je vložena plastová folie a objem vyplněn směsí vody a štěrku, tepelná izolace stěn a horní části, trubkový registr v několika vrstvách
• zemní vrty - teplo je akumulováno přímo v geologicky vhodném zemském masívu (skála, půdy nasycené vodou) prostřednictvím zemních sond
• aquifery - geologicky vhodné zvodněné podzemní vrstvy písku, štěrku či pískovce bez proudění spodní vody, nabíjení a vybíjení aquiferu je realizováno dvěma studnami či skupinami studen

Teploty v zásobnících tepla se mohou pohybovat od 40 do 90 °C. Mezi kolektory a odběrem tepla jsou zpravidla tři teplosměnné plochy (kolektorový okruh-zásobník, zásobník-rozvodná síť, rozvodná síť-odběr) a z hlediska efektivního provozu solární soustavy je důležité udržet teplotu vratné vody v síti co nejnižší. Solární kolektory používané pro soustavy CZT se vyznačují často dvojitým zasklením (sklo+folie) pro snížení tepelných ztrát. Udržení nízkých měrných nákladů solárních soustav CZT je možné díky velkým plochám (tisíce m²) a objemům zásobníků (tisíce m³) a použití integrovaných stavebních dílců (solární kolektor + konstrukce střechy včetně tepelné izolace v jednom prvku).

Obr. 1 - Schéma solární soustavy se sezónní akumulací pro CZT