Dotaz:

Tak nějak mi není jasné, jak přes uzavřený solární kolektor bez možnosti přístupu a proudění venkovního vzduchu kolem jeho výměníku (absorbční plochy) chcete ohřívat na poměry běžného solárního panelu velmi velké množství solarenu byť o jeden jediný stupeň když venkovní teploty budou jen o cca 5°C vyšší, než je ta teplota solarenu a bude pod mrakem, či pršet. Přes to krycí sklo se ten vnitřní prostor prostě nemůže nahřát, o tom jsem doposud přesvědčen a rád bych si to nechal logickými (fyzikálními a matematickými) argumenty vyvrátit.

Předně je potřeba si asi uvědomit co se bude za nepříznivých podmínek které tazatel popisuje dít.  Když začnu u tepelného čerpadla, bude z primárního okruhu odebírat teplo bez ohledu na to kolik se jej do okruhu dostane. Protože na straně zisků z kolektorů bude energie málo, bude teplota chladiva klesat. Nebude to tedy asi “jen” o v dotazu uvedených 5°C, ale teplota na výstupu z tč bude klesat  tak dlouho, dokud mu to chladivo dovolí nebo příjem a odběr bude v rovnováze.  Chlaďaři mě možná opraví, ale teplota chladiva může klenout až k -15°C.  Při venkovní teplotě 10°C je tedy rozdíl teplot 25 stupňů se kterými se dá pracovat,  teplo do chladiva přejde.

Druhou otázkou tedy je  zda kolektor bude díky své konstrukci teplo do chladiva předávat.  V první řadě bych asi připomenul, že jednotky základní řady ThermBoil k získávání tepla právě pro snazší přestup tepla nepoužívají žádnou izolaci panelu, krycí sklo ani spodní vanu. Není důvod, všechny tyto komponenty mají zabránit tepelným ztrátám klasického kolektoru protože ten je teplý.  EnergyPanel ale má teplotu nižší než je teplota okolí, tak jaké ztráty?

Dalším faktorem který činnost systému ovlivňuje je jistě velikost kolektoru. K ohřevu až 300 l bojleru je používán jeden EnergyPanel. Jeden jednoduše proto, protože na uvedený výkon tč stačí, dva panely by sestavu jen prodražily a druhý panel by již nebyl efektivní. Vždyť výkon EnergyPanelu je díky tepelným ziskům ze slunce i z okolního prostředí 2500 – 1500 W ze 2 m² podle podmínek.  Činnou plochu EnergyPanelu lze rozdělit na dvě části. Je jasné, že sluneční záření dopadá jen na 2 m² z horní strany, teplo z okolí ale přejímá horní i dolní strana tedy 4 m².

To jsme tedy mluvili o EnergyPanelu, jak to tedy bude u klasického kolektoru se kterým chci tyto plochy srovnat? Ze spodní strany je u něj izolace, o přestupu tepla se dá hovořit jen velmi omezeně. Z vrchu je nad absorbérem vzduchová vrstva a sklo. To samozřejmě prostupu tepla nezabrání ale omezí jej.  Rozměr absorpční plochy pro ThermBoil FX se předpokládá 4 m² .  Touto plochou je tedy přijímáno teplo z okolí stejně jako u EnergyPanelu, plocha pro příjem solárního záření je ale dvojnásobná a tím i zisk tepla. Tím je přinejmenším vyrovnán horší prostup tepla z okolí. Díky nízkým teplotám je mnohem více využito i rozptýlené dopadající světlo. Vždyť i zatažená obloha může dávat cca 100 W/m². Výkon této sestavy je 3800 – 2800 W při zisku sluneční energie 1300 W.

K vysvětlení jsem použil porovnání klasických solárních kolektorů a EnergyPanelu. ThermBoil FX má navíc i další vychytávky které jeho výkon při nepříznivých podmínkách a nízkých teplotách dokáží vylepšit. Není ale možné poskytnout veškeré informace konkurenci.

Zmíním zde ještě jednu častou námitku:

Jde o obavu, že na selektivní vrstvě se bude srážet voda. V kolektoru je oddělené prostředí – relativně malý objem vzduchu s minimálním množstvím vlhkosti a další nemá u kvalitních kolektorů možnost se do vnitřku kolektoru dostat – nemá se tedy co na absorbéru srážet.

Má smysl teplo z interieru využívat?

Nepochybuji o tom, že takto se bude ptát každý a často zvítězí jednoduché NE. Musí být škoda teplo z domu odvádět. Přemýšlel tedy výrobce špatně? Jaký mohl mít záměr? Má vnitří výměník kladný význam? To jsou otázky na které se ze svého pohledu pokusím dát odpověď.

Po řadě instalací víme,  že jednotky mají i od uživatelů velmi kladné hodnocení. Jsou úsporné i spolehlivé, stejně jako řada jiných věcí mají ale svůj limit. Zatímco u solárních panelů je limitem délka a intenzita slunečního záření – bez slunce nefungují, limitem pro termodynamické jednotky je nízká teplota. Ostatně teto limit mají i tepelná čerpadla, vždy je hranice do které provoz má smysl.  Tento nedostatek je asi prvotně dán odpařovací teplotou chladiva,  aby tč fungovalo, musí se změnit skupenství chladiva z kapalného na plynné.  Nemá asi smysl zabíhat do detailů, pro nás je důležité,  že náš systém má tuto hranici okolo 0°C.  Pod touto hranicí již provoz nemusí být efektivní a je třeba najít řešení jak toto eliminovat.

Naši zákazníci o tomto limitu vědí, při nízkých teplotách mají možnost vodu ohřívat topnou tyčí osazenou do nádrže. Výrobce ale dává možnost zařadit do primárního okruhu s chladivem výměník. Tím prochází vzduch z okolí jednotky a chladivo ohřívá skoro na teplotu okolí. (Velice se mi líbí i takový detail, že i teplo vzniklé provozem kompresoru je zpětně vraceno do systému.) Teplota u jednotky přece nikdy nebude klesat pod 0°C. Úkolem vnitřního výměníku je tedy umožnit celoroční provoz ThermBoilu bez přímého ohřevu.

Víme tedy proč by měl být vnitřní výměník instalován a většina zákazníků to chápe. Složitější je smířit se s odběrem tepla z interiéru.  čím je dům lépe zateplen, tím je ta představa nepřijatelnější.

Z interiéru se odebírá jen část tepla potřebného pro ohřev vody.

Zkusme si tedy na pár číslech ukázat jaký vliv vnitřní výměník má.   Představme si: teplota chladiva na straně výstupu z jednotky má -15°C, venkovní teplota je okolo 0°C, v místnosti kde je jednotka umístěna bude teplota 15°C. Chladivo se tedy ve venkovním panelu ohřeje jen na 0°C, tedy o 15°C. Vnitřní výměník chladivo ohřeje na +15°C, tedy také o 15°C. Polovinu tepla jsme získali venku a jen polovinu doplnilo teplo z interiéru. Mylná je tedy představa, že vodu ohřívá jen teplo z interiéru. Je jasné, že podle podmínek se tento poměr bude měnit. Navíc díky vyšší teplotě na vstupu získáme nejen potřebné teplo, ale i lepší topný faktor a podstatně efektivnější provoz.

Odebírané teplo z interiéru nezvýší celkové náklady domu.

Většina lidí vychází z představy, že když z domu teplo odeberou, bude se muset víc topit a mají pravdu. Přesto náklady na provoz domu, tedy součet za vytápění a ohřev vody může zůstat přibližně stejný.  V klasickém případě totiž ohříváme dům a k tomu ohříváme vodu (1+1=2). V případě využívání vnitřního výměníku více topíme, ale toto teplo nám zároveň ohřívá vodu. Z interiéru se teplo přesune do bojleru, do toho již jiné teplo nedodáváme (2+0=2).  Spotřebujeme jen nějakou malou energii na přesun tohoto tepla.  Když ale uvážíme,  že přímý ohřev vody elektřinou je asi ta nejdražší varianta a topení nás vychází díky moderním technologiím levněji, můžou být náklady opět nižší než se na první pohled zdá.  Polopaticky řečeno, když topím dřevem může být levnější teplo do bojleru přesunout než ohřívat bojler přímo elektřinou.

Ostatně,  někdy je výhodné odvádět z určité části domu přebytečné teplo a získat tak třeba chladnější sklad potravin – hodnota navíc.  Asi mi dáte za pravdu, že u ND a PD je topné období velmi krátké. V ostatním čase  je buď velice krátký úsek rovnováhy příjmu energie a tepelných ztrát, nebo příjem energie převyšuje a je potřeba ji odvést.  Proč tedy neuvažovat o využití tohoto přebytku tepla právě na ohřev vody? Místo puštěné klimatizace ohřát bojler je určitě ekonomicky zajímavější.

Snad teď se mnou bude alespoň někdo souhlasit, že odebírat teplo z interiéru není až tak velký zločin, že výrobce možnost instalace vnitřního výměníku do jednotek ThermBoil nabízí opodstatněně a o této variantě má smysl před ukvapeným odmítnutím více přemýšlet.

Mít šikovnou, chladnou špajzku v domě chce většina lidí

Ne každý ale má takovou možnost, a to zejména u novostaveb. Proto ji často nahrazují všelijaká náhradní řešení a provizoria “na věčné časy”. Ta ale nemusí splňovat všechny požadavky na chlad, hygienu a hlavně dostupnost od kuchyně. Přemýšlím o tom, že mít chladnější místnost nemusí být problém ani v dokonale zaizolovaném domku. Pokud se najde vhodná místnost, doporučoval bych vchod do špajzky z chodby, je poměrně jednoduché a snadné chlad vyrobit pomocí výparníku. Znáte z běžné ledničky, jen je větší – zjednodušeně plechová deska cca 2 x 1 m na stropě nebo na zdi. Výparník funguje tak, že teplo z místnosti odvádí a přesně to potřebujeme a navíc odvedené teplo lze vhodně využít. Pouštět ho do topení v letních měsících je nesmysl, teplo ale potřebujeme každý den po celý rok k ohřívání vody a přesně takové zařízení k ohřevu vody pomocí výparníku – EnergyPanelu existuje. Jednotku ThermBoil s EnergyPanelem  tedy využijeme hned dvakrát – máme jak studenou špajzku, tak teplou vodu. Samotná termodynamická jednotka přitom nemusí být ve stejné místnosti, chladivo se vede trubičkami u stropu.

Logickou námitkou je, že odvádět teplo z domu je nesmysl a sám jsem si to dlouho myslel. Podívejme se ale na tok energie bez tohoto řešení. Do domu dodáváme energii na udržení optimální teploty v obytné části domu a další energii na ohřev vody (1+1=2). Pro představu, na ohřev 200 l vody spotřebujeme například asi 12 kWh.

S výše uvedeným řešením tedy sice z domu – špajzky odebereme přes výparník 12 kWh do bojleru a o toto množství víc topíme, na druhou stranu již nedodáváme energii zvenčí do bojleru na ohřev vody. Teplo  nám zjednodušeně jen proteklo přes obývák (2+0=2). Je pravdou, že přesun tepla – chod jednotky také něco stojí a špajzku nemáme úplně zadarmo, v porovnání třeba s bazénem to je ale zanedbatelné. Té energie navíc je relativně málo – třetina až čtvrtina spotřeby na ohřev vody, v našem modelu 3 – 4 kWh/den. Pro někoho moc, pro někoho dobré řešení, protože jednoduše získá  jinak nedostupnou studenou špajzku. Teplo do domu dodáváme jen v topném období, jindy se využívá teplo které nám třeba vadí při vaření apod., mírné ochlazení interiéru je naopak někdy žádáno a přitom ohříváme vodu stále za 3 – 4 kWh/den, celoročně ještě ušetříme a zkrátíme případný provoz klimatizace. Zajímavé také na tomto způsobu je to, že čím víc teplé vody spotřebujeme, tím máme ve špajzce chladněji.

Toto řešení nemusí zaujmout všechny, ale námět to snad není špatný a přijdete sami na to jak jej dovést k dokonalosti.

Možná jste již majiteli klasických deskových solárních panelů. Za hezkého počasí jsou fajn, vodu dokážou ohřát skoro zadarmo. Jenže jsou také dny kdy to s tím ohřevem není tak jednoznačné a vy si říkáte zda jste neudělali chybu a nebyl by jiný typ panelů třeba lepší. Vždyť už vám chybí jen málo k tomu aby se voda na požadovanou teplotu dohřála. Pak ale přijde i pár dnů deštivých a to je vám skoro líto investice do celého solárního systému. Naštvaný jdete zatopit, nebo protože je léto, ohřejete vodu jednoduše tou drahou elektřinou a na investici do panelů se snažíte raději zapomenout. Ještě že se o toto většinou postará automatika sama, a vy ani o tom nevíte.

Asi si říkáte že to tak je a nedá se s tím nic moc dělat. Není to ovšem pravda pro ty, kteří zvolí místo klasického bojleru jednotku ThermBoil FX. Instalací nejenže ušetří na nerezovém bojleru, čerpadle a automatické regulaci – vše jednotka obsahuje, ale také menším počtu panelů. I tak dokáže systém ohřívat úsporně vodu dokonce nejen při slunečném počasí. Zdá se vám to možná nereálné, vysvětlení je přitom celkem jednoduché. Stačí z teplonosné látky kterou obsahuje solární okruh na výstupu ze solárního výměníku a vrací se do slunečních kolektorů odebrat pomocí termodynamické jednotky kterou ThermBoil FX obsahuje co nejvíce zbylého tepla a ochladit ji. Teplo které se odebere se samozřejmě použije k ohřevu vody v bojleru – až na 55°C. To sice stojí nějakou energii, v průměru to je ale jen čtvrtina proti klasickému ohřevu elektřinou, takže docela slušná úspora. Ostatní je energie obnovitelná – čistá a bez emisí. Nezapomínejte na to, že teplo z panelů již bylo do vody v bojleru předáno pomocí klasického trubkového výměníku v bojleru, voda je předehřátá  a toto teplo odebrané termodynamickou jednotkou by se jinak vracelo bez užitku zpět do solárních kolektorů, ThermBoil FX jej využívá navíc. Zároveň platí, že čím je rozdíl mezi teplotami v solárním okruhu a v okolním prostředí větší, tím je větší i tepelná ztráta, v našem případě to ale je naopak.

Není to náhodou podvod?

Ještě vám není jasné jak mohou solární panely získávat teplo třeba v noci? Po přečtení předešlého odstavce si dovedete asi představit ochlazení teplonosné látky, otázkou je o kolik a co to udělá. Může být teplota nižší než bod mrazu? Proč ne, v solárním okruhu stejně máme nemrznoucí směs. Jediným limitem je tedy výkon termodynamické jednotky.V podstatě kolik tepla dokážeme ještě odebrat, tolik jej na výstupu můžeme do vody dodat, v našem případě je možné ochlazení až na cca -15°C. Co se tedy bude například dít když bude noc, teplonosná látka vracející se do panelu bude mít -5°C a okolí panelu – teplota vzduchu bude například 18°C? Souhlasíte se mnou, že se díky velké předávací ploše bude obsah kolektorů od okolí ohřívat?

Jak vidíte využití i běžných deskových panelů se díky jednotce ThermBoil FX prodlouží. Omezením a slabým místem je jen nízká venkovní teplota v zimních měsících. Tehdy se chladivo v okruhu termodynamické jednotky dohřívá pomocí vnitřního výměníku kterým prochází vzduch z okolí jednotky. Zpravidla se tak využívá jinak nevyužitelné teplo ve strojovně vzniklé ztrátami technologie a potrubí – to je další klad uvedených jednotek. Takto je již možné používat levný ohřev nejen za slunečných dnů, je to jen asi 1500 hodin za celý rok, ale celoročně.

Modelová situace, ohřev vody pro 6 lidí – 2 panely TS300, 1 jednotka ThermBoil FX

(graf lze zvětšit)

Výkon jednotky ThermBoil FX

Jaký bude tedy denní výkon deskových solárních panelů a jednotky ThermBoil FX ?  Zjednodušeně to je součet výkonu solárních panelů a termodynamické jednotky vynásobený počtem hodin provozu. Zatímco solární panely hřejí v průměru maximálně 12 hodin za den, jednotka může fungovat až 24 hodin (teoreticky).  Výkon solárních panelů by vám měl sdělit ten kdo panely dodává, samotné jednotky dávají  1500 – 2500 W u 200 a 300 litrového provedení, 2000 – 3700 W u většího 500 litrového modelu. Za den je to tedy již poměrně značný výkon který na druhou stranu nemá význam instalovat tam kde výkon nemá využití, levněji tam vyjde klasická řada ThermBoil E, E+I, I. Ročně lze takto i při menším počtu kolektorů pokrýt cca 90% spotřeby energie na ohřev. Na druhou stranu je možností na zvýšení výkonu také tam kde je již větší solární systém nainstalován, napojení jednotky na solární okruh zpravidla není problém. Ti kdo již instalovali kolektory vakuové mají ale smůlu. Jejich tepelná izolace nedovoluje prostup tepla do teplonosné látky a proto se k instalaci s jednotkou nehodí.

Porovnání výkonu s jinými možnostmi

Troufám si tvrdit, že dnes již rozšířený ohřev solárními panely nikdy nenahradí 87% potřebné energie na ohřev vody jako v uvedeném příkladě. Když slunce nesvítí nemůže prostě vodu ohřát. Někde jsem četl, že například v Liberci v listopadu je průměrná doba slunečného svitu jen asi 48 hodin. Těžko lze tedy očekávat ohřev vody po celý měsíc, byť by panelů bylo sebevíc. Pokud by se někomu takový výkon v našich podmínkách vůbec podařil, byl by systém velice nákladný, pro zajímavost v našem modelu by se muselo instalovat cca 25 panelů, což je nesmysl technicky i finančně.

Vodu také stále častěji ohřívají tepelná čerpadla. Ta sice mohou dosáhnout pokrytí celé spotřeby, ovšem jejich celoroční spotřeba energie bude vyšší. Odmyslete si v uvedeném grafu žlutou část kterou ohřívá slunce skoro zadarmo a nahraďte ji výkonem tepelného čerpadla i s jeho spotřebou. Navíc u jednotek ThermBoil FX mají panely vliv na vstupní teplotu do termodynamické jednotky – zvyšují ji. Stačí i rozptýlené světlo které u solárního systému je příliš slabé a teplotu v bojleru neovlivní, tady každý stupeň znamená více získané energie a lepší topný faktor.

Stejně tak poslední věta platí i pro předchůdce této jednotky ThermBoil Duo. Ta měla sice oba systémy, solární i termodynamický, nebyly ale propojeny. Slunce – solární panely neovlivňovaly vstupní teplotu do jednotky a navíc bylo potřeba instalovat dva okruhy, jeden solární a jeden termodynamický, to bylo technicky i finančně náročnější.

Na závěr snad ještě jeden výpočet. Proti ohřevu elektřinou v našem modelu nebudou vyprodukovány cca 4 tuny CO₂, 1 tuna CO₂ proti ohřevu plynem.

Závěr

To, zda se někdo pro ohřev pomocí solárních panelů a jednotek ThermBoil FX rozhodne je jen na něm, pomohu mu najít argumenty pro a proti pokud bude mít zájem. Určitě se u větších odběrů o této variantě vyplatí přemýšlet. Také si dovedu představit doplnění jednotek u již nainstalovaných větších systémů, například v domovech sociálních služeb, bytových domech, firmách, hotelích a podobně. Tyto lze provádět i v zimních měsících, instalační firmy tak mohou i toto období využít a zadavatelé získají další levnou energii která jim sníží náklady na provoz.

Protože se jedná o revoluční změnu ve využívání deskových solárních panelů je otázkou které panely a od kterého výrobce budou nejvhodnější. Ani výrobci dosud nemají zkušenost jak se jejich výrobky budou přesně v kombinaci s jednotkou ThermBoil FX chovat. Věřím však, že na tuto novou možnost dokážou pružně zareagovat a budou stejně jako my chtít svým zákazníkům ohřev za každého počasí nabídnout.

U klasických solárních soustav s tímto faktem moc nenaděláme, pokud chceme vodu ohřívat, teplota teplonosné kapaliny musí být větší než teplota v zásobníku děj se co děj a pokles výkonu je brán jako nutné zlo. Pokud ale je solární panel napojen na termodynamickou jednotku ThermBoil FX,  lze teploty dokonce obrátit. To znamená, že teplonosná látka může být nejen stejně teplá jako okolní prostředí, ale může být dokonce chladnější a okolní prostředí teplejší. Termodynamická jednotka i tak dokáže zajistit ohřev vody až na 55°C.

Co to znamená z pohledu výkonu stejného solárního panelu?

Zisk solární energie může být o desítky procent vyšší a navíc se ještě přidává teplo z okolního prostředí pokud bude teplota teplonosné látky co nejnižší. Tím je dokonce eliminován fakt většího příkonu termodynamické jednotky, ta může díky většímu zisku pracovat mnohem déle. Celkový roční zisk je pak o desítky procent vyšší i se započítáním potřebné energie k provozu termodynamické jednotky než jaký lze dosáhnout u běžných solárních soustav a to při použití stejných kolektorů. Často je možné navrhnout menší absorpční plochu – méně panelů a tak dokonce snížit pořizovací náklady.

Památkáři vám, nepovolí změnit vzhled budovy a proto povolení na instalaci na střechu nebo fasádu asi  nedostanete. To ale lze vyřešit tak, že panel nebude na střeše, ale třeba na půdě. I tak je možné díky termodynamickým jednotkám ThermBoil vodu ohřívat úsporně na 55°C. Netvrdím, že toto řešení je možné vždy, ale společně se nám třeba vhodné řešení nalézt podaří. Pokud vám úspora přes 70% energie z roční spotřeby za to stojí, zkuste se nezávazně informovat.

Na vývoji solárních panelů se pracuje desítky let a za tu dobu se zdá, že  již mohly být všechny schůdné cesty objeveny. Každá výrobní firma se snaží uplatnit svou invenci a chce dosáhnout co nejlepších výsledků, o tom se nedá pochybovat. Nejprve se šlo cestou zvyšování účinnosti absorbční plochy – vznikly vysoce selektivní panely, později se výrobci zaměřili na snižování ztrát do okolního prostředí – dodávají se vakuové panely v různých formách.

Hlavní veličiny:

Základní veličiny které solární systém ovlivňují a na  kterých je případné zvýšení výkonu závislé.

• T1 – teplota na výstupu z kolektorového pole
• T2 – teplota na vstupu do kolektorového pole.
• Q – objem teplonosné látky v časovém úseku – průtok.

Podružné veličiny pro objasnění činnosti:

• Iz – intenzita slunečního záření
• Tp – teplota okolního prostředí
• Tv – teplota vody v nádrži na výstupu z výměníku

Protože jde jen o vysvětlení principu, nezohledňuji ztráty a další veličiny. Pro modelovou situaci a jednoduchost  si prosím představte hodnotu  Iz, Tp a Q neměnné.

Popišme si nejprve klasický solární panel

Panel-y jako část solárního systému a změny výše uvedených hodnot

1. systém stojí      Q = 0,   pak  T1  i  T2 = Tp
2. Hodnota Iz začne mít kladnou hodnotu a s tím se zvýší  T1, to donutí řídící jednotku zapnout  čerpadlo, takže Q > 0
3. Voda v nádrži se začne postupně ohřívat v závislosti na rozdílu teplot (T1 – T2) (množství získaného tepla)
4. jak roste Tv zvyšuje se i T2, to je vždy stejné, nebo větší než Tv
5. V panelu vyšší T2 způsobí i nárust T1, rozdíl (T1 – T2) zůstává přibližně stejný.
6. Opakováním tohoto cyklu je dosažena požadovaná teplota v nádrži a Q = 0 (vypne se)

	když je teplo	když je chladno
Jasno
Polojasno

1. Jako první jsem uvedl snahu o zvýšení výkonu pomocí zvyšování T1 vylepšováním absorpční vrstvy, popřípadě větší absorpční plochou. Pokud by existovala možnost, byla by již dávno u solárních panelů uplatňována.
2. Také druhý způsob pro zvyšování výkonu opírající se o snižování ztrát je vlastně ovlivňování hodnoty T1 a příliš významného zlepšení dosáhnout již nelze.
3. Zvýšením hodnoty Q – rychlejším průtokem lze docílit pouze menšího rozdílu  (T1 – T2) a opačně. Výkon se ale změnou Q nemění. (Dále asi není nutné jednotlivé stavy rozepisovat, jsou obecně známé.)

solární systém - klikni

Zvýšení výkonu solárního systému kalsickou cestou

Konstatovali jsme tedy, že ke zvýšení výkonu nelze dojít zvýšením T1, ani změnou Q.  T2 je u solárního systému dána a obecně platí T2 >= Tv. Zdá se tedy nereálné vyššího  výkonu u solárních panelů dosáhnout.  To potvrzují všichni výrobci a lidé této problematiky znalí. Znalost řešení by byla revoluce v solárních systémech.

Použitý program Grafy (soubor pro MS EXCEL)

Termodynamický solární systém

1. Je tedy jisté, že řešení je třeba hledat jiným směrem než dosud. Tou zásadní změnou je, že se nezaměříme na T1 ani Q, ale důležitá je dosud všemi opomíjená hodnota T2 a zkusíme s ní pracovat. Pokud se do solárního okruhu zařadí tepelné čerpadlo, lze hodnotu T2 snížit, protože pokud na jedné straně dává tepelné čerpadlo vyšší teplotu, musí být teplota na výstupu nižší – to je obecně známé.
2. Když se ale T2 sníží, bude logicky klesat i T1. Na první pohled tedy opět zůstane rozdíl (T1-T2) stejný a změna nic nepřinese. To ale platí jen dokud T2>=Tp!
3. Jakmile T2<Tp začne se dít to, že panely navíc budou pohlcovat i teplo z okolního prostředí  Na ledový panel bude okolní prostředí působit tak, že mu bude předávat své teplo a ten se ohřeje.
4. Zatímco T2 bude ještě klesat, T1 se zastaví díky ziskům tepla z okolí. Rozdíl  (T1- T2) bude tedy větší a panel bude získávat více tepla. Na výkonu se bude projevovat nejen sluneční záření, ale i okolí panelu. Obě energie se sečtou!
5. Protože se zastaví pokles T1, po čase se zastaví i pokles T2 a systém poběží ve stabilizovaném režimu, ovšem s vyšším výkonem – jen T1 a T2 bude mít proti klasickému solárnímu systému nižší hodnoty, ale s tím si tepelné čerpadlo spolehlivě poradí. Rozdíl (T1-T2) se tedy zvýší a s tím i výkon systému.

ThermBoil FX - teplo (klikni)

Tím, že   ((T1+T2)/2) -Tv   bude mít až zápornou hodnotu, změní se ztráty panelu na zisky. To ale nebude možné využít u vakuových panelů, i izolace absorbéru od okolí bude naopak od klasického systému překážkou.

Využití teploty okolního prostředí není závislé na slunečním záření.

Například i v noci při 20°C lze do solárního panelu dostat teplonosnou látku vychlazenou na -5°C. Je logické, že se panel díky velké předávací ploše bude ohřívat a T1 může být opět až 20°C. Tepelné čerpadlo má tedy k dispozici 25°C rozdílu teplot a dokáže i s poměrně vysokým COP zvýšit teplotu na svém výstupu na 55°C.

V případě kdy T1< Tp, využívá se  teplo z okolí jednotek pomocí vnitřního výměníku.

Tepelné čerpadlo přitom pracuje ve zcela normálním režimu jako jiná čerpadla, naopak vstupní teplota do něj bude často větší a tím bude také lepší COP.

To, že lze vodu ohřívat i bez slunečního záření několikanásobně prodlouží dobu možného provozu a přinese další nemalé zisky takového systému. (cca 7000 : 1500 zisk z exteriéru)

Jednotka bývá umístěna v prostorách kde je dostatek tepla pro případné využití k ohřevu v době kdy T1 je nižší (kotelny, strojovny,…). Tím je dána možnost celoročního provozu.

Podmínky pro provoz:

• Vyšší tepelný výkon je dosažen když teplota teplonosné látky je nižší než teplota v okolí panelu.
• Nižší provozní teplota panelu znamená nižší ztráty do okolí také u potrubí.
• Velikost panelu odpovídá výkonu tepelného čerpadla. Neplatí, že větší plocha kterou tepelné čerpadlo nedokáže uchladit znamená větší výkon – výrobci by si měli zjistit kolik tepla z okolí panely pojmou.

Paradox č. 1:  Zatímco se teplota v solárním okruhu snižuje, výkon sestavy roste.

Paradox č. 2:  Nízká teplota panelu nepůsobí tepelné ztráty ale naopak zisky.

Paradox č. 3:  Solární panel získává teplo i bez slunečního záření.

To je teorie, co ale praxe?

Termodynamické jednotky pro takovéto využití se již vyrábějí a jsou patentově chráněné. Lze je zakoupit naším prostřednictvím i v ČR, SR a Polsku.

Tepelný výkon jednotky:

ThermBoil FX 200, 300 při zisku solárního záření 1300 W    2800 – 3800 W,    příkon 500 W
ThermBoil FX 500 při zisku solárního záření 2600 W            4600 – 6300 W,    příkon 750 W

Z naměřených hodnot lze usoudit možný nárůst výkonu solárního panelu díky získávání tepelné energie z okolního prostředí solárními panely v kombinaci s jednotkou ThermBoil FX. Hodnoty mohou být u různých panelů různé a ovlivní je místní podmínky instalace. Zatímco jiná vylepšení solárních panelů mohou přinášet vyšší výkon v jednotkách procent zde je patrné zvýšení výkonu v násobcích původního výkonu, proto jej lze doporučit.

Přestože příkon termodynamické jednotky je proti solárnímu systému větší, vzhledem k délce možného využití je při porovnávání celého roku úspora vyšší.

(spotřeba termodynamického systému + dohřev)   <   (spotřeba solárního systému + dohřev)

Tyto termodynamické jednotky FX lze napojit na solární okruh s libovolnými solárními panely,  je ale třeba posoudit zda je typ panelů pro takovou instalaci vhodný. Bude záležet na každém výrobci, či dodavateli solárních panelů zda bude ochoten novému trendu se přizpůsobit – jednotky jsou k dispozici a většina panelů bude vyhovovat. Zákazník dříve nebo později takovéto instalace požadovat bude, dnes je to jen otázka malé informovanosti.
Také odborná veřejnost bude mít možnost přepsat současné poučky a pravidla, předělat učebnice. Termodynamický solární systém mění dosud platné způsoby hodnocení solárních systémů a velkým úkolem bude o této revoluční možnosti veřejnost informovat.