Ako na ohrev vody v bazéne?

RÝCHLY PREHĽAD

Domáce bazény na Slovensku potrebujú vykurovať

Slovensko leží v geografickom miernom pásme, čo znamená, že pokiaľ nie je extrémne horúce leto, vodu vo vonkajších bazénoch, pokiaľ nie sú kryté, je potrebné ohrievať. Avšak aj pri kvalitnom zastrešení možno zvažovať dodatočný ohrev. Optimálna teplota vody by sa mala pohybovať v rozmedzí 27-34 °C. Práve pomocou slnečných kolektorov je možné dosiahnuť prijateľnú teplotu vody a kúpaciu sezónu si tak vychutnávať od neskorej jari až po skorú jeseň, pokiaľ to počasie dovolí.

Pre ohrev vody v bazéne prostredníctvom slnečnej energie existujú tri možnosti, ako dosiahnuť prijateľnú teplotu:

• využitie prekrytia na bazén,
• využitie solárneho ohrevu bazénovej vody,
• kombinácia vyššie uvedených.

Solárne prekrytie

Solárne prekrytia bazénov sú špeciálne zariadenia, ktoré absorbujú slnečné žiarenie. Vyznačujú sa tmavým sfarbením a pohlcujú teplo lepšie ako ktorékoľvek iné typy prekrytia. Teplo, ktoré sa zachytí, sa následne odovzdáva do bazénu. Prekrytie tak slúži najmä na ohrev vody a zároveň zabraňuje úniku tepla do prostredia. Pokiaľ ide o celkové teplotné straty, možno ich zhrnúť nasledovne:

• 70 % – straty pri vyparovaní vody,
• 20 % – straty tepla do ovzdušia,
• 10 % – straty tepla v kontakte so Zemou.

Solárny systém na ohrev vody v bazéne

Solárny systém predstavuje zariadenie, ktoré cielene získava teplo zo slnečného žiarenia, ktoré využíva pri ohreve vody. Jeho základným prvkom je solárny kolektor. Vnútro kolektora je čierne, a to mu pomáha absorbovať čo najviac tepla zo slnka. Ďalej sa vo vnútri nachádza izolačná vrstva a rúrky, ktoré privádzajú studenú vodu.

Dôležitou súčasťou slnečných kolektorov, ktoré sa využívajú na ohrev bazénovej vody je tzv. absorbér, ktorý zachytáva slnečné žiarenie. Následne sa zachytené teplo odvádza cez rúrky do zásobníka, kde sa nachádza výmenník, ktorý zohreje vodu. Úlohou zásobníka je uskladňovať teplú vodu predovšetkým v čase, kedy príjem energie zo slnka a odber tepla  z kolektorov bude nerovnomerný. Súčasťou solárneho systému je aj obehové čerpadlo a regulačná technika. Obehové čerpadlo zabezpečuje pohyb teplonosnej látky medzi kolektorom a zásobníkom. Súčasne však vyrovnáva tlakové straty v potrubnej sieti.

Najvhodnejšia orientácia slnečných kolektorov v našich podmienkach by mala byť na juh až juhozápad alebo juhovýchod, pod uhlom 45°. Pri umiestnení kolektorov treba dbať aj na terén či stavby nachádzajúce sa v okolí. Kolektory musia byť totiž vystavené dostatočnému množstvu priameho slnečného žiarenia podľa možnosti čo najdlhšie v priebehu dňa, preto nesmú byť nikdy v tieni. V súčasnosti možno kolektory upevniť takmer na všetky druhy sedlových, pultových, valbových či plochých striech, ale výnimkou nie je ani fasáda alebo voľný terén.

Teplota v bazéne závisí od ročného obdobia, od prekrytia a ohrevu bazéna.

Graf: Poolcenter / adaptácia: energia.sk

Ako funguje solárny ohrev vody

Pri zabezpečovaní ohrevu bazénovej vody pomocou slnečných kolektorov treba brať do úvahy niekoľko faktorov:

• či ide o vonkajší alebo vnútorný bazén,
• plochu hladiny bazéna,
• požadovanú teplotu,
• režim využívania bazéna,
• existenciu systému prekrývania hladiny.

Veľkosť použitých kolektorov závisí samozrejme od typu bazéna. V prípade vonkajších nekrytých bazénov je nutné inštalovať kolektory, ktorých plocha absorbéra sa rovná 70 až 100% povrchu bazéna. Pri krytých bazénoch postačí plocha 50 až 70% z povrchu bazéna.

Prekrytie bazéna počas nočných hodín a v prípade nepriaznivého počasia eliminuje tepelné straty. Táto skutočnosť by sa preto nemala podceňovať. Prekrytie hladiny v tejto mimo prevádzkovej dobe môže znížiť potrebnú kolektorovú plochu dokonca o 20 až 30%.

Kryté bazény potrebujú aj v lete dostatočný prísun tepla, pretože na hladinu nedopadajú slnečné lúče tak, ako v prípade otvorených bazénov. Výnimku tvoria bazény s transparentným krytom, kde platí, že kolektory sa využívajú najmä v prechodnom a zimnom období. Pre dimenzovanie plochy kolektorov sú práve tieto typy bazénov najproblematickejšie, pretože transparentnými krytmi pripomínajú skleník a v lete preto nepotrebujú žiaden solárny ohrev. Sklené kryty totiž slnečné lúče „priťahujú“ a bazény treba skôr vetrať ako vykurovať, aby sa v nich udržala prijateľná teplota.

Výrazný vplyv na veľkosť solárneho systému má požadovaná teplota. Aj tu je totiž rozdiel, či postačuje 25 °C, alebo je nutné bazén vyhrievať na viac ako 30 °C.

Na ohrev vody v bazéne možno použiť:

• zložitejšie solárne systémy s výmenníkom,
• jednoduché solárne absorbéry.

Zložitejšie systémy majú dva okruhy. V uzavretom okruhu prúdi teplonosná kvapalina ohrievaná kolektormi. V sekundárnom okruhu prúdi voda bazéna, ktorú prostredníctvom tepelného výmenníka vyhrieva teplonosná kvapalina v primárnom okruhu. Tento solárny systém vie teplotu vody v bazéne zvýšiť často o 4 až 7 °C v porovnaní s nevyhrievaným bazénom.

Jednoduché solárne absorbéry sa inštalujú v jednookruhovom solárnom systéme. Uplatňujú sa predovšetkým v nekrytých bazénoch, pretože sa využívajú sezónne. Pri tomto type solárneho systému voda cirkuluje prostredníctvom čerpadla cez solárny absorbér bez zapojenia výmenníka tepla. Tu sa voda zohreje a vracia sa späť do bazéna. Avšak aj tu je predpokladom spoľahlivosti systému správne nadimenzovanie čerpadla.

Najpoužívanejším typom solárnych absorbérov sú plastové modely. Výhodou je, že vďaka nízkym pracovným teplotám ich možno umiestniť dokonca aj na mierne sklonené plochy. Na umiestnenie absorbujúcich rohoží sú vhodné sklonené strešné alebo trávnaté plochy.

Aby bolo vyhrievanie bazéna efektívne

Množstvo energie získanej slnečným kolektorom závisí od dopadajúceho žiarenia a od účinnosti celého systému. Intenzita slnečného žiarenia sa v priebehu ročných období mení, no predstavuje kľúčový parameter solárneho zariadenia. Účinnosť solárneho systému závisí predovšetkým od účinnosti kolektorov a od vzniknutých strát v obehovom systéme teplej vody (kolektor – zásobník).

Samozrejme, že účinnosť sa líši v závislosti od typu kolektorov. Okrem intenzity dopadajúceho žiarenia závisí účinnosť aj od tepelných a optických strát. Minimálne tepelné straty možno docieliť vtedy, keď je teplota vody kolektora rovnaká ako teplota vzduchu v okolí. Keďže jednoduché absorbéry (bez skleneného pokrytia) pracujú s nízkymi prevádzkovými teplotami, dosahujú najvyššie hodnoty účinnosti – dokonca až 90%. Avšak keby sa tieto kolektory použili na prípravu teplej vody, ktorej hodnota je spravidla 40 stupňov Celzia nad okolitou teplotou, účinnosť kolektorov klesne pod hodnotu 20%. V takomto prípade sa najlepšie výsledky dosahujú s vákuovými a plochými kolektormi so selektívnym pokrytím. Avšak v prípade, že sa vyžadujú ešte vyššie teploty vody ako to je v prípade vykurovania, najlepšie výsledky sa dosahujú s vákuovými modelmi.

Tabuľka: Účinnosť vyjadrená pri rozdieloch teplôt medzi okolím a vnútrom kolektora

Tabuľka: Kľúčovým parametrom pri výbere vhodného typu kolektora je predovšetkým jeho využitie:

Ekonomické a technické ukazovatele systémov využívaných na ohrev vody

Využitie slnečnej energie na zohrievanie vody v bazéne predstavuje z ekonomického hľadiska cenovo najvýhodnejšiu alternatívu. V záujme spoľahlivosti a úspory či už elektrickej energie alebo zemného plynu je dobré vybudovať samostatný cirkulačný okruh bazénovej vody cez solárny výmenník so samostatným čerpadlom a neprepájať ho s centrálnym systémom vykurovania domu.

Na ohrev bazéna postačujú jednoduché, cenovo dostupné absorbéry. Z technického hľadiska je ohrievanie vody v bazénoch pomocou slnečných kolektorov taktiež výhodné. Takto využívaný slnečný kolektor dokáže zo slnečného žiarenia získať za rok 600 a viac kWh z každého m2. Samozrejme, aj tu platí, že energetická účinnosť kolektora závisí od vami požadovanej teploty bazénovej vody a od režimu využívania bazéna. Sporadicky sa vyskytujú aj riešenia nosných konštrukcií, ktoré umožňujú natáčanie alebo naklápanie kolektorov za slnkom. Aj keď ide o efektné a zaujímavé riešenie, zvyčajne býva príliš drahé. Na druhej strane, ak sa kolektory za slnkom predsa len otáčajú, dokážu vám dodať o 40 percent viac tepla ako keby boli statické.

Návratnosť vstupnej investície je rôzna, v závislosti od náročnosti riešenia sa pohybuje od 8 do 20 rokov. Vo všeobecnosti však platí, že životnosť riešenia presahuje 30 rokov, ak sa systém správne údržbuje.

Ak však hodnotíme dôsledky pre životné prostredie, návratnosť takejto investície je okamžitá. Jediné náklady na ďalšiu prevádzku výhrevného solárneho systému predstavuje napájanie malého obehového čerpadla s príkonom od 45 W do 90 W, čo predstavuje menšiu spotrebu elektrickej energie ako pri obyčajnej žiarovke. Okrem čerpadla a pravidelnej údržby by sa každých päť až šesť rokov mala vymeniť teplonosná kvapalina (servis stojí do 100 EUR).

Na záver

Kúpanie je v lete veľmi príjemné. Človek sa osvieži, oddýchne a načerpá novú energiu. Aby sa však v bazéne dalo vydržať, je nutné vodu zohrievať na prijateľnú teplotu. Jednou z alternatív je využívanie prekrytia vonkajšieho bazéna alebo inštalácia solárnych kolektorov na ohrev nekrytých bazénov. Inštalovanie solárneho systému znamená využívať prírodný zdroj energie spôsobom, ktorý nie je žiadnym spôsobom zvlášť zaťažujúci pre životné prostredie a nevyžaduje si žiadnu náročnú obsluhu.

(c) energia

K téme