Kako radi solarni spremnik

Još pripremamo proizvode.

Ali možete pogledati druge kategorije.

Kako radijator s solarnim kolektorom funkcioniše: princip koji povezuje sunce s kotlom

Sunce može zagrijati vodu besplatno – problem je samo u tome što svijetli kad želi ono, a ne kad nam treba topla voda za tuširanje, pranje posuđa ili kupanje djece. Baš tu neskladnost između ponude solarnog zračenja i stvarne potrebe za toplom vodom rješava solarni spremnik – posebno konstruirani spremnik tople vode koji u sebi kombinira dva neovisna izvora zagrijavanja. Jedan je solarni krug povezan s kolektorima na krovu, a drugi je klasični izvor za dodatno zagrijavanje, najčešće kotao ili električni grijač.

Rezultat je sustav koji funkcioniše pouzdanom za svako vrijeme godine. Kada svijetli sunce, većinu ili cijelu potrebu tople vode pokriva besplatno solarni krug. Kada sunce ne svijetli dovoljno – u oblačan dan, noću ili zimi – spremnik se automatski dodatno zagrije drugim izvorom, pa kućanstvo nikada ne ostane bez tople vode. Ovaj članak objašnjava točno kako solarni spremnik funkcioniše iznutra, zašto ima dva toplinska izmjenjivača, kako se njegovo ponašanje mijenja tijekom godine, koji volumen izabrati i kako se može kombinirati s različitim vrstama dodatnog zagrijavanja. Na kraju ćete pronaći i dva stvarna primjera iz prakse i odgovore na najčešće postavljana pitanja.

Ako rješavate izbor spremnika u općenitoj, preporučujemo prvo proći osnovni pregled Kako izabrati spremnik za toplu vodu – ovaj članak se bavi specifično solarnom verzijom i nastavlja se na njega.

Dva izmjenjivača, dva izvora topline – srce solarnog spremnika

Ključna razlika između običnog neizravnog spremnika i solarnog spremnika je u tome što solarni spremnik unutar ima obično dva samostalna toplinska izmjenjivača, postavljena jedan iznad drugog. Ne radi se o slučajno rješenje – to je posljedica toga kako se fizički razlikuje toplina iz solarnih kolektora od topline iz kotla, i kako tekuća voda u spremniku prirodno stvara slojeve temperature od hladnog dna do toplog vrha.

Donji izmjenjivač: prikupljač energije iz sunca

U donjoj, najhladnijoj zoni spremnika nalazi se prvi, donji toplinski izmjenjivač, povezan cijevima s solarnim kolektorima na krovu. Ova lokacija nije slučajna – hladna voda uvijek pada na dno posude, pa upravo tamo je temperaturna razlika u odnosu na toplu tekuću iz solarnog kruga najveća i prijenos topline najučinkovitiji. Solarni krug osim toga radi s značno nižim temperaturama nego izlaz iz plinskog kotla – čak i lagano oblačan dan ili rano jutro može solarni kolektor zagrijati tekuću na temperaturu koja već je dovoljna za prenošenje topline u donju, hladnu vodu u spremniku.

Zato donji solarni izmjenjivač obično ima veću toplinsku površinu nego običan izmjenjivač povezan s kotlom – velika površina kompenzira nižu temperaturu toplinske tekućine i omogućuje učinkovito prikupljanje solarnog zračenja čak i kada zračenje nije maksimalno. Zbog toga solarni sustav „prikuplja“ energiju gotovo za svako vrijeme, kada kolektori primaju barem neko svjetlo – ne samo za jasno ljetno podne, već djelomično i kroz oblačan dan ili proljeće i jesen.

Gornji izmjenjivač ili električni grijač: sigurnost kad sunce ne dovoli

U gornjem dijelu spremnika, gdje se tijekom rada drži najtoplija voda spremna za odmahno uzimanje, nalazi se drugi izvor topline – ili dodatni izmjenjivač povezan s kotlom (plinski, dizalica topline, eventualno drugi izvor centralnog grijanja), ili električni grijač ugrađen direktno u zid spremnika. Zadaca ovog drugog izvora je jednostavna, ali ključna: osigurati da voda u gornjem, uzimnom dijelu spremnika nikada ne padne ispod sigurne i udobne temperature, bez obzira na to koliko (ili koliko malo) energije je taj dan dalo sunce.

Ovo dodatno zagrijavanje se pokreće automatski, upravljeno termostatom ili regulacijom spremnika – ako solarni krug ne može sam održavati postavljenu temperaturu, kotao ili električni grijač dopuni nedostajuću razliku. Jednako važnu ulogu ima ova redovita funkcija dodatnog zagrijavanja i iz higijenskog stajališta: periodičko povećanje temperature vode na višu vrijednost (obično barem jednom po neko vrijeme iznad 60 °C) je uobičajeno preporučeno mjerilo za borbu protiv razmnožavanja bakterije legionelle u spremniku, a upravo drugi, dodatni izvor topline tu funkciju pouzdano osigurava čak i kad bi solarna energija sama po sebi na takvu temperaturu bila nedovoljna.

Zahvaljujući ovoj parici izmjenjivača, solarni spremnik nikada nije „ovisno o vremenu“ u zlu značenju riječi – funkcioniše pouzdano čak i bez jednog sunčanog zraka, s tim da se u tom slučaju cijela opterećenje zagrijavanja prenese na drugi izvor, a potrošnja plina ili električne energije za zagrijavanje vode privremeno poraste. Sustav tako kombinira najbolje iz oba svijeta: kad je sunce, štedi; kad sunca nema, funkcioniše kao običan pouzdan spremnik.

Kako se solarni spremnik ponaša tijekom godine

Jedna od stvari koje kućanstva s solarnim spremnikom najviše cijene je to koliko se vidljivo mijenja njegovo ponašanje i najviše potrošnja dodatnog zagrijavanja između ljetnog i zimskog razdoblja. Ne radi se o sustavu s konstantnim kapacitetom – njegova glavna osobina upravo je da se dinamički prilagodi trenutnoj dostupnosti solarnog zračenja.

Ljeto: kad sunce obavi gotovo sve poslove

Tijekom ljetnih mjeseci, kad je solarnog zračenja dovoljno i dani su dugo, solarni krug može pokriti veliki dio ili čak cijelu dnevnu potrebu za toplom vodom kućanstva bez toga da se uopće mora uključiti drugi, dodatni izvor. Baš to je razdoblje kad solarni spremnik donosi najveću stvarnu štednju – kotao može ostati u tom razdoblju isključen za zagrijavanje tople vode gotovo cijeli tjedan, ili se uključuje samo povremeno, kad je više oblačanih dana ili je potrošnja iznimno visoka (npr. tijekom posjeti, kupanje više djece jedan za drugim itd.).

Veliki volumen spremnika u tom razdoblju igra važnu ulogu – solarna energija se prikupi tijekom dana, kad kolektori najbolje funkcionišu, i skladišti se u obliku tople vode u spremniku za kasnije korištenje, npr. navečer, kad već sunce ne svijetli, a obitelj se tušira nakon cijelodnevnog programa. Spremnik tako funkcioniše i kao „baterija“ topline – ne proizvodi energiju kontinuirano u trenutku potrošnje, već je akumulira tijekom dana i oslobađa prema potrebi.

Zima i prijeljno razdoblje: dokuravanje preuzima inicijativu

Tijekom zime sunčanog zračenja je znatno manje i njegova intenzitet je niži – kraće dneve, nisko postavljeni sunce, često oblačno vrijeme. Solarni krug u tom razdoblju i dalje doprinosi grijanju (najprije zagrije hladnu ulaznu vodu u donjem dijelu spremnika, čime smanjuje količinu energije koju mora pružiti drugi izvor), ali njegov udio u ukupnom grijanju značajno pada. Glavnu težinu preuzima izvor za dokuravanje – kotao ili električni grijač – koji tijekom zime radi znatno intenzivnije i češće nego tijekom ljeta.

To je potpuno obično i očekivano ponašanje, a ne greška sustava. Važno je razumjeti da i tijekom zime solarni krug nije "beskorisni" – čak djelomično zagrijavanje hladne vode koja ulazi u spremnik znači manje energije koju kotao mora pružiti da bi postigao ciljnu temperaturu. Stvarna ušteda tijekom zimskih mjeseci je stoga niža nego tijekom ljeta, ali i dalje postoji. Najizraženiji doprinos imaju prijeljna razdoblja – proljeće i jesen – kada je sunčanog zračenja već (ili još) dovoljno za značajno olakšanje dokuravanja, ali ne toliko da bi potpuno zamijenilo drugi izvor.

Koji volumen izabrati kod solarnog sustava

Obujam solarnog spremnika se u pravilu bira veći nego što bi bio obujam običnog, isključivo neposredno zagrijanog spremnika za istu kućanstvo. Razlog je logičan i izravno izlazi iz principa rada solarnog sustava: spremnik mora imati dovoljno prostora za akumulaciju sunčane energije prikupljene tijekom sunčanih sati dana, kako bi se mogla koristiti kasnije, kad sunce više ne svijetli, a obitelj želi uvečer ili ujutro uključiti toplu vodu.

Ako bi bio solarni spremnik premašto mali, kolektori bi ga zagrijali na maksimalnu temperaturu već u ranoj jutarnjoj satima, a ostatak dana njihov potencijal ostao neiskorišten – sunčana energija jednostavno bi se "protrčala", jer bi nemala kam oti. Veći obujam omogućava spremniku da "napuni" toplinu postepeno tijekom cijelog sunčanog dana i istovremeno ima dovoljno zalihe tople vode i za večernju ili jutarnju vrhunsku potrošnju, kad sunce više ne svijetli.

Kao orijentacijski primjer može poslužiti Bosch WS 290-5 EP1 C – solarni spremnik s obujmom 290 litara i dvama toplinskim izmjenjivačima, dakle značajno veći nego što se obično preporučuje za klasični neposredno zagrijani spremnik za slično kućanstvo bez solarnog sustava. Preporučeni obujam ovisi o broju članova kućanstva, veličini i orijentaciji solarnih kolektora, kao i o tome koliki udio potrošnje sustav treba pokriti – što veći treba biti "solarni doprinos" ukupnoj godišnjoj potrošnji, to veći obujam spremnika se obično bira. Detaljan postupak izračuna obujma prema broju osoba i načinu korištenja možete pronaći u posebnom članku Koji obujam spremnika vam je potreban.

Za usporedbu, ako kućanstvo nema niti planira solarne kolektore, dovoljno mu je običan neposredno zagrijani spremnik bez solarnog izmjenjivača, npr. Bosch WST 200-5 C s obujmom 200 litara – ima samo jedan izmjenjivač povezan s kotlom i obično je manji, jer ne treba prostor za akumulaciju dodatne sunčane energije.

Kombinacija s različitim izvorima dokuravanja

Solarni spremnik nije zatvoreni, samostalni sustav – drugi, izvor za dokuravanje može se prilagoditi onome što kućanstvo već ima ili planira. Najčešće se susrećemo s dvije varijante.

Plinski ili drugi kotao kao drugi izvor

Najčešća kombinacija u kućanstvima je solarni spremnik povezan jednim izmjenjivačem s solarnim kolektorima i drugim (gornjim) izmjenjivačem s postojećim ili novim kondenzacijskim kotlom za centralno grijanje. Kotao u ovom rasporedu funkcioniše kao "zalični" izvor – tijekom ljeta gotovo ne učestvuje, a tijekom zime i prijeljnih razdoblja preuzima većinu dokuravanja. Ova kombinacija je tipična posebno tamo gdje kuća ima i radijatorsko ili podno grijanje, a kotao radi cijele godine, pa njegova upotreba i za dokuravanje tople vode u solarnom spremniku ne predstavlja nikakve dodatne investicijske troškove za izvor topline.

Primjer spremnika pogodnog za povezivanje s kotlom (iako bez solarnog izmjenjivača, dakle za usporedbu čisto kotlovskog sustava) je Buderus serija Logalux, konkretno npr. Buderus Logalux SU 160/5W – ovaj tip spremnika se u solarnom izvedenju često proizvodi i s drugim, donjim solarnim izmjenjivačem za povezivanje s kolektorima, pri čemu princip dva izmjenjivača opisan gore u ovom članku vrijedi preko svih marki jednako.

Električni grijač kao drugi izvor

Tamo gdje kuća nema plinski kotao ili gdje se topla voda grije neovisno o izvoru grijanja (npr. izvan grijanog razdoblja, kad je kotao potpuno isključen), kao drugi izvor se koristi električni grijač ugrađen direktno u spremnik. Električni grijač ima prednost što je neovisan o bilo kojem drugom sustavu u kući – radi samostalno, priključuje se na običnu električnu mrežu i upravlja se vlastitim termostatom.

Ova kombinacija je tipična poglavito za vile, rekreacijske objekte ili kuće, gdje vlasnik ne želi imati kotao u pogonu samo zbog povremenog zagrijavanja tople vode. Nedostatak je skuplja cijena električne energije u odnosu na plin pri istoj količini dodanog toplina, što je važno uzeti u obzir poglavito u zimskim mjesecima, kada električni grijač radi intenzivnije. Više o razlikama između pojedinih vrsta zagrijavanja možete pronaći u članku Nepriamotopni u odnosu na električni spremnik.

Bez obzira na izabranu kombinaciju, važno je da ispravno priključenje solarnog spremnika na postojeći sustav grijanja zahtijeva i odgovarajuće hidrauličko povezivanje, cirkulacijske pumpe, regulaciju i sigurnosne elemente solarnog kruga (npr. ekspanzijsku posudu solarnog kruga otpornu visokim temperaturama). Detaljan postupak montaže i priključivanja možete pronaći u zasebnom članku Montaža i priključivanje spremnika na kotao.

Realni primjeri iz prakse

Scenarij 1: Kuća s solarnim kolektorima na krovu

Uzmimo primjer standardne četverokatne obitelji koja živi u samostalnoj kući s krovom usmjerenim prema jugu, na kojem su montirana dva do tri pločasta solarna kolektora. Kuća ima kondenzacijski plinski kotao koji osigurava centralno grijanje i dodatno zagrijavanje tople vode u solarnom spremniku s volumenom oko 300 litara, povezanom s kolektorima donjim toplinskim izmjenjivačem.

Tijekom ljetnih mjeseci, otprilike od svibnja do rujna, kolektori osiguravaju dovoljno topline da kotao za zagrijavanje tople vode praktički ne mora raditi – obitelj ima toplu vodu za tuširanje, pranje posuđa i kupanje djece pretežno iz sunca, s izuzetkom nekoliko uzastopnih oblačnih dana, kada se kotao kratko uključi da bi dozadovao nedostajuću razliku. Tijekom tog razdoblja obitelj stvarno osjeća niže racune za plin, jer kotao radi samo za grijanje prostora (van sezone grijanja gotovo nikada).

Tijekom zime situacija se mijenja – kraće dani i nisko postavljeno sunce znače da kolektori osiguravaju samo dio potrebne energije, pretežno u obliku predgrijane hladne vode. Glavni teret zagrijavanja tijekom tog razdoblja preuzima kotao, koji radi redovito, slično kao bi radio i uz pomoć običnog, nesolarnog spremnika. Obitelj stoga tijekom godine stvarno primjećuje sezonske oscilacije – ljetne mjeseci s minimalnom potrošnjom plina za toplu vodu, zimi s običnom potrošnjom usporedivom s kućom bez solarnog sustava, a proljeće i jesen negdje u sredini.

Scenarij 2: Letnja vila s ograničenim izvorom grijanja

Drugi tipični primjer je rekreacijska vila koja se koristi pretežno od proljeća do jeseni, gdje vlasnik ne želi rješavati pogon plinskog kotla samo zbog tople vode. Na krovu vile su montirani jedan ili dva manja solarna kolektora, povezana s solarnim spremnikom s električnim dodatnim grijačem umjesto toplinskog izmjenjivača na kotlu.

U ovom slučaju tijekom ljetnih vikenda i odmora kolektori prekrivaju većinu potreba za toplu vodu – vlasnik dolazi na vila petkom navečer i zahvaljujući akumuliranoj toplini iz sunca tijekom dana ima toplu vodu gotovo odmah, bez potrebe za uključivanjem električnog grijača. Električni grijač služi pretežno kao dodatna sigurnost u slučaju višednevnog lošeg vremena ili vansezonskog boravka u proljeće ili jesen, kada je sunčeve zračenja već manje. Zahvaljujući ovom načinu vlasnik ne mora rješavati nikakav drugi izvor grijanja – električna mreža, koja je na vili i tako uvedena, puno vrijedno zauzima ulogu kotla.

Preporučeni proizvodi

U nastavku je pregled konkretnih spremnika spomenutih u ovom članku – solarni spremnik s dva toplinska izmjenjivača, njegovo uspoređivanje s običnim nepriamotopnim spremnikom bez solarnog izmjenjivača i dodatni reprezentativni model pogodan za kombinaciju s kotlom.

Proizvod	Opis	Cijena
Bosch WS 290-5 EP1 C	Solarni spremnik, 290 l, 2 toplinska izmjenjivača (donji solarni + gornji dodatni)	1 175,00 €
Bosch WST 200-5 C	Nepriamotopni spremnik bez solarnog izmjenjivača, 200 l – za uspoređivanje s klasičnim rješenjem bez solarnih kolektora	1 227,54 €
Buderus Logalux SU 160/5W	Spremnik serije Logalux, 160 l, pogodan za kombinaciju s kotlom centralnog grijanja	1 085,08 €

Pri izboru konkretnog modela preporučujemo uvijek provjeriti ima li taj spremnik zaista drugi (solarni) izmjenjivač – neki modeli u istoj seriji se proizvode i u čisto nepriamotopnoj verziji bez solarnog priključka, kao što je to npr. kod modela Bosch WST 200-5 C u tablici iznad, koji služi pretežno kao uspoređivački primjer klasičnog rješenja bez solarnih kolektora.

Često postavljana pitanja (FAQ)

Funkcioniše li solarni spremnik i bez sunca, npr. noću ili u oblačan dan?

Da. Baš zbog toga solarni spremnik ima i drugi, dodatni izvor – kotao ili električni grijač. Kada solarni krug ne dostavlja dovoljno topline, sustav automatski dodatno zagrije vodu drugim izvorom, tako da obitelj ima toplu vodu stalno na raspolaganju, samo s većom potrošnjom energije iz dodatnog zagrijavanja.

Zašto solarni spremnik ima dva topljenja i ne jedan?

Zato što solarni krug i klasični izvor (kotao) rade na različitim temperaturama i imaju različitu ulogu. Donje topljenje povezano s kolektorima ima veću površinu i nalazi se u hladnijem dijelu spremnika kako bi učinkovito prikupljalo i manje sunčeve zrake. Gornje topljenje ili električni uložak zagrijava gornji, uzimani dio na potrebnu udobnu i higijenski sigurnu temperaturu.

Plaši li se solarni spremnik i bez planirane zamjene kotla?

Da, solarni spremnik se može povezati s postojećim kotlom – nije nužno mijenjati ni sam izvor srednjeg grijanja. Kotao jednostavno preuzima ulogu dodatnog grijanja kroz gornje topljenje točno kao bi dodatno grijao i običan nesolarni spremnik, samo s manjom učestalošću uključivanja zahvaljujući doprinosu s Sunca.

Kolika je veličina solarnog spremnika potrebna za običnu obitelj?

Veličina ovisi o broju osoba u kućanstvu, veličini i orijentaciji solarnih kolektora te o tome koliki dio potrošnje treba pokriti solarnim sustavom. Općenito, solarni spremnik je veći od običnog neposredno grijanog spremnika za isto kućanstvo, jer mora imati dodatni prostor za akumulaciju sunčeve energije za kasniju upotrebu. Točan postup izračuna pronađete u članku Kolika je veličina spremnika potrebna.

Je li električni uložak u solarnom spremniku skuplji za upotrebu od kotla?

U većini slučajeva da, jer cijena električne energije po jedinici dodanog topljenja obično je viša nego kod plina. Električni uložak je međutim prikladan posebno tamo gdje kućanstvo nema drugi prikladan izvor (npr. vile ili objekti bez plinskog kotla) – u tom slučaju zamjenjuje cijeli sustav dodatnog grijanja bez potrebe za investicijom u kotao.

Koliko često treba dodatno zagrijavati spremnik na višu temperaturu zbog higijene?

Redovito kratkotrajno povećanje temperature vode u spremniku na višu vrijednost je često preporučeno preventivno mjerilo protiv razmnožavanja bakterije legionelle, posebno u gornjem, uzimanom dijelu spremnika. Tu funkciju osigurava upravo drugi, dodatni izvor (kotao ili električni uložak), jer solarni krug sam po sebi ne mora uvijek postići potrebnu temperaturu.

Može li se solarni spremnik koristiti i za dodatno grijanje prostora, a ne samo za toplu vodu?

Obični solarni spremnici opisani u ovom članku su primarno namijenjeni za pripremu tople vode za korištenje. Postoje i kombinirani spremnici (takozvani kombinirani ili bivalentni spremnici) koji mogu podržavati i grijanje prostora, ali imaju drugačiju konstrukciju s dodatnim topljenjima i izlaze iz okvira ovog članka – ako Vas zanimaju takva rješenja, preporučujemo konzultaciju s našim prodajnim timom.

Kako se održava solarni spremnik i što se mora redovito provjeravati?

Solarni spremnik zahtijeva sličnu redovitu održavost kao i klasični neposredno grijani spremnik – provjeru anodne zaštite od korozije, eventualno odvapljivanje topljenja i provjeru tesnosti poveznica. Solarni krug dodatno zahtijeva povremenu provjeru tlaka i stanja topljenja tekućine u solarnim kolektorima. Detaljan postupak pronađete u članku Servis, održavanje i anodna zaštita spremnika.

Povezane teme

Ako razmatrate solarni sustav za Vaš dom, napišite nam orijentacijsku površinu krova i njegovu orijentaciju – s radostiju ćemo Vas savjetovati oko izbora i prijedloga prikladnog spremnika.

Imate pitanje o ovoj temi?

Nemate odluku ili rješavate konkretnu situaciju u Vašem kućanstvu? Napišite nam - s radostiju ćemo Vas savjetovati.