Český ostrovní dům topí sluníčkem a peletami

8.3.2021

Přinášíme detailní exkurzi do pokročilého systému vytápění, který byl navržen pro první český ostrovní dům. Ten není napojen na žádné inženýrské sítě (tzv. off-grid). Teplo zajišťuje speciální kotel na pelety od společnosti ÖkoFEN, který dokáže vyrobit teplo i elektřinu. A otopný systém by nemohl fungovat bez speciální akumulační nádrže.

Český soběstačný dům je název projektu domu u Kramolína v jižních Čechách, ke kterému skutečně nevedou žádné inženýrské sítě. Dům si tak musí vyrobit veškerou potřebnou elektrickou energii ze slunce, uložit si ji v bateriích a následně spotřebovat. Zachytí maximum dešťové vody, kterou využije po přečištění do sprchy i na splachování. Je to dům, který se snaží žít v symbióze s přírodou, i když je jasné, že to vždy může jít ještě lépe.

Jedním z méně obvyklých řešení v Českém soběstačném domě je zdroj vytápění a přípravy teplé vody. Dům plnohodnotně využívá obnovitelné zdroje. Primárně elektrickou energii z fotovoltaické elektrárny. Tato energie je ukládána do bateriového úložiště GWL a také pomocí tří speciálních stejnosměrných elektrických těles o výkonu 2,2 kW do akumulační nádrže. 

Peletový kotel vyrábí teplo i elektrickou energii

Důležitým zdrojem v domě je kondenzační peletový kotel od světově známé firmy ÖkoFEN využívající dřevní pelety. Teplem poháněný Stirlingův motor, který je usazený přímo na kotli, vyrábí elektrickou energii pro bateriové úložiště. Kotel disponuje tepelným výkonem 12 kW a elektrickým výkonem 900 Wattů.

Řízení topného systému zajišťuje řídicí jednotka peletového kotle a její regulace, kterou lze pohodlně ovládat pomocí vzdálené správy na mobilním telefonu nebo přímo na dotykovém panelu na kotli. Tato jednotka kontroluje nejen chod kotle a Stirlingova motoru, ale ovládá i čerpadla a směšovací ventily obou otopných okruhů. Stará se o přípravu teplé vody v době, kdy slunce nesvítí, a řídí celý topný management. To vše samozřejmě ekvitermně dle venkovní teploty s nastaveným vlivem pokojové teploty.

Vedle kotle je umístěný zásobník na 190 kg peletek, ze kterého si kotel denně zcela automaticky doplní do vnitřního mezizásobníku spotřebované pelety. Popel je pak automaticky odváděn do externího popelníku, který stačí vyprázdit 1x ročně.

V případě, že je dostatek sluneční energie, regulace kotle řídí pouze topné okruhy a kotel je v režimu Stand-by. Jakmile dojde k poklesu teploty v akumuláční nádrži a je potřeba topit, kotel se automaticky zapálí, ohřeje nádrž a při tom zároveň dobíjí baterie pro běžný provoz domu. 

Speciální akumulační nádrž

Po konzultacích s montážní firmou byla k realizaci také přizvána česká společnost Regulus, která se již téměř 30 let zabývá energetikou a mimo jiné i akumulací tepla z více zdrojů. S ohledem na použité zdroje a energetické poměry doporučili odborníci akumulační nádrž HSK 1000 P. Jedná se o kombinovanou akumulační nádrž s přípravou teplé vody.

Tato nádrž se vyznačuje dvěma specifiky:

1. Přepážka v nádrži

Vnitřní objem nádrže je rozdělen přepážkou (dělicím plechem), která zajištuje oddělení prostoru přípravy teplé vody od prostoru sloužícího k akumulaci energie pro vytápění. Hlavní výhodou přepážky je skutečnost, že v režimu topení (zimní režim) nedochází k odběru tepla do otopného systému z horní části nádrže, která je určená výhradně pro přípravu teplé vody. Naopak v letním režimu může teplo samotížně vystupovat nádrží do horní části, pokud dojde k jejímu ochlazení v důsledku odběru teplé vody.

2. Výměník pro přípravu teplé vody

Druhým specifickým znakem nádrže je samotná příprava teplé vody. Energie pro přípravu teplé vody je uložena v topné vodě. V horní části nádrže (nad dělícím plechem) je umístěn nerezový výměník pro průtokovou přípravu teplé vody. Teplosměnná plocha tohoto výměníku je 6 m2, což je dostatečné pro plnohodnotnou přípravu teplé vody bez nutnosti dalšího ohřevu. Nespornou výhodou tohoto řešení je malý objem vody uvnitř nerezového výměníku (cca 21 litrů), který na minimum omezuje případné znehodnocení pitné vody i při delších odstávkách odběru a téměř vylučuje tvorbu bakterií např. legionelly.  

Kvalitní flísová izolace akumulační nádrže zajišťuje výborné izolační vlastnosti, a minimalizuje tak ztráty energie do okolí nádrže.  

Otopný systém v ostrovním domě

Otopný systém domu je poměrně běžný a je rozdělen na dva otopné okruhy. Primárním okruhem je podlahové vytápění a druhý okruh tvoří otopná tělesa. K tomuto uspořádání bylo společností Regulus navrženo využití sdruženého rozdělovače/sběrače HV 60/125 pro dva otopné okruhy. Tento rozdělovač byl osazen dvěma čerpadlovými skupinami typu CSE2 MIX, které jsou vybaveny oběhovými čerpadly Wilo Para 25/8 SC a třícestnými směšovacími ventily s pohony. Součástí skupin jsou i filtry s magnetem pro dokonalou ochranu jednotlivých prvků otopného systému.  

Celý systém se nevyznačuje velkými složitostmi, je omezeno množství složitých automatizací, uživatel pracuje pouze s pokojovou teplotou.  Předpokládá se jednou za rok běžný servis, který by měl zajistit kontrolu kotle, tlak v systému a expanzních nádobách, těsnost spojů, vyčištění filtrů a kontrolu elektroinstalace. Nic neobvyklého oproti „běžným“ systémům s plynovými kotli, tepelnými čerpadly apod.