Solární ohřev bazénu je nejlevnější způsob, jak vodě dodat teplo, protože samotná energie nic nestojí a jediné náklady jsou pořízení absorbéru a jeho zapojení do okruhu filtrace. Zároveň je to způsob nejméně předvídatelný. Kolik stupňů přidá, nezávisí na štítku panelu, ale na ploše absorbéru vůči hladině, na počasí a hlavně na tom, jestli je hladina přes noc zakrytá. Tenhle text ukazuje, jak si potřebnou plochu spočítat, kam se solár v okruhu řadí a proč se čísla prodejců a odborných zdrojů liší až pětinásobně.
Ostatní texty o provozu bazénu jsou v rozcestníku o stavbě zahradního bazénu.
Hlavní body
- Ohřátí jednoho kubíku vody o jeden stupeň spotřebuje zhruba 1,16 kWh. Z toho se dá spočítat všechno ostatní.
- Většina tepla mizí z hladiny odparem. Plachta proto přidá k teplotě víc než další panel.
- Odborné zdroje počítají plochu absorbéru jako jedno až dvojnásobek plochy hladiny, prodejci jako 40 az 70 procent. Rozdíl je v tom, co se od soustavy čeká.
- Absorbér se řadí až za filtraci a bez čidla teploty dokáže vodu v noci naopak ochlazovat.
- Tvrzení o ohřátí až o šest stupňů je údaj prodejce, žádný z dostupných zdrojů k němu neuvádí metodiku měření.
Kolik energie vlastně bazén potřebuje
Voda má měrnou tepelnou kapacitu přibližně 4 180 J na kilogram a kelvin. Ohřátí jednoho kubíku, tedy tisíce kilogramů, o jeden stupeň si vyžádá 4 180 000 J, což je po přepočtu 1,16 kWh. Tahle jediná konstanta stačí na celý zbytek úvahy. Potřebná energie v kWh se spočítá jako objem v kubících krát 1,16 krát rozdíl teplot ve stupních. Nic v tom není schované a žádná technologie tohle číslo neobejde, liší se jen tím, odkud energii vezme.
Příklad pro bazén tři krát čtyři metry
Bazén o rozměrech 3 x 4 metry má hladinu 12 metrů čtverečních. Při vodním sloupci 1,2 metru je objem 14,4 kubíku. Ohřátí o jediný stupeň tedy spotřebuje 14,4 krát 1,16, tedy zhruba 16,7 kWh. Ohřátí o pět stupňů už znamená přes osmdesát kilowatthodin. Když si tohle číslo čtenář jednou spočítá, přestanou ho překvapovat sliby o rychlém ohřátí a začne se dívat na plochu absorbéru jinýma očima.
Kudy teplo z bazénu uniká
U otevřeného venkovního bazénu připadá podle rozboru na TZB-info na odpar 50 az 80 procent všech ztrát, na proudění vzduchu 10 az 20 procent, na sálání 5 az 20 procent a na vedení stěnami jen 2 az 5 procent. Odpar je tedy hlavní nepřítel a odehrává se na hladině. To vysvětluje, proč se u bazénu vyplatí řešit nejdřív zakrytí a teprve potom zdroj tepla.
Proč odpar spolkne tolik energie
Na odpaření jednoho litru vody je potřeba řádově pětsetkrát víc energie než na ohřátí téhož litru o jeden stupeň, protože výparné teplo vody je zhruba 2 260 kJ na kilogram proti 4,18 kJ na kilogram a kelvin. Odpařené množství, které za noc z hladiny zmizí, je proto z hlediska tepla nesrovnatelně dražší, než jak vypadá objemově. Bazén, ze kterého se přes noc odpaří pár milimetrů vody, přišel o víc energie než za celé dopoledne získal.
Solární plachta a co doopravdy umí
Plachta na hladině zabrání odparu a podle odborného zdroje sníží tepelné ztráty bazénu zhruba na polovinu, což přímo snižuje potřebnou plochu kolektorů. Prodejce plachet uvádí naměřený noční pokles teploty o 1 az 2 stupně s plachtou proti 3 az 6 stupňům bez ní. Je to jediné číslo v celé oblasti, u kterého je aspoň popsáno, co se porovnávalo. Plachta má krýt aspoň devadesát procent hladiny a klidně může být z více dílů.
Čirá, nebo černá plachta
Výrobce plachet tvrdí, že fólie má být průhledná, aby záření prošlo do hloubky vody, a že bubliny slouží k nadnášení, nikoli k ohřevu. Populární tvrzení, že bubliny fungují jako tisíce malých lup, fyzikálně neobstojí, protože bublina do soustavy žádnou energii nepřidá, jen záření přerozdělí. Měřením to ale doloženo není ani z jedné strany, takže je poctivé říct, že rozhoduje hlavně UV stabilizace fólie a to, jestli plachta na bazéně skutečně každý večer skončí.
Jakou plochu absorbéru zvolit
Tady se zdroje rozcházejí nejvíc a je nutné vědět, na co se ptáme. Odborný text o dimenzování solárních soustav uvádí pro nezakrytý venkovní bazén plochu kolektorů ve výši dvojnásobku plochy hladiny a pro zakrytý bazén jednonásobek, přičemž počítá s dosažením a udržením teploty vody 18 az 25 stupňů. Prodejci absorbérů uvádějí 40 az 70 procent plochy hladiny. Rozdíl je zřejmě v cíli: odborný výpočet míří na udržení teploty, prodejní doporučení na pouhé přitopení. Žádný ze zdrojů to ale neříká výslovně.
Srovnání doporučení podle zdrojů
| Zdroj a situace | Plocha absorbéru vůči hladině | S čím zdroj počítá |
|---|---|---|
| Odborné dimenzování, venkovní nezakrytý bazén | 200 procent | Dosažení a udržení 18 az 25 stupňů |
| Odborné dimenzování, venkovní zakrytý bazén | 100 procent | Zakrytí sníží ztráty zhruba na polovinu |
| Odborné dimenzování, krytý bazén | 50 az 70 procent | Bez větru a bez nočního vyzařování |
| Doporučení prodejců absorbérů | 40 az 70 procent | Přitopení v sezoně, cíl neuveden |
Hodnoty jsou orientační a platí pro nezasklené absorbéry v našich klimatických podmínkách. Údaje prodejců nemají uvedenou metodiku ani cílovou teplotu, proto se s odborným výpočtem nedají přímo srovnávat.
Proč u bazénu stačí levný nezasklený absorbér
Bazénová voda má nízkou teplotu, návrhová střední teplota kolektoru se pohybuje kolem 30 az 35 stupňů. Při takhle malém rozdílu proti okolnímu vzduchu jsou tepelné ztráty kolektoru minimální a i jednoduchý nezasklený absorbér pracuje téměř s plnou účinností. Investice do zasklených kolektorů se pro pouhý ohřev bazénu nevyplatí, protože jejich výhoda se projeví až u vysokých teplot, které od bazénu nikdo nechce.
Orientace, sklon a stín
Absorbér patří na jih, jihozápad nebo jihovýchod, ve sklonu zhruba 30 az 45 stupňů, na místo s aspoň sedmi hodinami přímého slunce denně. Stín od domu, od stromu nebo od plotu je nejčastější důvod, proč soustava nefunguje podle očekávání, a přitom se v době montáže často přehlédne, protože se posuzuje podle polohy slunce v jednu konkrétní hodinu. Vyplatí se místo sledovat po celý den.
Kam se solár řadí v okruhu
Pořadí je bazén, čerpadlo s filtrací, solární absorbér a zpátky do bazénu. Do absorbéru tedy vstupuje už přefiltrovaná voda a ohřátá se vrací nejkratší cestou do bazénu. Zařadit solár před filtraci nedává smysl, protože by se do panelu dostávaly nečistoty a jeho úzké kanálky by se zanášely. Rozvody mají být co nejkratší, každý metr hadice navíc je další plocha, ze které teplo odchází.
Průtok a obtok
Klíčem k funkci je doba, po kterou voda v absorbéru zůstane. Když je průtok příliš velký, voda proletí panelem a nestihne teplo převzít. Obtok, tedy bypass, proto část průtoku pošle přímo do bazénu a zbytek nechá projít panelem. Montážní návody používají jednoduché praktické vodítko: povrch panelu má být protékající vodou ochlazený a na dotek nesmí být horký. Když horký je, průtok panelem se zvýší.
Trojcestný ventil a automatika
Bez automatiky se poměr nastavuje ručně a řeší se každou změnou počasí. Automatika potřebuje snímat dvě teploty, na výstupu z bazénu a na kolektoru, a podle jejich rozdílu buď ohřátou vodu přimíchává, nebo celý průtok přepne do kolektoru. Trojcestný ventil je pak jen výkonný prvek této logiky. U malých bazénů se často vystačí s ručním ovládáním, ale je nutné počítat s tím, že ho někdo musí opravdu ovládat.
Kdy solár vodu naopak ochlazuje
Tohle je nejčastěji opomíjená vlastnost celé soustavy. Absorbér funguje oběma směry: když je chladněji než voda, teplo z vody odvádí. Pokud filtrace běží i v noci a voda přitom prochází panelem, bazén se ochlazuje. Totéž platí za zataženého dne. Bez čidla, které při nízké teplotě kolektoru průtok uzavře nebo přesměruje, se ze soustavy stane chladič. Obtok se proto na noc a za studena zavírá.
Čerpadlo a tlaková ztráta
Bazénová čerpadla jsou stavěná na velký průtok při malém výtlaku, takže je snadné je poddimenzovat. Panel s dlouhými rozvody představuje odpor, který slabá filtrace neprotlačí, a projeví se to nižším průtokem celého okruhu. Praktické doporučení z odborné diskuse zní umístit absorbér pokud možno pod úroveň hladiny právě z tohoto důvodu. Pokud to nejde, počítá se s výkonnějším čerpadlem nebo se samostatným malým čerpadlem jen pro solární větev. Konkrétní hodnotu tlakové ztráty absorbéru se ale v dostupných zdrojích doložit nedaří, uvádějí ji jen kvalitativně.
Solární hadice a svinuté kotouče
Nejjednodušší variantou jsou černé bazénové hadice o průměru 32 nebo 38 milimetrů z UV stabilizovaného polyetylenu, odolné bazénové chemii, s tlakovou odolností do dvou barů. Hadice se volně pokládá vedle bazénu a nesmí se lámat. Zásadní podmínkou je, aby jí voda za slunce trvale protékala. Uzavřít hadici do boxu nebo do rámu je chyba, protože teplota uvnitř vystoupá tak vysoko, že materiál popraská.
Srovnání s tepelným čerpadlem pro bazén
Tepelné čerpadlo je předvídatelné, solár není. Pozor ale na jeho parametry: výrobci udávají topný faktor COP při teplotě vzduchu 26 stupňů, tedy za nejpříznivějších podmínek. Odborný zdroj upozorňuje, že v dubnu nebo v říjnu při 10 az 15 stupních bude reálný COP spíš 3 az 4 než 5 az 6, a doporučuje čerpadla srovnávat podle hodnoty při patnácti stupních. Dimenzování se u nezakrytého bazénu odvozuje z plochy hladiny koeficientem 0,4 az 0,5 kW na metr čtvereční, u zakrytého 0,3 kW.
Zastřešení bazénu jako alternativa
Zastřešení funguje na skleníkovém principu a zároveň zabrání odparu, takže dělá obojí naráz. Uváděné přírůstky teploty se ale mezi zdroji liší v rozmezí zhruba tří az třinácti stupňů a všechny tyhle zdroje prodávají zastřešení. Doložitelné je, že přírůstek existuje a proč vzniká. Konkrétní číslo brát jako slib nelze a rozhodovat se podle něj je ošidné.
Jak dlouho v roce se solár uplatní
Zkušenost popsaná v odborné diskusi mluví o zhruba sto dvaceti pěti dnech v roce, kdy je solární energie pro bazén skutečně využitelná. V nejteplejších týdnech léta bývá voda dost teplá i bez ohřevu a mimo sezonu už slunce nestačí. Užitečné okno je tedy hlavně na začátku a na konci sezony, což je zároveň období, kdy noční ochlazování pracuje nejvíc proti nám a kdy plachta rozhoduje nejvíc.
Jakou teplotu vody vůbec chtít
Pro soukromý bazén se běžně doporučuje 26 az 28 stupňů, u malých dětí kolem třiceti. Nad zhruba 28 az 29 stupni se rychleji rozkládá dezinfekce a rychleji se množí řasy a bakterie, takže vyšší teplota znamená častější kontrolu vody a vyšší spotřebu chemie. Solární ohřev proto není žádoucí nechat běžet naplno bez omezení, i když by to teoreticky šlo. Nejlépe je to vidět tam, kde se voda drží kolem osmatřiceti stupňů trvale, tedy u vody ve vířivce, kde nafukovací vířivka potřebuje výrazně vyšší dávku dezinfekce než bazén. Hygienické požadavky na koupaliště obecně upravuje vyhláška č. 238/2011 Sb.
Elektrická bezpečnost a doplňování vody
Čerpadlo, filtrace i případná automatika musí být jištěné proudovým chráničem a instalace v okolí bazénu podléhá zvláštním požadavkům pro prostory s vanou a bazénem. Při doplňování vody z vodovodu je nutné zajistit ochranu proti zpětnému toku, aby se bazénová voda nemohla dostat do rozvodu pitné vody. Obojí je podrobně rozebrané v textu o tom, jak se staví zahradní sprcha svépomocí, kde jsou tyhle detaily zásadní.
Filtrace jako podmínka celého ohřevu
Solární okruh je pohonem závislý na bazénovém čerpadle, takže vše, co platí pro dimenzování průtoku, platí i tady. Než se řeší panely, má smysl ověřit, že bazénová filtrace odpovídá objemu bazénu a že celý objem stihne přefiltrovat tolikrát denně, kolikrát má. Poddimenzovaná filtrace se solárem nezlepší, jen se k jejímu odporu přidá další.
Postup zapojení solárního ohřevu
- Spočítejte objem bazénu a z konstanty 1,16 kWh na kubík a stupeň si udělejte představu, kolik energie chcete vodě dodat.
- Vyberte místo bez stínu s aspoň sedmi hodinami přímého slunce, pokud možno pod úrovní hladiny bazénu.
- Zvolte plochu absorbéru podle toho, jestli budete hladinu zakrývat. Bez plachty počítejte s výrazně větší plochou.
- Absorbér ukotvěte ve sklonu zhruba 30 az 45 stupňů proti jihu a zajistěte ho proti větru.
- Do okruhu ho zapojte až za filtraci, hadicemi co nejkratšími a bez zbytečných ohybů.
- Osaďte obtok s ventilem, kterým budete regulovat podíl vody procházející panelem.
- Soustavu napusťte, odvzdušněte a zkontrolujte všechny spoje pod tlakem.
- Nastavte průtok tak, aby povrch panelu za provozu nebyl na dotek horký.
- Doplňte čidlo teploty nebo si stanovte pevné pravidlo, kdy obtok ručně zavřete, aby panel v noci nechladil.
- Před mrazy panel i rozvody vypusťte, zbytkovou vodu vyfoukejte a panel uložte do nezámrzného prostoru.
Sedm chyb, které solární ohřev znehodnotí
- Absorbér ve stínu, byť jen po část dne. Sluneční svit je jediný vstup celé soustavy.
- Bazén bez plachty. Přes noc zmizí hladinou víc, než panel za den dodá.
- Panel zapojený před filtrací, který se zanáší nečistotami.
- Příliš velký průtok bez obtoku, kdy voda nestihne teplo převzít.
- Chybějící čidlo, takže v noci a za zataženo panel bazén ochlazuje.
- Solární hadice uzavřená v boxu nebo v rámu, kde přehřátím popraská.
- Nevypuštěný absorbér před zimou. Zamrzlá voda panel roztrhne a poznáte to až na jaře.
Časté otázky
O kolik stupňů solární ohřev bazén ohřeje?
Přesné číslo nikdo poctivě neslíbí. Prodejci uvádějí až šest stupňů, někdy i deset, ale žádný z dostupných zdrojů k tomu neuvádí metodiku měření, velikost bazénu ani počasí. Spolehlivější je spočítat si potřebnou energii z objemu a konstanty 1,16 kWh a porovnat ji s plochou absorbéru.
Jak velký solární panel na bazén potřebuji?
Záleží na tom, co od něj čekáte. Pro udržení teploty u nezakrytého venkovního bazénu počítá odborné dimenzování s plochou kolektorů až ve výši dvojnásobku hladiny, u zakrytého s jednonásobkem. Prodejci doporučují 40 az 70 procent plochy hladiny, což odpovídá spíš přitopení než udržení teploty.
Kam se solární ohřev v okruhu zapojuje?
Až za filtraci, tedy mezi filtr a vratnou trysku. Do panelu tak vstupuje čistá voda a ohřátá se vrací nejkratší cestou zpět do bazénu.
Může solární panel bazén ochladit?
Ano, a je to běžná chyba. Jakmile je kolektor chladnější než voda, odvádí z ní teplo. Stane se to v noci nebo za zataženého dne, pokud filtrace běží a voda panelem stále protéká. Řeší se to čidlem teploty nebo důsledným ručním zavíráním obtoku.
Stačí místo panelu solární plachta?
Pro mnoho bazénů je plachta účinnější než malý panel, protože brání odparu, který tvoří většinu tepelných ztrát. Plachta ale teplo nedodává, jen ho udržuje. Ideální je kombinace obojího.
Musí být plachta bublinková a černá?
Výrobci plachet doporučují spíš čirou fólii, aby záření prošlo do vody, a bubliny popisují jako nosný prvek. Rozhodující je UV stabilizace a to, aby plachta kryla aspoň devadesát procent hladiny. Tvrzení, že bubliny fungují jako čočky a ohřev zesilují, není doložené.
Je lepší solární ohřev, nebo tepelné čerpadlo?
Tepelné čerpadlo dodá teplo předvídatelně i za nepříznivého počasí, ale spotřebuje elektřinu a jeho udávaný topný faktor platí za teplého vzduchu. Solár nic nespotřebuje, zato pracuje jen tehdy, kdy svítí. Na začátku a na konci sezony, tedy právě když je ohřev nejvíc potřeba, je solár nejslabší.
Co se solárem před zimou?
Vypustit panel i rozvody, zbytkovou vodu vyfoukat stlačeným vzduchem a panel uložit v nezámrzném prostoru. Voda, která v kanálcích zůstane, panel při mrazu roztrhne a poškození se pozná až při jarním napouštění.
Text shrnuje veřejně dostupné podklady a vlastní výpočty z fyzikálních konstant. Hodnoty o dosažitelném ohřevu pocházejí od prodejců a nemají uvedenou metodiku měření, proto je berte jako orientační. Elektrická část soustavy patří do rukou osoby s odpovídající kvalifikací, u prvků v blízkosti bazénu to platí bezvýhradně.
