Moderní a úsporná technologie pro NP Šumava s velkým podílem obnovitelných zdrojů energie

Správa Národního parku Šumava provozuje v rámci svého Zoologického programu Ekologické centrum v Klášterci u Vimperka. Toto zařízení slouží prioritně jako záchranná stanice pro handicapovaná zvířata. Měla by tedy poskytnout potřebnou péči zraněným nebo nemocným zvířatům nalezeným na území Národního parku Šumava. Podle zkušeností z provozu podobných zařízení lze očekávat, že většinu přijatých zvířat budou tvořit ptáci, poranění o různé překážky energovodů apod., ale mohou se zde objevit i savci včetně zvláště chráněných živočichů, jako je například rys. Součástí objektu je i multifunkční sál a klubovna pro environmentální vzdělávání.

Koncept budovy

Protože se stavba nachází na území CHKO Šumava a provozovatelem je Správa Národního parku, je logické, že od prvních úvah na vybudování stanice hrál podstatnou roli požadavek na co nejohleduplnější a nejekonomičtější provoz objektu. Celá budova je koncipována jako nízkoenergetická a dobře zateplená. Disponuje i vlastní kořenovou čistírnou odpadních vod. Pro zajištění maximálně ekologického provozu s co nejnižší spotřebou energie a minimalizovanou zátěží pro životní prostředí byl vytvořen unikátní energetický systém.

Návrh otopné soustavy – podlahové a stěnové vytápění a pasivní chlazení

Vzhledem k velkému podílu obnovitelných zdrojů energie bylo prvořadým úkolem navrhnout otopnou soustavu pracující s co nejnižším teplotním spádem. V objektech je proto využita kombinace klasického teplovodního podlahového vytápění se stěnovým topením SUNPOWER-Klimastěna. Především v podkrovních prostorech je stěnové topení připraveno k případnému pasivnímu chlazení.

Specifický provoz má i promítací a přednáškový sál, který bude využíván nárazově. Z tohoto důvodu byly Klimastěny v této místnosti provedeny jako součást vnitřního zateplení. Tak je možno výrazně zkrátit setrvačnost topení, jak při jeho startu, kdy je potřeba co nejrychleji přejít z útlumového režimu do plného provozu, tak i v případě plného naplnění sálu, kdy bude potřeba topný výkon operativně snižovat. Průměrná střední teplota topné vody v celém systému je 25°C a maximální vstupní teplota nepřekračuje ani za těch nejnepříznivějších podmínek 30°C.

Zdroj energie pro ohřev vody

Jako zdroj energie je v první řadě využito solární zařízení s čistou plochou 30,6 m². Solární systém slouží prioritně k ohřevu teplé vody v kombinované akumulační nádrži s nerezovým výměníkem a energie pro vytápění je ukládána ve stavebnicové akumulační nádrži SUNPOWER - SunSave s objemem 6200 l. Pro dosažení optimální stratifikace byl pro stavbu nádrže maximálně využit dostupný prostor a nádrž dosahuje výšky 3,6 m. Ke správnému rozvrstvení teplot přispívá i stratifikační sloup a celkový návrh hydraulické soustavy.

Vzhledem k důrazu na maximální účinnost a ekologický provoz je solární zařízení navrženo v systému drain-back. V systému není použita žádná nemrznoucí kapalina, kterou by bylo potřeba v určitých intervalech vyměňovat. Zařízení pracuje pouze s vodou a díky přímému spojení s akumulační nádobou bez výměníku dochází ke znatelnému zvětšení účinnosti zařízení. Celá soustava je beztlaká a nevyžaduje použití zvláštních bezpečnostních zařízení. V případě letních přebytků energie nehrozí přehřívání, nebo případný únik nemrznoucí kapaliny. Pro řízení soustavy jsou vyhodnocovány hodnoty, jako je intenzita slunečního svitu, teplota absorbérů, teplota kapaliny v kolektorech a v akumulační nádrži.

Zdroj energie pro vytápění

Jako další zdroj energie je využito hybridní tepelné čerpadlo s parním vstřikem. Pokud není již možno energii z akumulační nádrže SunSave využít přímo pro vytápění, je zbytková energie použita jako primární zdroj energie pro tepelné čerpadlo pracující v režimu voda/voda. V tomto režimu se COP pohybuje od 4,22 při W 10/50 až do 5,82 při W 10/35. Díky podchlazení akumulační nádrže dochází navíc k dalšímu navýšení účinnosti soláru. Při dosažení limitní teploty přechází čerpadlo do režimu vzduch/voda, kdy je díky použité technologii možno dosahovat vysokých topných faktorů i při teplotách hluboko pod bodem mrazu. COP se pohybuje od 2,3 při A-12/60 do 4,29 při A2/35.

Úspory v provozu díky komplexnímu systémovému návrhu

Vzhledem k energetické politice a neustálému nárůstu cen energií je v poslední době znatelný nárůst zájmu investorů o řešení, která by zajistila co nejúspornější provoz a snížila závislost provozu objektů na fosilních zdrojích energie. Nejlepších výsledků je možno samozřejmě dosáhnout s komplexním systémovým návrhem, pokud možno již ve stádiu projektové přípravy výstavby domu, tak jak to bylo možno na popsaném zařízení díky vstřícnému přístupu Správy Národního parku Šumava.