Napkollektoros rendszerek - Hogy is van ez? - II. rész

A kollektorok típusa és felépítése

A kollektorok a rendszer azon elemei, ahol az elsődleges hőcsere-folyamat végbemegy, vagyis a napenergiából nyert hő a kollektor kapilláris hálózatában keringő szolárfolyadéknak (víz-glykol keverék) adódik át, mely az alábbi ábra szerint megy végbe a síkkollektorok esetén:

A napkollektorok esetében két felületet különböztetünk meg: bruttó felület, abszorber-réteg felülete. A napkollektor teljesítményére utóbbi van hatással, így mikor két gyártó azonos paraméterű termékét vesszük górcső alá, ez a fő szempont, ami szerint latolgatni érdemes – s ezen túlmenőleg kell figyelni a szigetelés vastagságát, illetve az abszorberréteg anyagát. Az abszorber nagyságára a kollektorok mérete is hatással van: leggyakrabban 2, illetve 2,5 m²-es síkkollektorokkal, továbbá különböző csőszámmal rendelkező vákuumkollektorokkal, ahol a csövenkénti felület gyártótól függően körülbelül 0,1 m². Az abszorner-réteg az a „fekete színű része” a kollektornak, amely segít a hőelnyelésben. Igyekezünk olyan terméket választani, amelynél ez a felület rézlemezre került fel, ugyanis azok rendelkeznek a legjobb műszaki tulajdonságokkal – vannak a piacon műanyagból, sőt, papírból készültek is…

Kialakítás szerint két kollektort különböztetünk meg: síkot, illetve vákuumcsöveset - ezeken belül pedig méretük szerint bonthatók tovább a hőenergia csapdába ejtésére szolgáló termékek. A síkkollektorok abban különböznek egymástól, hogy milyen elrendezéssel rendelkezik a csőhálózat, amely S-alakú (amit csőkígyós elrendezésnek is neveznek), vagy hárfa-rendszerű lehet. Míg a hárfa-szerkezetes kollektor nagyobb átfolyási teljesítménnyel, és alacsonyabb ΔT hőmérséklet-értékkel (amely a kollektorba áramló, illetve onnan kiáramló szolárfolyadék hőmérsékletkülönbsége) bír, addig az S-alakúak kapilláris hálózattal rendelkező elemek alacsonyabb átfolyással, s az ebből adódó nagyobb ΔT hőmérséklet-értékkel rendelkeznek. Az olyan rendszerek esetében, ahol kevés kollektor szükséges (ez nagyjából 1-5 darabot jelent) e különbségnek nincs túl nagy jelentősége, bármelyiket választhatjuk. Olyan nagyobb rendszereknél azonban, ahol mondjuk fűtésrásegítésre van szükség, vagy ipari létesítményt kell hmv-rásegítéssel kiszolgálni, már célszerű az S-elrendezésű, nagyobb felületű kollektorokat telepíteni.

A síkkollektorok szerkezeti elemei

A vákuumcsöves kollektorok sík társaikkal mutatnak ugyan némi hasonlóságot, ám itt rendkívül fontos szerepet tölt be a csövekben jelen lévő vákuum, amely megakadályozza, hogy a csőbe jutó hőenergia az energiaelnyelő felületről visszaverődve a kollektoron kívülre kerüljön. Eme jobb elnyelő-képességükből adódóan a vákuumcsövesek magasabb üzemi hőmérsékletet képesek elérni, ezáltal pedig optimálisak a nagyobb rendszerek kiszolgálására.

  • 1. koaxiális csőrendszer
  • 2. szorítógyűrű
  • 3. menetes csőidom
  • 4. alumínium abszorber szelektív bevonattal
  • 5. távtartó
  • 6. üvegcső
  • 7. védősapka

 

A vákuumkollektorban végbemenő folyamatok ábrája és a csövek felépítése

A sík- vagy a vákuumcsöves kollektor a jobb?

Erre a kérdésre olyan konkrét válasz, hogy „Igen, csak ezt használjuk minden esetben, mert ez a legjobb.”, nincsen. Ez az erre a kérdésre vonatkozó igen összetett válaszból fakad, hiszen mindegyik esetében megvannak azok a rendszerek, amikhez egyik vagy másik megoldás tekinthető a legoptimálisabbnak, ami viszont tény, hogy a világon, s hazánkban egyaránt a síkkollektorok a legelterjedtebbek. Az alábbiakban e kettőre vonatkozó fontosabb prok és kontrák lettek csokorba szedve:

  • nyáron a síkkollektor rendelkezik jobb hatásfokkal, mivel a vákuumos ilyenkor az erős tükröződés miatt csökkentett teljesítménnyel bír
  • télen a vákuumcsöves kollektor rendelkezik jobb hatásfokkal, hiszen jobban tudja hasznosítani a szűrt fényt
  • előnytelen tájolás, vagy falra történő telepítés során a vákuumost célszerű választani, mivel ezeknél elfordíthatók a csövek, ezáltal „utána tudunk menni a napnak”
  • a vákuumcsöves kollektor telepítése könnyű, ám a bekerülési költsége nagyobb, ellentétben a síkkollektorral, ahol a telepítés nehézkes, a bekerülési költség azonban kisebb
  • a vákuumcsövek sérülékenyebbek
  • ha a vákuumcsövet nem jó irányba fordítjuk („háttal szerelik fel”), hidraulikailag nem okozunk gondot, csupán kevesebb abszorber-réteg lesz, mert a hátulján nincs annyi, mint az elején
  • a vákuumcsöves élettartama rövidebb, mivel fennáll a lehetősége a vákuum kiszökésének

Kollektorok telepítése

Arra, hogy mennyi napenergiát tudunk rendszerünkre fordítani, úgy lehetünk hatással, hogy megfelelően választjuk meg a kollektor tájolását, illetve dőlésszögét. A legoptimálisabb a D-i tájolás és a 40-45˚-os dőlésszög, amelytől eltérni nem célszerű, azonban az épület adottságai nagyban befolyásolják a lehetőségeket, így a legtöbb esetben szükség van az ideális állapottól való eltérésre. Az ezzel járó energiaveszteség kiszámításakor jut fontos szerephez az alábbi grafikon, amely az optimális elhelyezéstől történő eltérésre vonatkozó korrekciós számokat foglalja magában:

Az előnytelen tájolásból eredő veszteséget a telepítendő kollektorok mennyiségének növelésével, illetve a síkkollektorok vákuumcsövesre történő kiváltásával szokás korrigálni, de bármelyik megoldást is választjuk, elengedhetetlen a gondos számítások elvégzése, s csak ezt követően mérlegeljük, melyik a költségkímélőbb és hatékonyabb megoldás: a felületnövelés-e, vagy vákuumcsöves alkalmazása?

A kollektorok felszerelő-készleteik révén földre, lapos- illetve ferdetetőre egyaránt telepíthetők. A ferdetetőre történő telepítés történhet tetőcserép fölé, vagy úgynevezett tetőbe-süllyesztett megoldással, amikor a kollektor-elemek a cserép vonalával közel egy szintbe kerülnek. A telepítés során figyelni kell a megfelelő tájolásra, a dőlésszögre – amelyet a lapostetős telepítő-készletek esetén több fok közül magunk választhatjuk meg -, s arra, hogy a tereptárgyak (magasabb épületek, fák), illetve a vízszintes felületre történő telepítés esetén az egymás elé elhelyezett kollektorok ne vessenek árnyékot a szolár-panelekre, ellenkező esetben csökken a kollektorok teljesítménye, továbbá párásodás léphet fel a kollektorüvegek belső felületén.

családi ház50 liter/fő
szálloda, panzió80-100 liter/fő
kórház80 liter/nap/ágy
iskolai zuhanyzó30-60 liter/zuhanyzó
étterem25-50 liter/férőhely

 

Nagyobb rendszerek lapostetőre történő telepítése során számolni kell a kollektor-sorok egymásra vetülő árnyékával, amely teljesítmény-veszteséghez vezet, ezért fontos a telepítési távolság pontos meghatározása.

Kulics László

A cikk első része: NAPKOLLEKTOROS RENDSZEREK – HOGY IS VAN EZ? - I. rész


A weboldal üzemeltetője: Alfaweb Bt (info@komplett-otthon.hu) Copyright 2008 | Kapcsolat | Sitemap | Impressum | Adatvédelem