-
ZGRADBA IN DELOVANJE SONČNIH KOLEKTORJEV
SONČNI KOLEKTORJI ZA VSAKO POTREBO
Moderna ponudba sončnih kolektorjev prinaša na streho ustrezno rešitev za vsak problem, tako iz stališča geografske pozicije objekta, kot naklonov streh oz. podpornih konstrukcij in seveda načina oz. želje po uporabi takega sistema.
Namreč do sedaj se je kolektorje več ali manj uporabljalo le za ogrevanje sanitarne vode. V modernih časih pa so sistemi ogrevanja prostorov tako napredovali, da se za te potrebe uporablja precej nižje temperature ogrevalnega medija. In tu lahko s solarnim sistemom privarčujete nemalo!
Ravni kolektorji (kot na primer proizvajalca Viessmann - Vitosol 200F in 300F - pdf 2,7mb ali Windhager SolarWIN) prepričajo s svojim ugodnim razmerjem med ceno in učinkovitostjo - praviloma so to najcenejši tipi kolektorjev na trgu. Večinoma se taki tipi kolektorjev lahko montirajo tako pokončno, kot tudi vodoravno. So pa to edini kolektorji zaenkrat, ki se jih lahko vgradi v samo strešno konstrukcijo. Če vam izgled pomeni veliko, je izbira jasna.
Nekaj časa so bili precej popularni vakuumski cevni kolektorji (na primer Viessmann Vitosol 200T - isti pdf, kot 200F zgoraj) z direktnim pretokom solarnega medija in seveda višjim izkoristkom glede na "navadne" ravne. Bili so idealni z vidika naklonov montaže, saj niso bili omejeni s pozicijo (lahko ste jih zmontirali tudi povsem vodoravno na primer). Te tipe so počasi zamenjali oz. izpodrinili kolektorji na osnovi toplotnih cevi (heat pipe), ki imajo nekaj večjih prednosti...
Govorimo torej o vakuumskih cevni kolektorjih (na primer Viessmann Vitosol 300 - isti pdf, kot 200T in 200F zgoraj), ki delujejo na principu toplotnih cevi - heat pipe. V njih ne kroži več solarni medij, ampak posebni nosilni medij, ki spreminja agregatno stanje ob sončnem obsevanju ter oddaja toploto Solarnemu mediju skozi posebni kondenzator v absorberju nad solarnimi cevmi.
Moderne absorbcijske površine kolektorjev pri vakuumskih omogočajo izkoriščanje difuzne svetlobe - brez direktnega sončnega obsevanja. Kar je zelo ugodno predvsem v prehodnih obdobjih leta - spomladi ter jeseni. Letna računica stroškov ogrevanja se vam tako zmanjša še za obdobja, ko s solarnimi sistemi dogrevate vodo za ogrevanje objekta in ne le sanitarno.
Dejansko se v modernih časih v poplavi relativno poceni kolektorskih polj heatpipe tipa, drugih skoraj ne splača več vgrajevati. Je pa fizično montaža nekoliko omejena, saj jih je potrebno zmontirati z naklonom, s cevmi pod absorberjem s solarnim medijem.
Včasih slišimo vprašanje - kaj pa, če vakuum spusti... Tudi v primeru, ko na primer ena od cevi vakuumskega kolektorja spusti v sebe atmosfero, se obnaša naprej podobno kot navadni ravni. Praviloma pa se to niti ne dogaja. Še manj pa, da bi spustilo toliko cevi, da bi to v velikem procentu vplivalo na sistem.
ZGRADBA IN DELOVANJE SONČNIH KOLEKTORJEV
Izbira kakovostnejšega in cenovno nekoliko dražjega proizvajalca običajno pomeni boljše materiale - stekla, absorbcijske površine, izolacijo, sisteme spajanja, ohišja in pa seveda reciklirni materiali itd.
Na primer Viessmann ima v steklene površine ravnih kolektorjev (steklo debeline 4mm) tipa 300F naparjen železov prah, da ne prihaja do refleksije svetlobe od stekla in s tem dodatnih izgub. Vsa stekla so posebna. V podjetju Windhager na primer uporabljajo kovana stekla in smo dejansko lahko hodili po sestavljenem položenem kolektorju brez škode.
Trenutno je to tudi ena od prednosti ravnih sončnih kolektorjev. Nesreča z vremenom (konkretna toča na primer), če kupite seveda kakovostne - jim ne pride do živega.
Kako delujejo ravni sončni kolektorji je jasno - preko temno pobarvane absorbcijske površine iz bakra ali aluminija pod steklom, se sončna toplota prenaša na solarni medij. Le-ta se pretaka po bakrenih ali alu cevovodih, navarjenih od spodaj na to absorbcijsko površino. Toplota se nato prenese na sekundarni sistem v ogrevalni krog.
Zelo podobno delujejo tudi vakuumski kolektorji z direktnim pretokom, le da so bakreni cevovodi naparjeni na absorbcijske površine v steklenih ceveh.
Heatpipe sistemi pa za prenos toplote sonca ne uporabljajo direktno solarnega medija, ampak v absorbcijskih ceveh potuje poseben "nosilni medij toplote". Na vrhu ima kondenzator, po sredini steklene zunanje cevi pa potuje bakrena ali alu cevka. Ko na površino padejo žarki, se začne v spodnjem delu nosilni medij segrevati in uplinjati. Plin se dvigne po cevki do kondenzatorja, ki je vpet v absorber s solarnim medijem. Ko le-temu odda toploto, se utekočini in teče nazaj proti spodnjemu delu. In zgodba se ponavlja v nedogled, dokler je sonce.
Vakuumske cevi v heatpipe sistemih ponavadi pod vplivom konktretne toče hitreje podležejo. Ampak so skoraj vsi moderni kolektorji že zasnovani tako, da se v primeru poškodbe lahko menja vsako cev posebej, brez posega v sekundarni krog solarnega sistema. Torej brez praznjenja sistema ali kaj podobnega. Nosilni medij vkolektorskih absorbcijskih ceveh in solarni medij, ki se pretaka po ogrevalnem sistemu sta fizično povsem ločena. Tako da so menjave hitre in neproblematične. Kolektorje pa imajo stranke običajno zavarovane pri zavarovalnici.
Vakuumski cevni kolektorji z direktnim pretokom solarnega medija (ne heatpipe) so iz tega vidika manj primerni, saj je solarni sistem z medijem direktno povezan z absorbcijskimi cevmi. Večina proizvajalcev ima že vgrajene posebne ventile, ki zaprejo odprtino ob odstranitvi kolektorja.
Kaj je s pregrevanjem solarnega medija oz. s presežkom energije (v poletnih mesecih)? V bistvu je v praksi to precej odvisno od tipa kolektorjev in načina računanja. Naše podjetje poleg inženirskih metod računanja glede na letna povprečja obsevanja in ostalih parametrov, sisteme preverja tudi s posebnimi simulacijskimi programi.
Ravno kolektorji v praksi niso problem, ker ne omogočajo tako visokih temperatur in bi se pregreli z resnim pretiravanjem vgrajenih površin na streho. Medtem ko so se vakuumski kolektorji z direktnim pretokom solarnega medija zaradi (teoretičnega) 50% boljšega izkoristka radi kuhali in so bili z njimi kar precejšnji problemi. Ustavljanje segrevanja takih kolektorjev je namreč en mali tabu. Predstavljajte si, da stojite pred svojo novo regulacijo solarnega sistema, temperatura sanitarne vode je na maksimumu, 1000L zalogovnik ima že 70°C. Regulacija začne počasi nižati hitrost črpalke zaradi varovanja sistema, temperatura na kolektorjih pa kar raste čez 300°C. To je bil eden velikih problemov teh kolektorjev. Vendar so sedaj na voljo heat pipe sistemi...
Heat pipe kolektorji pa zaradi načina delovanja - spreminjanja agregatnega stanja - v praksi enostavno pri neki temperaturi nehajo delovati. Teorija proizvajalcev je sicer uperjena proti temu, a to se dogaja tako ali tako. Cel absorbcijski del (nosilni medij) v stekleni cevi je pri pregretju v plinastem stanju, toplota se ne prenaša. Res je, da se to naredi šele pri okoli 160°C in da je najverjetneje solarni medij nad steklenimi cevmi uparjen. Vendar se to v praksi ne izkaže kot velik problem in se splača zaradi prehodnih mesecev na streho postaviti malo več cevi. Prihranek je tako še večji.
V našem podjetju imamo precej referenc sistemov družinskih hiš in tudi velikih večstanovanjskih objektov. Če se zanimate za tak sistem in potrebujete preračun, projekt ali izvedbo, smo vam vedno na voljo na zgornjih naslovih.
nazaj...
