Szakértők szerint Magyarországon a legkorszerűbb, szelektív bevonatos, vagy vákuumcsöves napkollektorokkal az év 365 napjából 300 napon keresztül ingyen nyerhetünk melegvizet a háztartás számára. A napkollektoros melegvíz fejlesztő rendszer egy család éves melegvíz-igényének 66-75 százalékát kielégítheti.
Lássuk, hogyan épül fel a – házi naperőmű” – Hazánk éghajlati adottságai mellett legelterjedtebbek a folyadék munkaközegű napkollektoros rendszerek, amelyek több részből állnak: síkkollektor, csővezeték, automatika (hőmérő, nyomásszabályozó, automatikus vezérlés), keringető szivattyú, váltószelepek, tágulási tartály, elektromosan is fűthető melegvíztartály.
n A mindentudó doboz
A rendszer lelke maga a kollektor, a napfényt csapdába ejtő, elnyelő, hővé átalakító és a munkaközegnek átadó eszköz. A korszerű síkkollektor voltaképpen egy rendkívül jól hőszigetelt, speciális, tükrözésmentes, úgynevezett prizmatikus, hőálló edzett szolár üveggel fedett téglalap alakú doboz (amely készülhet műanyagból, fából, alumíniumlemezből). A raszteres üvegfelület minden irányból összegyűjti a fény- és hősugarakat, beengedi a dobozba, de eltávozni már nem engedi a hőt.
A kollektor legkritikusabb alkatrésze a fényt hővé átalakító, és az azt elnyelő abszorber. Vannak alumíniumlemez alapú abszorberek, de a leghatékonyabbak vörösréz hordozón alapulnak, amelyeknél nem lép fel pontkorrózió, élettartamuk eléri a 25-30 évet.
A legmodernebb abszorbereket nem forrasztással, hanem lézeres vagy ultrahangos hegesztéssel illesztik össze a hőfelvételre, -átadásra és -továbbításra szolgáló vörösréz csővezetékkel. Az abszorber felületét feketekróm, vagy titán-nikkel-oxid bevonat borítja. Mikroszkóp alatt fésűfogas struktúra figyelhető meg. A fogacskák közé beeső látható fény- és láthatatlan hőhullámok elnyelődnek, a lemez felhevül, amitől a környezetbe leadott hosszú hullámú sugárzás formájában szeretne megszabadulni. A fésűs szerkezet résein azonban infrasugarak – nem férnek át”. Tehát csapdába esett a napenergia, amelyet az elektronikus egység által vezérelt, keringető szivattyúval mozgatott fagyálló folyadék szállít el a jól hőszigetelt, külön elektromos fűtőpatronnal is melegíthető gyűjtőtartály hőcserélőjébe.
A szolártárolók lehetnek nyomásmentesek és nyomás alattiak. Fontos a tároló tökéletes hőszigetelése, mivel a szokványos melegvíztárolóktól eltérően a napi szükségletnek akár a dupláját is tárolnia kell, a belsejét pedig védeni kell a meleg víz okozta korróziótól, lerakódásoktól.
A csövek, csőidomok ma már inkább rézből készülnek, mint horganyzott acélból. Fontos a csövek megfelelő hőszigetelése.
n A naplemente nem akadály
Nem elhanyagolható részegység a szoláris szabályozó, amely az adott vízhőmérséklet elérésekor be-, illetve kikapcsolja a hőhordozó folyadékot áramoltató szivattyút. A rendszer hatékony működésében fontos szerepet játszanak a napkollektoron és a tárolóban elhelyezett hőmérséklet-érzékelők. A szivattyú elé és mögé épített visszacsapó szelepek biztosítják, hogy a szivattyú javítható legyen a rendszer leürítése nélkül is. Az elzáró szelep elé épített csappantyú meggátolja, hogy naplemente után ellenirányú áramlás induljon meg a hőtároló és a kollektor között. A hőmérséklet-változás okozta nyomásingadozást a tágulási tartály egyenlíti ki. A nyomásmérő a rendszer nyomását mutatja, s elsősorban a rendszer feltöltésekor van rá szükség.
A rendszerben fellépő túlnyomás ellen biztonsági szelep véd.
A rendszer legmagasabb pontján mechanikus légtelenítő szelepet kell beépíteni, és célszerű a vezetékrendszerben is elhelyezni légtelenítő szelepeket. A rendszer feltöltésére, ürítésére szolgáló töltő-ürítő csapot könnyen hozzáférhető helyre tegyük.
n Gravitációs vagy szivattyús?
A napkollektoros rendszerek egy- vagy kétkörösek. Az egykörösnél a kollektorban közvetlenül a felhasználásra kerülő víz kering. Előnye az egyszerűség, viszont csak fagymentes időszakban használható, a csővezetékben lerakódik a vízkő, szűkítve annak keresztmetszetét. A kétkörös rendszernél a kollektorban felmelegedett folyadék a hőtárolóban a hőcserélőn keresztül fűti fel a tároló vizét. A kétkörös rendszerek fagyban is használhatók, és nem kell tartani a káros lerakódásoktól, azonban a több szerkezeti elem miatt drágább.
A munkaközeg szállítása szempontjából gravitációs és szivattyús napenergiás vízmelegítőket különböztethetünk meg.
A gravitációs rendszerben a tárolótartály a kollektor felett helyezkedik el, a folyadék keringését a felmelegedés okozta fajsúlycsökkenés okozza. A rendszer mellett szól, hogy elmaradnak a szivatytyú és az automatika költségei, hátránya azonban a tároló elhelyezésének kötöttsége. A szivatytyús rendszerben a tároló bárhol elhelyezhető, a szivattyú fordulatszámának szabályozásával rugalmasabb az alkalmazhatóság.
A napkollektoros vízmelegítők tervezését, kiépítését ajánlatos szakemberre, szakcégre bízni, mert a lakásban élők számától, melegvíz-fogyasztási szokásaitól függően kell méretezni a rendszert, ugyanis a rendszer alulméretezése vagy túlméretezése esetén gazdaságtalan az üzemeltetés.
Régibe és újba egyaránt
?A házi naperőművet” épülő háznál a szakcégek a tervezési fázisban az épületgépészeti tervbe integrálják, majd a kivitelezésben, beüzemelésben is részt vesznek. Régebbi épületekbe utólagosan is gond nélkül beilleszthető melegvízkészítő, vagy padló-, illetve falfűtésre rásegítő napkollektoros rendszer. Ezek ára a lakók melegvízigényétől függően 300 ezer forinttól akár egymillió forintig is terjedhet. A legkorszerűbb, s egyben a legolcsóbb eszköz a NASA által kifejlesztett, HeatPipe márkanevű komplex, tartállyal egybeépített vízmelegítő, amely kétszázezer forint körüli áron mindenféle gépészeti és vezérléstechnikai eszköz nélkül, közvetlenül a hidegvízhálózatra kötve képes ellátni két-három személy napi melegvízszükségletét.
Variációk napkollektorra
A kereskedelemben ma többféle napkollektor kapható, funkciójuktól, hatékonyságtól függően különböző árfekvésben. Nem mindegy, hogy milyet választunk egy tanyára, hétvégi házba, vagy otthonra. Ötféle kollektortípust különböztethetünk meg: lefedés nélküli, nem szelektív; fedett, nem szelektív; szelektív, vákuumos szelektív sík; valamint a vákuumcsöves kollektorokat. A fedetlen, nem szelektív kollektorok az UV sugárzásnak ellenálló műanyagból, vagy EPDM gumiból készült fekete, csőjáratos lemezek, párhuzamos csőkötegek. Ezek egyszerűek, olcsók, de alacsony a hatásfokuk, hűvös időben nem adnak meleg vizet. Használatuk nyaralókban, kempingekben előnyös nyáron, vagy a szabadtéri medencék vizének langyosítására jók. A nem szelektív abszorberes kollektort átlátszó polikarbonát lemezzel fedik, akár házilag is elkészíthetők, de elég rossz a hatásfokuk, télen használhatatlanok. A téli napsütéses időben is jól működő szolárüveges szelektív síkkollektor a legelterjedtebb, ezt csak a vákuumos sík-, és a vákuumcsöves kollektor múlja felül – lényegesen több pénzért. A vákuumos síkkollektorban nem lép fel a levegő konvektív áramlása miatti hőátadásos veszteség, így hideg téli napokon is képes meleg vizet szolgáltatni. A pillanatnyi csúcstechnológiát a vákuumcsöves kollektorok képviselik, ezeknél törhetetlen, hőálló üvegcsőben lévő második csőben melegszik fel és áramlik a munkaközeg. A nagyobb cső homorú ezüsttükörré alakított hátsó fala a fényt és a hőt a vékonyabb csőre koncentrálja, mint ahogy az a parabolatükrös naperőműveknél történik, így kisebb felülettel is magasabb hatásfok érhető el.
Hozzászólások