NAPKOLLEKTOR
A síkcsöves és a vákuumcsöves napkollektor összehasonlítása
A sík kollektor a leggyakoribb napkollektor típus.
Egy sötét színű sík abszorber lemez felületből áll, amely elnyeli a napenergiát, egy átlátszó fedélből, amely átengedi a napsugarat, de csökkenti a hőveszteséget, a hőközvetítő folyadékból, amely keresztüláramlik az abszorber csövein és elvezeti a hőt és a hátoldalán lévő hőszigetelő anyagból.
Az abszorber egy vékony lemez ( hőálló műanyag, alumínium, acél vagy réz ) ráerősítve a párhuzamosan vagy tekercs formában elhelyezett csőhálózatra, amely egy szigetelt dobozban van elhelyezve, üveggel vagy polikarbonáttal fedve.
A folyadék keresztüláramlik az abszorberrel fedett csöveken közvetítve a hőt a kollektorból a szigetelt meleg víztároló tartályba ( HMV ). Ez történhet közvetlenül vagy hőcserélőn keresztül. Néhány gyártó a két összepréselt abszorber lemez között vezeti a hőátadó folyadékot, így alakítva ki a cirkulációt. Ebben az esetben a szélesebb hőátadó felület miatt nagyobb a hatásfok, mint a tradicionális csőre erősített abszorbernél.
Az alábbiakban néhány kialakítási mód:
A fémből készült napkollektor alternatívájaként Európában elkezdték gyártani a műanyag sík napkollektorokat. Ez lehet teljesen műanyagból vagy tartalmazhat fém abszorber lapokat a fagyálló szilikon gumi vízcsövek felett. A rugalmas műanyagok, fagyálló lévén tartalmazhatnak normál vizet a fagyálló folyadék helyett, így a meleg víz közvetlenül bevezethető a melegvíz tárolóba a hőcserélő kihagyásával, amely csökkentené a hatékonyságot. A hőcserélő hiányában ezekben a síkkollektorokban a hőmérsékletnek nem kell olyan magasnak lenniük a rendszer működéséhez. így a közvetlen cirkulációs kollektor, akár műanyagból vagy másból van, hatékonyabb lehet különösen gyengébb napsütésnél.
Ennek ellenére a műanyag napkollektort a túlmelegedés veszélyeztetheti a szigetelés miatt, amikor a bent rekedt meleg meghaladja a műanyag olvadáspontját. Például a polypropilén olvadáspontja 160 C, mialatt a bennrekedt meleg a szigetelt kollektorban meghaladhatja a 180 fokot is, ha nincs biztonsági rendszer beépítve.
Azokon a területeken, ahol fagyveszély van, a hőcserélő nélküli fém kollektorokat gondosan kell kicsövezni, mivel ezeket teljesen vízteleníteni kell a gravitáció segítségével a fagy beállta előtt, hogy ne repedjenek el.
Más napkollektor rendszereknél hőcserélőket alkalmaznak, ahelyett hogy a vezetékes víz haladjon keresztül a kollektoron. A glykol használata csak csekély mértékben csökkenti a folyadék hőközvetítő kapacitását, de a beépített hőcserélő miatt alacsonyabb teljesítményt nyújthat gyenge napfény mellett.
A legtöbb síkkollektor élettartama meghaladhatja a 25 évet.
Vákuumcsöves napkollektor
A vákuumcsöves napkollektor egy kettős borszilikát üvegcső, amelyben felmelegszik a fényelnyelő lemez és végső soron hőátadó folyadék. Ez lehet a háztartási folyóvíz vagy a zárt rendszerben keringő hőátadó folyadék.
A vákuum a kettős üvegcső között lehetővé teszi a kisebb hőveszteséget és a magasabb hőmérséklet elérését, mint a legtöbb síkkollektorban. Két különböző vákuumcsöves napkollektor különböztetünk meg a hőközvetítési módszereik alapján: a régebbi típus keresztülhajtja a hőközvetítő folyadékot minden egyes vákuumcsőben lévő U alakú vörösréz csövön. Az újabb típus zárt csöveket tartalmaz, amelyekben a felmelegedő folyadék elpárolog, ha napfény éri. A forró pára eléri hőközvetítő fejet, amely a csövön kívül van és amely átadja a meleget a gyűjtőcsőnek.
A vákuum, amely kívülről körbeveszi a csövet, csökkenti a hőveszteséget, azért nagyobb hatékonyságot tesz lehetővé. Ezért működni tud hidegebb környezeti hőmérséklet mellett is.
Ezt az előnyét nagymértékben elveszti meleg klíma alatt, kivéve azokat az eseteket, amikor nagyon forró víz az elvárás, pl. ipari eljárások esetén. A magas hőmérséklet speciális kialakítást kívánhat, pl. egy beépített hőmérséklet szabályozón keresztül.
Az előnye a síkkolektorhoz képest a köralakú profil, ami miatt a napkollektor felület mindig a nap felé néz, és ezért az energiaelnyelés nagyrészt állandó egész nap, feltéve, ha a belső gyűjőcső nem egy síkban lévő abszorber felületet tartalmaz.
A kérdés, hogy mit lehet csinálni a vákuucsövek közötti résben elvesztegetett napsütéssel ( A rések olyan szélesek mint az abszorbáló felületek önmaguk ).
Ez megoldható egy aláépített, speciálisan formázott fém tükörrel a vákuumcsövek alatt. Ezen túlmenően a rések keresztülengedik a havat, csökkentve a termék veszteségét havas környezetben. Ugyanakkor a csövekből kisugárzó veszteség hő hiánya megakadályozza hótól való hatékony megszabadulást.
A vákumcsöves napkollektorok egy sor egyforma, párhuzamosan elhelyezett cserélhető csőből állnak, amelyek száma növelhető vagy csökkenthető a melegvíz igény alapján.
Az ezeket összekötő gyűjtőcső szigetelve van. Az alacsonyabb minőségi kategóriában a nedvesség be tud hatolni az üvegszálas szigetelésbe és végül utat találni a csőbe.
Ez korrózióhoz vezethet az abszorber és a cső csatlakozásánál, vagy akár szét is fagyhat a cső.
A magas stagnáló hőmérséklet tönkreteheti a fagyállót, így figyelemmel kell lenni, ha ezt a típust választja ki mérsékelt klímánál. A csövek különböző minősége miatt a különböző fajtákat alaposan meg kell vizsgálni.
A magas minőségi kategóriájúak a szórt sugárzást is hatékonyan tudják hasznosítani felhős időben, és érzéktelenek a szélre és hasonló fényviszonyok mellet hasonló teljesítményt tudnak nyújtani télen és nyáron.
Összehasonlítás
Régóta folyik a vita a két technológia hívei között.
A vitának egy része a vákuumcsöves napkollektorok fizikai felépítéséhez kapcsolódik, miszerint nem folytonos a hőelnyelő felület. A vákuumcsöves kollektorok elhelyezése egy tetőn felesleges helyet hagy a vákuumcsövek között.
A vákuumcsöves kollektorok által elfoglalt terület nagyobb, mint a síkkollektorok által lefoglalt terület.
A síkkollektor kedvező tulajdonsága, hogy tetősíkba építhető, azaz szerves része lesz a tetőnek, abból nem emelkedik ki. Ráadás bármilyen, pl. háromszög vagy trapéz formában is elkészíthető, kihasználva minden hasznos területet. Ez persze abban az esetben használható ki, amennyibe a déli tájolású tető dőlésszöge 30 fok körüli.
Véleményünk szerint ár-érték arányban nincs nagy különbség a 2 napkollektor típus között, lapos tetőre, ipari létesítményekre a vákumcsöves napkollektort ajánljuk, ferde tetőre, lakókörnyezetbe a síkcsövest.
Összehasonlítani viszont csak a gyártó által megadott nettó hőelnyelő felületek és a teljesítményértékek alapján szabad, a bruttó terület nagyon becsapós.
