Mi a napkollektor?
A napkollektort a köznyelvben gyakran hibásan összetévesztik a napelemmel. Amíg a napelem napsugárzás hatására elektromos áramot termel, a napkollektor egy olyan hőcsapda, ami a napsugarakból kinyert hő segítségével állít elő fűtésre vagy vízmelegítésre használható hőenergiát. A hő közvetítése jellemzően folyadék által történik, de léteznek már levegőt használó napkollektorok is, ezeket szokás légkollektoroknak is nevezni. A napkollektor fűtésre való alkalmazása általában tavasszal és ősszel átmeneti fűtésként, illetve télen kiegészítő fűtésként jellemző ún. kombi vagy multifunkciós hőtárolóval. Jellemzően csak megfelelően hőszigetelt és alacsony hőmérsékletű fűtésvízigény esetén (pl. padlófűtés) szokták alkalmazni. A rendszer működését egy vezérlőelektronika szabályozza egyedileg beállított paraméterek alapján, tehát működési automatikus.
A napkollektorok működése és alkalmazása
A napkollektoros rendszer egyik legfontosabb eleme a napkollektor fényelnyelő rétege, amit abszorbernek neveznek. Ezen rétegen keresztül a napsugárzás által termelt hő hatására felmelegszik a napkollektorban lévő víz, amit egy keringtető szivattyú segítségével, egy előremenő és egy visszatérő cső segítségével bevezetnek a házba a hőcserélőig. A hőcserélőn keresztül a folyadék hője a tartályba kerül felmelegítve az ott tárolt vizet. Hazánkban a napkollektoros rendszereket jellemzően vízmelegítésre, medence fűtésre és fűtésrásegítésre használják, tehát rossz időben ezzel tudnak rápótolni a a napelemes rendszer gyengébb teljesítményére. A Magyarországra telepített rendszerek kapacitása elegendő az év legnagyobb részében a meleg víz előállítására és legtöbbször rendelkeznek kiegészítő fűtési lehetőséggel, ezzel segítve napelemes rendszerünk teljesítményét is. Egy háztartás éves melegvíz-szükségletének megtermeléséhez szükséges energia 70-75%-a érhető el egy jól megtervezett napelemes rendszerrel.
Napkollektoros rendszer működése
Napkollektorok fajtái
Kétféle napkollektor létezik a melegített közegből adódóan: vannak folyadékot és levegőt melegítő napkollektorok. A levegőt melegítő rendszer esetén a folyadékot egy hőcsapdán keresztül fújják át így az a bent maradt hőt felvéve melegszik fel. A folyadékot melegítő rendszernél a napkollektor elnyeli a napsugár által közvetített hőt és átadja a kollektorban keringő hőközvetítő folyadéknak. A napkollektor rendszer felmelegedését egy automatika figyeli, ami a rendszerhőmérsékletnél nagyobb hőmérséklet esetén elindítja a szolárszivattyút. A szivattyún keresztül jövő folyadék adja aztán át a hőt a bojlerben tárolt víznek. Ezen kívül közvetlen hőcserélőből is lehet meleg vizet nyerni fűtési célokra.
A napkollektor szerkezetét tekintve többféle lehet: síkkollektor, aminek abszorbere sík felület. A következő a vákuumcsöves kollektor, ennek külső hőszigetelése egy vákuummal rendelkező üvegcső. A szigetelés alatt található az U-cső, amiben a közvetítő folyadék áramlik és a hőcső. A hőcső a legmagasabb pontján adja át a hőt a közvetítőnek. A napkollektorok harmadik változatai az úgy nevezett tartályos vagy termoszifonos rendszerek, ezek esetén nem használnak szivattyút a közeg keringtetéséhez, hanem a napkollektorhoz csatlakozó felső tartályban közvetlenül a használati vizet melegítik, nyomás nélkül, a különböző hőmérsékletekből eredő fajsúly-különbséget kihasználva.
Síkkollektor
Ezt a típust fejlesztették ki először. Abszorbere sík felület, egy jó hőszegeteléssel rendelkező dobozból áll ami alatt a csőkígyóban melegszik fel a víz a napsugárzás által leadott hő hatására.
Vákuumcsöves napkollektor
Ebben a rendszerben külső és belső üvegcső is található, amik közti térben vákuum van. A csövek a síkkollektoros rendszer ellentétben itt különállóak és ezekben található a belső fűtőcső, amely képes a hőt elvezetni. A külső csőfal tehát beengedi a belső pedig elnyeli a sugárzást és hővé alakítja. A vákuumcsöves napkollektorokon belül is kétfajta rendszert különböztetünk meg:
HEAT-PIPE rendszerű napkollektor
A vákumcső belsejében lévő fűtőcső itt egy önálló egységnek tekinthető, ebben alkoholos folyadék van. Ez a folyadék a hő hatására elpárolog. A keletkező hőt ez a pára szállítja el a napkollektor rendszeren belül a napkollektor tartályába és átadja a hőt egy úgy nevezett glykolos folyadéknak, amin keresztül a hő a melegvíz tartály hőcserélőjébe kerül.
U-csöves napkollektor
A rendszerben egy U-alakú fűtőcső található, ami a glykolos folyadékot levezeti a rendszer aljába, ami végül az U-formának köszönhetően felül távozik a csőből. A több csövön keresztül kanyargó folyadék eme mozgás hatására felmelegszik és így kerül be a tartályba.
