A vákuumcsöves napkollektorok
A vákuumcsöves napkollektorok már a napkollektoros rendszerek új generációját képviselik. Bemutatásra kerülnek a vákuumcsöves napkollektor panelok, szerkezeti felépítésük és működésük. A napkollektoros rendszereknek többféle felhasználási módja is ismert, háztartások, sorházak és bérházak ellátására a vákuumcsöves napkollektor panelek az ideálisabbak. A Nap mindenkinek a rendelkezésére áll, amikor például nyáron mosogatáshoz vagy fürdéshez készülődik és megnyitja a csapot, a bojler bekapcsoló hangjára egy dolog jusson az eszébe, ezt a meleg vizet elektromos áram vagy gáz felhasználása nélkül is megtermelheti. Hazánk területén az éghajlati adottságainknak köszönhetően a napsugárzás teljesítménye a nyári hónapokban az 1000W/m2 érték körül mozog, ez annyit jelent, hogy az egy négyzetméterre érkező napsugárzás energiája elegendő napi száz liter víz 50C fokra való melegítéséhez Meglepően hangozhat, de a vákuumcsöves technológiával készült napkollektor panelok akár télen is képesek hőenergia előállítására, természetesen hatásfokuk a hidegebb hónapokban kisebb lesz a nyári időszakhoz képest.
A vákuumcsöves napkollektor felépítése
Vákuumcső keresztmetszete.
A vákuumcsöves napkollektor a legújabb generációs technológiával készül, egyben hatásfoka is a legjobb. Az időjárási körülmények függvényében 50C-95C fokos víz előállítására képes. A vákuumcsöves napkollektorok háztartásokban, a mezőgazdaságban és az iparban is jól hasznosítható. A vákuumcsöves napkollektor panel több vákuumcsőből áll össze. A vákuumcsövek hossza 1.5-2 méter közt mozog. A vákuumcsöves napkollektor panel gyártótól függően 20-30 vákuumcsőből (heat pipe) épül fel, melyek egy a csövekre merőlegesen elhelyezett hő gyűjtő idomba kapcsolódnak. A vákuumcsövek két üvegcsőből állnak, egy külső átlátszó és egy belső abszorber csőből. A külső üvegcső a lehető legtöbb napsugárzást engedi át az abszorber csőre és egyben védelmi funkciót is betölt. Csak ránézésre tűnhetnek a heat pipe külső csövei törékenynek, a valóság pont az ellenkezője. Dió nagyságú jégeső esetén a csövek sérülésmentesek maradnak! Amennyiben mégis valamelyik vákuumcső megsérül, vagy meghibásodik, sincs nagy probléma. Maga a vákuumcsöves napkollektor rendszer ettől függetlenül hibátlanul működik tovább, a sérült cső vagy csövek csupán egy minimális hatásfokveszteséget okozhatnak a rendszeren belül.
A vákuumcsövek csatlakoztatása.
A vákuumcsövek külön-külön kapcsolódnak a napkollektor panelhoz, ezért cseréjük gyors és problémamentes, egyszerű folyamat. A belső cső tölti be az abszorber (elnyelő) szerepét, a napsugárzás itt alakul át hővé. A sík kollektorokhoz hasonlóan különböző szelektív anyagokkal vonják be a belső csövet, melyek hatására maximalizálódik napsugárzás elnyelése (93%) és egyben minimalizálódik a visszaverődés (6%). Ami viszont különbség, hogy a vákuumcsöves kollektorok henger alakú formájuknak köszönhetően hosszabb ideig képesek a napsugárzás felvételére és hatásfokuk kevésbé érzékeny a napsugárzás beesési szögére. A két cső közti teret vákuum tölti ki, lényegében ez a hőszigetelés. Az abszorber csőben egy rézcső fut végig, ebben kering a hő átadó közeg. Az esetek igen nagy százalékában a hő átadó közeg folyadék, amit fagyálló folyadékkal szoktak hígítani, így a rendszer a fagykárosodástól védve van. A napjainkban gyártott minőségi vákuumcsövek és napkollektor panelok olyan anyagokból és technológiákkal készülnek, hogy a rendszerben esetenként jelentkező túlhevülés sem okoz semmilyen károsodást. A vákuumcsövek egyesével csatlakoznak a napelem panelba ahol egy gyűjtőcső fut végig. Ebben a szintén rézből készült gyűjtő csőben halad tovább a hő átadó közeg a hőcserélő tartályba. A hőcserélő tartály kiváló hőszigeteléssel rendelkezik, ennek köszönhetően a hő átadó közegtől átvett energiát hosszabb ideig minimális hő veszteséggel képes tárolni, még arra szükség nem lesz a háztartáson belül. A vákuumcsöves napkollektorok zárt rendszerűek, tehát a hő átadó közeg egy zárt rendszeren belül kering. Biztonsági tartozékokkal is fel van szerelve a rendszer. Ilyen például a légtelenítő, itt értelemszerűen a zárt rendszert lehet lelégteleníteni. Beüzemeléskor ez a művelet elkerülhetetlen, de a rendszerbe esetenként kerülő levegőt itt bármikor ki lehet venni, így a rendszer maximális hatásfokkal fog működni. A rendszer meghatározott pontjaira hő és nyomásérzékelők kerülnek, első sorban a rendszer működésének a folyamatos ellenőrzését teszik lehetővé, másrészt információval szolgálhatnak a rendszerben fellépő bármilyen meghibásodásról. Ebbe a csoportba tarozik még a tágulási tartály, ami egy igen kreatív megoldás. Lényegében a rendszerben uralkodó nyomást tartja mindig az ideális tartományban. A napkollektoros rendszerek tágulási tartálya a csatlakozási ponton egy gumi membránnal vannak ellátva. A tartályban levegő vagy valamilyen gáznemű anyag található. Működésének a lényege hogy a gáz összenyomható, a folyadék pedig nem. Amint a nyomás a megengedett mérték fölé szökik a zárt rendszerben a gumi membrán kinyit, és a hő átadó közeg szabadon áramlik át a tágulási tartályba. A gumi membrán automatikusan visszazár amint a rendszerben uralkodó nyomás ismét az ideális értéken van. A folyamat visszafele is működik, ilyenkor a rendszerben uralkodó nyomás leesik, a tágulási tartályban uralkodó túlnyomás kinyitja a gumi membránt, de ezúttal a korábban a tartályba áramlott hő átadó közeg visszakerül a rendszerbe. Amint a rendszerben uralkodó nyomás újra eléri az ideális értéket, a gumi membrán ismét visszazár. A vákuumcsöves napkollektor rendszer még egy vezérlő egységgel is fel van szerelve, itt a rendszer működéséről kaphatunk információkat, vagy különböző beállítások közül is választhatunk. A vákuumcsöves napkollektoros rendszerekhez tartozik még egy szivattyú, ami a hő átadó közeg folyamatos áramlását hivatott biztosítani.
A vákuumcsöves napkollektoros rendszerek követelményei
Vákuumcsöves napkollektorok.
Egy napkollektoros rendszer telepítése épületgépészeti tevékenység, a munkálatok nagyban hasonlóak, mint egy vízvezeték- vagy fűtés-szerelés esetén. Mivel nincs állandó meghatározott teljesítménye a napkollektoros rendszereknek, ezért méretezésükkor és tervezésükkor egy átlagolt hasznosítható hőmennyiséggel kell számolni. A napkollektoros rendszerek üresjárati hőmérséklete viszonylag magas, akár 180C fok is lehet. Egy esetleges áramszünet eredményeként a napkollektoros rendszer leállhat és túlhevülhet. Az összes szerkezeti elemnek ellent kell tudnia állni az ilyenkor jelentkező magas hőmérsékletnek. Érdemes szakember véleményét kérni és a rendszert, igaz drágább, de egyben tartósabb alkatrészekből kiépíteni. Nem ajánlott a gumibetétes csövek és a műanyagcsövek használata! A napkollektoros rendszerekben nagy a közeg-hőmérséklet, ebből fakadóan az üzemi nyomás is magas. A hőhordozó közeg forrásának elkerülése véget az üzemi nyomást igen körültekintően kell beállítani, 3-4 bárnál semmiképpen ne legyen nagyobb. A rendszert alkotó berendezések mindegyikén meg kell nézni, hogy a gyári megengedett legnagyobb nyomás értéke a biztonsági szelepek nyitó-nyomásánál magasabbak legyenek. Így biztosak lehetünk benne, hogy a napkollektoros rendszerünk berendezései nem fognak túlnyomás esetén sérülni, mivel az alacsonyabb nyitó-nyomásra hangolt biztonsági szelepek kisebb nyomásra ki fognak nyitni és a rendszert visszaállítják az ideális működési nyomásra. A fagy elleni védekezés meg szokott módja a napkollektoros rendszereknél hogy fagyálló folyadékkal keverik a hőhordozó közeget. Csak nem mérgező fagyálló folyadékokat szabad használni, mint például a propilén-glikol alapú vagy a monopropilén-glikol alapú fagyállók. Meghibásodás esetén a fagyálló folyadék az ivóvízbe kerülhet, megfelelő fagyálló folyadékok alkalmazásával kizárható a személyi sérülés, haláleset.
Igyekeztünk hasznos és egyben érdekes információkat összegyűjteni cikkünkben. Reméljük sikerült jobban bemutatni a vákuumcsöves napkollektorokat és az azokkal ellátott napkollektoros rendszereket. Amennyiben felkeltettük érdeklődését, vagy további kérdései merültek fel a vákuumcsöves napkollektorokkal kapcsolatban, forduljon hozzánk bizalommal, örömmel állunk a rendelkezésére. Kérjük, tekintse meg cégünk napkollektoros rendszerekre vonatkozó ajánlatait!
