A napkollektor a Nap hőjét hasznosító berendezés. A napsugarakból kinyert hő segítségével állít elő használati- vagy fűtésrásegítésre alkalmazható meleg vizet.
Sokan összekeverik a napelemet és a napkollektorral, tehát a:
Napelem: A napsugárzás fényenergiáját elektrokémiai úton villamos energiává alakítja át.
Napkollektor: A napsugárzás hőenergiájának felhasználásával meleg vizet állít elő.
Röviden és egyszerűen, a napelem áramot termel, a napkollektor meleg vizet.
1. A napkollektor működése
A napkollektor fényelnyelő (matt fekete, nem fényvisszaverő festékkel bevont) rétegét abszorbernek nevezik. Ez a réteg a fény elnyelése által melegszik fel és ezt közvetíti a munkafolyadéknak. A kollektor működését közben folyamatosan figyeli egy vezérlő automatika, amely a megfelelő hőmérséklet elérésekor elindítja a szivattyút. A munkafolyadék egy hőcserélőn keresztül adja le a hőenergiát az erre a célra kialakított és megfelelően hőszigetelt tárolóban lévő víznek.
A tárolóban így felmelegedett vizet, mint használati meleg vízet (fürdés, mosás, mosogatás stb.) tudjuk hasznosítani, illetve megfelelő méretezés és fűtési rendszer esetén, akár fűtési vízként is hasznosíthatjuk házunk fűtési rendszerében.
2. Napkollektorok alkalmazási területei
A napkollektoros rendszer célja a legtöbb esetben használati-meleg víz készítés. A nagyobb méretű rendszerek azonban a meleg víz készítése mellett, épületek fűtésére és kültéri, vagy beltéri medencék fűtésére is alkalmazhatóak.
A napkollektoros rendszerek legfontosabb alkalmazási területei:
- Meleg víz készítése
- Épületek fűtése
- Medencék fűtése
a.) Melegvíz készítés
Családi házak esetén 2-3 db, nagyobb vízfogyasztás esetén 4-5 db 2 m2-es napkollektort célszerű felszerelni. Szükség van egy viszonylag nagy méretű, általában 200-500 literes melegvíz-tárolóra is. A nagyobb és jól hőszigetelt melegvíz-tároló alkalmas arra, hogy a napközben kollektorokkal előállított meleg vizet tárolja az esti és reggeli vízfogyasztás idejére. Az ilyen tárolókban általában két hőcserélő található. Az alsóra kell kötni a napkollektorokat, a felsőre pedig a kazánt. Így a kazán csak a tároló felső részét tudja felfűteni. Ezzel biztosítható, hogy mindig legyen meleg víz, ugyanakkor a kazán feleslegesen ne fűtse fel a kollektorok elől a teljes tárolótérfogatot. A melegvíz-tároló fűthető elektromos fűtőpatronnal is, vagy jó megoldás az is, ha két sorba kapcsolt tárolót alkalmaznak, melyek közül az elsőt napkollektorral, a másodikat hagyományos módon fűtik.
b.) Épületek fűtése szolár rendszerrel
Kisebb, puffertároló nélküli rendszerek:
Kisebb rendszereknél, főleg padló-, vagy falfűtés esetén puffertároló nélküli rendszerek is megvalósíthatók. Ekkor a kollektorok a napsütés időtartama alatt közvetlenül a fűtési rendszerre dolgoznak, a hőtárolást az épület szerkezetei, a padló, vagy a falak biztosítják.
A napkollektoros fűtés a hagyományos fűtési rendszerrel párhuzamosan üzemel, erre a célra úgynevezett szoláris fűtési egység szolgál. Ez tartalmazza a napkollektor köri hőcserélőt, valamint a fűtési köri szivattyút és termosztatikus keverőszelepet.
Nagyobb, puffertárolós rendszerek:
Nagyobb rendszereknél célszerű puffertárolót alkalmazni. Ez egy nagyobb méretű, jól hőszigetelt víztartály, melyben a napsütés időszakában hasznosított napenergia eltárolható a napsütés mentes időszakra. A puffertárolók a napkollektorok mellett jól illeszthetők a korszerű fatüzelésű kazánokhoz, cserépkályhákhoz, kandallókhoz is. A puffertárolót egybe lehet építeni a melegvíz-tárolóval (ez a kombipuffer), a kollektoros felfűtést pedig úgynevezett rétegtöltéssel lehet optimalizálni.
c.) Medencék fűtése szolár rendszerrel
Egyszerűbb, nyáron használható rendszer, lefedés nélküli napkollektorral
Szabadtéri medencék fűtésére használhatók az úgynevezett lefedés nélküli napkollektorok. Ezek fekete polipropilénből készült, belső csőjáratos lemezek, melyekben közvetlenül a medence vizét lehet keringtetni. Így egyszerűbb, olcsóbb, de csak a nyári hónapokban alkalmazható rendszer.
Egész évben használható rendszer, üveg fedésű, szelektív napkollektorral
Ha a medencéket hűvösebb napokon, májusban és szeptemberben is fűteni akarják, vagy fedett medencék egész-éves fűtése a cél, akkor üveg fedésű, szelektív síkkollektorokat kell használni. Szelektív napkollektorokkal - mivel a kollektorokban fagyálló folyadék kering - a vízforgató-szűrő körbe épített hőcserélőn keresztül lehet fűteni a medencéket. Ha a kollektorokon kívül kazánnal is fűtik a medencét, akkor még egy hőcserélőt kell beépíteni a kollektoros hőcserélő után.
Kombinált melegvíz készítő és medence fűtő rendszerek
Beltéri medencék napkollektoros fűtése esetében, vagy ha a szabadtéri medencéhez közel van a lakóépület, a napkollektoros medencefűtést célszerű kombinálni használati-melegvíz készítéssel. Ekkor a kollektorok a melegvíz-tárolót és a medencét is fűtik, az átkapcsolás motoros váltószeleppel, automatikusan történik. Megfelelő napsütés esetén, a kollektorok először a melegvíz tárolót fűtik fel, utána váltanak át a medence fűtésére.
3. A napkollektorok 2 fő típusa
a.) Síkkollektor
Általában szelektív bevonatú abszorberrel, egyszeres üvegfedéssel készülő kollektor. Kiforrott technológián alapszik, megbízható működésű. Az eladott napkollektorok közel 95% tartozik ebbe a kategóriába. Ezt a típust alkalmazzák a Szolárház koncepcióban is, valamint megbízhatósága és sérülésekre való kis érzékenysége miatt, a napkollektoros hőerőműveknél is. Ezen a típuson belül megjelentek a vákuumos síkkollektorok is, melyekből a levegőt a telepítést követően kiszivattyúzzák. A kollektorházban így kapott légüres térnek köszönhetően, nő a kollektor hatásfoka, mivel nincs hővezető közeg, amely a sugárzásos hőátadást elvezetné.
b.) Vákuumcsöves napkollektorok
A vákuumcsöves kollektoroknál az elnyelőlemezt egy olyan üvegcsőbe helyezik, amelyből a levegőt már a gyártás során kiszivattyúzzák. Ezekből a csövekből állítják össze ezt követően a kollektormezőt. A vákuumcsöves kollektorok előnye a jó hőszigetelés, valamint az is, hogy ennek köszönhetően már szórt fény esetén is dolgoznak. Hátrányuk, hogy a napsugárzás nagyobb részét verik vissza, mint a síkkollektor.
4. A napkollektoros rendszer főbb elemei
- Napkollektor
- Tartószerkezet
- Hőtárolók, hőhasznosítók
- Szolár állomás
- Szabályzó elektronika
- Tágulási tartály
5. Milyen napkollektoros rendszerre van szükségem?
A szolár rendszer által elérni kívánt igényeket kell meghatározni, ennek függvénye a méretezés. A napkollektor által termelt meleg vizet használhatjuk:
- használati melegvíz (fürdés, mosogatás, stb.)
- fűtésrásegítés
- úszómedence fűtése
Ha meghatároztuk, hogy mire szeretnénk a napkollektor által termelt meleg vizet használni, azzal meghatároztuk azt is, hogy mikor, mennyi és hány fokos meleg vízre van szükségünk.
Figyelembe kell venni, hogy hazánkban a nyári-téli napsütéses órák között jelentős különbség van. Ha úgy méreteznénk egy napkollektor rendszert, hogy az nagy mennyiségű meleg vizet állítson elő télen, az hatalmas problémát jelentene nyáron, mivel fűtés híján nem lehetne mit kezdeni ennyi meleg vízzel és a rendszer állandóan felforrna.
Minden esetben az igényekhez legjobban illeszkedő, mind műszaki, mind pedig gazdaságossági szempontból optimális megoldást kell megtalálni. Egy napkollektoros rendszer ideális működéséhez az alábbi 3 tényező elengedhetetlenül szükséges:
1. A napkollektoros rendszer szakszerű tervezése, méretezése és kivitelezése.
2. Jó minőségű napkollektorok és kiegészítők alkalmazása.
3. A napkollektoros rendszer egyedi igények szerint testre szabott beállítása, programozása.
Sokan összekeverik a napelemet és a napkollektorral, tehát a:
Napelem: A napsugárzás fényenergiáját elektrokémiai úton villamos energiává alakítja át.
Napkollektor: A napsugárzás hőenergiájának felhasználásával meleg vizet állít elő.
Röviden és egyszerűen, a napelem áramot termel, a napkollektor meleg vizet.
1. A napkollektor működése
A napkollektor fényelnyelő (matt fekete, nem fényvisszaverő festékkel bevont) rétegét abszorbernek nevezik. Ez a réteg a fény elnyelése által melegszik fel és ezt közvetíti a munkafolyadéknak. A kollektor működését közben folyamatosan figyeli egy vezérlő automatika, amely a megfelelő hőmérséklet elérésekor elindítja a szivattyút. A munkafolyadék egy hőcserélőn keresztül adja le a hőenergiát az erre a célra kialakított és megfelelően hőszigetelt tárolóban lévő víznek.
A tárolóban így felmelegedett vizet, mint használati meleg vízet (fürdés, mosás, mosogatás stb.) tudjuk hasznosítani, illetve megfelelő méretezés és fűtési rendszer esetén, akár fűtési vízként is hasznosíthatjuk házunk fűtési rendszerében.
2. Napkollektorok alkalmazási területei
A napkollektoros rendszer célja a legtöbb esetben használati-meleg víz készítés. A nagyobb méretű rendszerek azonban a meleg víz készítése mellett, épületek fűtésére és kültéri, vagy beltéri medencék fűtésére is alkalmazhatóak.
A napkollektoros rendszerek legfontosabb alkalmazási területei:
- Meleg víz készítése
- Épületek fűtése
- Medencék fűtése
a.) Melegvíz készítés
Családi házak esetén 2-3 db, nagyobb vízfogyasztás esetén 4-5 db 2 m2-es napkollektort célszerű felszerelni. Szükség van egy viszonylag nagy méretű, általában 200-500 literes melegvíz-tárolóra is. A nagyobb és jól hőszigetelt melegvíz-tároló alkalmas arra, hogy a napközben kollektorokkal előállított meleg vizet tárolja az esti és reggeli vízfogyasztás idejére. Az ilyen tárolókban általában két hőcserélő található. Az alsóra kell kötni a napkollektorokat, a felsőre pedig a kazánt. Így a kazán csak a tároló felső részét tudja felfűteni. Ezzel biztosítható, hogy mindig legyen meleg víz, ugyanakkor a kazán feleslegesen ne fűtse fel a kollektorok elől a teljes tárolótérfogatot. A melegvíz-tároló fűthető elektromos fűtőpatronnal is, vagy jó megoldás az is, ha két sorba kapcsolt tárolót alkalmaznak, melyek közül az elsőt napkollektorral, a másodikat hagyományos módon fűtik.
b.) Épületek fűtése szolár rendszerrel
Kisebb, puffertároló nélküli rendszerek:
Kisebb rendszereknél, főleg padló-, vagy falfűtés esetén puffertároló nélküli rendszerek is megvalósíthatók. Ekkor a kollektorok a napsütés időtartama alatt közvetlenül a fűtési rendszerre dolgoznak, a hőtárolást az épület szerkezetei, a padló, vagy a falak biztosítják.
A napkollektoros fűtés a hagyományos fűtési rendszerrel párhuzamosan üzemel, erre a célra úgynevezett szoláris fűtési egység szolgál. Ez tartalmazza a napkollektor köri hőcserélőt, valamint a fűtési köri szivattyút és termosztatikus keverőszelepet.
Nagyobb, puffertárolós rendszerek:
Nagyobb rendszereknél célszerű puffertárolót alkalmazni. Ez egy nagyobb méretű, jól hőszigetelt víztartály, melyben a napsütés időszakában hasznosított napenergia eltárolható a napsütés mentes időszakra. A puffertárolók a napkollektorok mellett jól illeszthetők a korszerű fatüzelésű kazánokhoz, cserépkályhákhoz, kandallókhoz is. A puffertárolót egybe lehet építeni a melegvíz-tárolóval (ez a kombipuffer), a kollektoros felfűtést pedig úgynevezett rétegtöltéssel lehet optimalizálni.
c.) Medencék fűtése szolár rendszerrel
Egyszerűbb, nyáron használható rendszer, lefedés nélküli napkollektorral
Szabadtéri medencék fűtésére használhatók az úgynevezett lefedés nélküli napkollektorok. Ezek fekete polipropilénből készült, belső csőjáratos lemezek, melyekben közvetlenül a medence vizét lehet keringtetni. Így egyszerűbb, olcsóbb, de csak a nyári hónapokban alkalmazható rendszer.
Egész évben használható rendszer, üveg fedésű, szelektív napkollektorral
Ha a medencéket hűvösebb napokon, májusban és szeptemberben is fűteni akarják, vagy fedett medencék egész-éves fűtése a cél, akkor üveg fedésű, szelektív síkkollektorokat kell használni. Szelektív napkollektorokkal - mivel a kollektorokban fagyálló folyadék kering - a vízforgató-szűrő körbe épített hőcserélőn keresztül lehet fűteni a medencéket. Ha a kollektorokon kívül kazánnal is fűtik a medencét, akkor még egy hőcserélőt kell beépíteni a kollektoros hőcserélő után.
Kombinált melegvíz készítő és medence fűtő rendszerek
Beltéri medencék napkollektoros fűtése esetében, vagy ha a szabadtéri medencéhez közel van a lakóépület, a napkollektoros medencefűtést célszerű kombinálni használati-melegvíz készítéssel. Ekkor a kollektorok a melegvíz-tárolót és a medencét is fűtik, az átkapcsolás motoros váltószeleppel, automatikusan történik. Megfelelő napsütés esetén, a kollektorok először a melegvíz tárolót fűtik fel, utána váltanak át a medence fűtésére.
3. A napkollektorok 2 fő típusa
a.) Síkkollektor
Általában szelektív bevonatú abszorberrel, egyszeres üvegfedéssel készülő kollektor. Kiforrott technológián alapszik, megbízható működésű. Az eladott napkollektorok közel 95% tartozik ebbe a kategóriába. Ezt a típust alkalmazzák a Szolárház koncepcióban is, valamint megbízhatósága és sérülésekre való kis érzékenysége miatt, a napkollektoros hőerőműveknél is. Ezen a típuson belül megjelentek a vákuumos síkkollektorok is, melyekből a levegőt a telepítést követően kiszivattyúzzák. A kollektorházban így kapott légüres térnek köszönhetően, nő a kollektor hatásfoka, mivel nincs hővezető közeg, amely a sugárzásos hőátadást elvezetné.
b.) Vákuumcsöves napkollektorok
A vákuumcsöves kollektoroknál az elnyelőlemezt egy olyan üvegcsőbe helyezik, amelyből a levegőt már a gyártás során kiszivattyúzzák. Ezekből a csövekből állítják össze ezt követően a kollektormezőt. A vákuumcsöves kollektorok előnye a jó hőszigetelés, valamint az is, hogy ennek köszönhetően már szórt fény esetén is dolgoznak. Hátrányuk, hogy a napsugárzás nagyobb részét verik vissza, mint a síkkollektor.
4. A napkollektoros rendszer főbb elemei
- Napkollektor
- Tartószerkezet
- Hőtárolók, hőhasznosítók
- Szolár állomás
- Szabályzó elektronika
- Tágulási tartály
5. Milyen napkollektoros rendszerre van szükségem?
A szolár rendszer által elérni kívánt igényeket kell meghatározni, ennek függvénye a méretezés. A napkollektor által termelt meleg vizet használhatjuk:
- használati melegvíz (fürdés, mosogatás, stb.)
- fűtésrásegítés
- úszómedence fűtése
Ha meghatároztuk, hogy mire szeretnénk a napkollektor által termelt meleg vizet használni, azzal meghatároztuk azt is, hogy mikor, mennyi és hány fokos meleg vízre van szükségünk.
Figyelembe kell venni, hogy hazánkban a nyári-téli napsütéses órák között jelentős különbség van. Ha úgy méreteznénk egy napkollektor rendszert, hogy az nagy mennyiségű meleg vizet állítson elő télen, az hatalmas problémát jelentene nyáron, mivel fűtés híján nem lehetne mit kezdeni ennyi meleg vízzel és a rendszer állandóan felforrna.
Minden esetben az igényekhez legjobban illeszkedő, mind műszaki, mind pedig gazdaságossági szempontból optimális megoldást kell megtalálni. Egy napkollektoros rendszer ideális működéséhez az alábbi 3 tényező elengedhetetlenül szükséges:
1. A napkollektoros rendszer szakszerű tervezése, méretezése és kivitelezése.
2. Jó minőségű napkollektorok és kiegészítők alkalmazása.
3. A napkollektoros rendszer egyedi igények szerint testre szabott beállítása, programozása.
