Napkollektoros rendszer felépítése

Napkollektor

A napsugárzás energiáját alakítja át hőenergiává.

Szolár tárolók

Jól hőszigetelt belső hőcserélővel vagy hőcserélő nélkül, fűthető (elektromos fűtés) vagy fűtés nélküli tartály, amely a kollektorral előállított hőenergiát melegvíz formájában lehet tárolni.

rövid idejű tárolók (általában 24 órára hatásos)
közepes időtartamú tároló (1–4 hetes időtartamú)
hosszú idejű tároló (egész idényt kiszolgáló)

A hasznosítás hatásosságát a szükséges tárolótérfogat és a fogyasztás jellege befolyásolja. A szükséges térfogatot a tároló üzemi viszonyai és a napi fogyasztás befolyásolják. A hasznosítás hatékonyságát a fogyasztás mennyisége mellett a fogyasztás jellege (időbeli eloszlása) is befolyásolja. Ennek alapvetően két csoportját különböztetjük meg, egyik az, amikor sugárzás nélküli időszakban van fogyasztás, illetve amikor a teljes napon keresztül folyamatos fogyasztás van. Ma általában kétkörös rendszerek használatosak, ezek vagy speciális tárolóval vagy hőcserélővel működnek.

A szolár rendszer működtető szerkezetei

A működtető szerkezeteknél a szolártechnikában általában az épületgépészetben is ismert rendszereket alkalmazzák, ezért csak a speciális különbségekre térünk ki.

Szabályozás: Mikroprocesszoros, digitális szabályzó, amely méri a kollektorok, fűtött tároló (ok) hőmérsékletét és ezek által a keringtető szivattyúk és a motoros váltószelepek üzemét. A napenergia hasznosításban speciális szabályozási igénye a szolárkörnek van szivattyús keringetés esetén. Ennek érdekében a kollektorba be-és onnan kilépő hőhordozó hőmérsékletét mérik, és ezen hőmérsékletek különbsége adja a szabályozás alapját. Általánosan elmondható, hogy ha e két pont között legalább 3 °C a különbség, a keringető szivattyúk beindulnak, ezt a differenciálszabályozó biztosítja. Az érzékelőket olyan helyre kell beépíteni, ahol a hőhordozóval teljes mértékben érintkeznek, a legtöbb szabályozó rendelkezik hőmérséklethatárolóval, ez azt eredményezi, hogy a 95 °C-nál melegebb víz nem kerülhet be a tárolóba. Ez a jelenség akkor jön létre, ha fogyasztás nélküli üzemeltetés van, és ezzel főként a szivattyú és a tágulási tartály károsodása akadályozható meg. Fontos arra odafigyelni, hogy a magára hagyott kollektorban a hőhordozó felforrhat, ez károsíthatja a szerkezetet, így sok esetben, a kollektorokban figyelembe veszik az üresjárati hőmérsékletet. Ez az a hőmérséklet, amelynél a magára hagyott kollektor nem lehet melegebb, azaz a hőveszteség a hasznosított sugárzással egyenlő.

Szolár keringtető rendszer
Szoláris szerelési egység tartalmazza a kollektor köri szivattyú és az egyéb szükséges szerelvényeket.

A szolár rendszer biztosítás berendezése

Tágulási tartály(ok): A kollektor kör folyadék tágulását membrános szolár tágulási tartály segíti elő, amely egy környezetbarát fagyálló folyadékkal van feltöltve. Akárcsak minden épületgépészeti zárt hasznosító vizes rendszernél, szükség van zárt tágulási tartály beépítésére. Ezek a tartályok csökkentik a korrózióveszélyt és a fagyálló folyadék öregedését azáltal, hogy a hőhordozó oxigéndúsulását megakadályozza. A kollektorköri hőhordozók átlagos teljes hőtágulása 100 °C-ra történő melegítéskor kb. 5%, 150 °C-ra történő melegítéskor kb. 9%. A biztonságos üzemeltetéshez fontos még a túlnyomás megszüntetése. Általában 100 °C fölött van ezeknek a rendszereknek a forráspontja, ha a fagyálló keveréket alkalmazzuk, akkor is, de adott esetben a hőhordozó hőmérséklete meghaladhatja a forráspontot. A túlnyomást ezért rugós biztosító szeleppel vezetik le. Az üresjárati túlmelegedés és a túlnyomás kiküszöbölésére több lehetőség ismert. A nagy tárolókapacitás, folyamatos fogyasztás fenntartása, csúcshőmérsékletet és nagy nyomást is elviselő anyagok alkalmazása, nagy forráspontú hőhordozó közeg alkalmazása, a kollektor automatikus leürítése a veszélyes hőmérséklet tartományban, valamint hőérzékelővel működtetett leeresztő mágnes-szelep, amely a kollektor csúcshőmérséklete esetén egy tárolóba üríti a hőhordozót. A száraz kollektor kevésbé van kitéve a veszélynek. Ennek hátránya az, hogy az üzem visszaállítása kézi beavatkozást igényel, azaz a tároló csapját kinyitva a szivattyú visszajuttatja a rendszerbe a hőhordozó közeget. Hasonló biztonsági jellegű megoldás a leürítést hasznosító rendszer. Ez kézi leürítést feltételez olyan területeken, ahol csak keringetés idején van feltöltve a rendszer, azaz pl. ha nem fagyállóval töltik fel és szezonális működtetésről van szó. A szolárrendszer üzemeltetéséhez tartózó elengedhetetlen egységek a légtelenítő szelep, valamint a töltő-ürítő csap.

Csővezeték rendszer (PRIMER /kollektor kör/)

A kollektort a hőcserélővel hőszigetelt vörösrézcsőből készült csővezeték köti össze. Szoláris rendszereknél legáltalánosabban fagyálló folyadékkal töltik fel a csőhálózatot, így ezeknél a szivattyúknál az eltérő viszkozitást kell figyelembe venni. Sok esetben a teljesítményfelvétel megnövekszik. A napkollektorokban a hőhordozó folyadékáram viszonylag kicsi, az elnyelőfelületre vonatkoztatva a fajlagos folyadékáram 50–100 l/óra m2. Ez nagyon kis vízmennyiséget jelent a szokásos 3–4 m2-nyi kollektorfelület mellett.

Csővezeték rendszer (SECUNDER /tároló köre/)

A hőcserélőt és a tárolót hőszigetelt vörösrézcsőből készült csővezeték köti össze.

A hőcserélő

A hőcserét szolártechnikai rendszerekben vagy külső hőcserélő szerkezettel oldják meg, vagy pedig a tárolótartállyal összeépített hőcserélővel, amely lehet fűtőköpeny, vagy beépített csőkígyó. A szolártechnikai rendszerek kialakítása, pl. a fagyálló folyadékkal való feltöltés, ill. a különböző hőmérsékleti viszonyok igénylik azt, hogy kétkörös rendszereket használjunk, azaz a kollektor ill. a fogyasztókör egymástól elválasztott legyen. A hőcserélő azonban egy felesleges hőmérsékletesést jelenthet, illetve megnöveli a szerkezeti működtetési és szabályozási szerkezetek számát. Tárolóval összeépített hőcserélő esetén, amennyiben a fűtőköpenyről van szó, a szükséges hőátadó felület egységnyi kollektorfelületre vonatkoztatva 0,5– 0,6 m2/m2. A csőkígyó anyaga ez esetben lágy vörösrézcső, az alkalmazható csőátmérő 12–18 mm. Az egységnyi kollektorfelületre vonatkoztatott csőhossz kb. 6 fm/m2, menetek között fél csőátmérőnyi rés kell. A hőcserélőket általában túlméretezni szokták, ez azonban nem jelent jelentős hibát, mivel a lehető legkisebb hőfokesés elérése a cél, és ezzel ez így biztosítható.

NAPELEM KALKULÁTOR
Számolja ki gyorsan és könnyedén havi villanyszámlája alapján, hogy milyen konstrukcióra van szüksége