Kolektory słoneczne

Aktualności

Zasada działania kolektorów słonecznych

Zasada działania kolektorów słonecznych
Kolektory słoneczne (zwane również potocznie solary) służą do odbioru ciepła promieniowania słonecznego i przekazywania go do cieczy roboczej, która z kolei ogrzewa wodę użytkową lub ciecz w zbiornikach akumulacyjnych. Kolektory słoneczne mogą być używane przez cały rok, gdyż ich stosowanie jest opłacalne nawet jeśli podgrzeją wodę tylko o kilka stopni. Największa efektywność przypada na okres od kwietnia do września.

Orientacyjne zyski z użytkowania kolektora słonecznego obrazuje poniższy wykres:

Kolektory słoneczne można instalować wszędzie, w dowolnej konfiguracji. Mogą być instalowane zarówno na dachu, jak i na ziemi - na stojaku.
Rurowe kolektory słoneczne przystosowane są do montażu zarówno na dachach ze spadkiem jak i płaskich. Kąt nachylenia kolektorów powinien wynosić min. 25o w celu zapewnienia cyrkulacji cieczy parującej w rurce cieplnej. Kolektory mogą być z powodzeniem montowane w pionie na ścianach budynków.

Aby jednak otrzymać najlepsze efekty, warto trzymać się następujących wskazówek:
• Kolektory słoneczne powinny być zwrócone stroną szklaną na południe.
• Kolektory słoneczne należy instalować w miejscu niezacienionym przez drzewa, krzaki itp.

Kolektor słoneczny próżniowy z rurką cieplną to najbardziej zaawansowany produkt techniki solarnej. Zbudowany jest z kilkunastu lub kilkudziesięciu rur próżniowych wsuniętych w gniazda w przepływowym wymienniku ciepła.
Rura próżniowa to dwie szklane rury zespolone ze sobą, między którymi wytworzona jest próżnia - najlepsza ze znanych nam izolacja cieplna. Wewnętrzna rura szklana pokryta jest od strony próżni trójwarstwową powłoką absorpcyjną. Próżnia zapewnia doskonałą przenikalność promieniowania słonecznego do absorbera i minimalną emisję promieniowania cieplnego z nagrzanego absorbera do otoczenia. Wewnątrz rury próżniowej znajduje się aluminiowy radiator i miedziana rurka cieplna zakończona kondensatorem, które odbierają ciepło z absorbera.

Rurka cieplna wykorzystuje zasadę działania pompy ciepła.
W rurce cieplnej znajduje się niewielka ilość płynu niezamarzającego i parującego w temperaturze 25o C co zapewnia pozyskanie energii słonecznej nawet w dni pochmurne. Wymiana ciepła zachodzi poprzez parowanie i skraplanie się gazu w rurce cieplnej.
Wytworzona para zbiera się w kondensatorze rurki cieplnej umieszczonym w wymienniku ciepła. Przez wymiennik ciepła przepływa pośredni czynnik grzewczy, który odbierając ciepło z kondensatora powodując skroplenie pary a kondensat wraca na dno rurki cieplnej i cały proces powtarza się od nowa.
Próżniową rurę solarną została przedstawiona na poniższym rysunku.

Zalety kolektorów słonecznych próżniowych
Kolektory próżniowe są do 30% sprawniejsze od kolektorów płaskich w okresach wiosennym i jesiennym oraz do 60% sprawniejsze w okresie zimowym.
Wykazują stały poziom absorpcji (pochłaniania) promieniowania w ciągu całego dnia gdyż powierzchnia absorpcji nie zależy od kąta padania promieni słonecznych tak jak w kolektorach płaskich. W okresie lata, przy długotrwałym nasłonecznieniu i braku odbioru ciepła zastosowanie rurki cieplnej uwalnia kolektor słoneczny od problemu przegrzewania się - ma miejsce zjawisko stagnacji temperatury kolektora poniżej temperatury wrzenia czynnika ( woda/glikol).
Kolektory słoneczne próżniowe najczęściej stosowane są do podgrzewania wody użytkowej w okresie całego roku, do wspomagania ogrzewania pomieszczeń oraz ogrzewania wody w basenach. W naszej strefie klimatycznej kolektory próżniowe zapewniają w skali roku uzyskanie do 70% energii zużywanej na podgrzanie wody użytkowej oraz do 30% energii zużywanej na ogrzewanie budynków.

Słoneczne systemy grzewcze - ogrzewanie c.w.u.
Kolektory słoneczne służą do ogrzewania ciepłej wody użytkowej w okresie od wiosny do jesieni. W zimie kolektory dokonują wstępnego ogrzewu c.w.u. Ogrzanie wody następuje za pośrednictwem dolnej wężownicy znajdującej się w zbiorniku (wymienniku). Do górnej wężownicy można podłączyć kocioł c.o. który ogrzewa c.w.u. w zimie. Gdy temperatura niezamarzającego płynu roboczego w kolektorach osiągnie temperaturę wyższą niż woda w zbiorniku, sterownik włączy pompę obiegową.

Pompa przetłoczy nagrzany płyn roboczy z kolektorów słonecznych do wężownicy znajdującej się w zbiorniku, gdzie ciepło jest oddawane. Następnie płyn roboczy jest tłoczony z powrotem do kolektorów słonecznych w celu ponownego nagrzania. W momencie gdy temperatura płynu roboczego w kolektorach zrówna się z temperaturą wody w zbiorniku regulator automatycznie wyłączy pompę.

Słoneczne systemy grzewcze - wspomaganie c.o.
Większe instalacje z kolektorami słonecznymi mogą być wykorzystane do wspomagania c.o. W takim przypadku kolektory słoneczne podłączone są do dwóch zbiorników: jeden to zbiornik c.w.u. a drugi to buforowy zbiornik ciepła. Zbiorniki te mogą być również połączone w jeden zbiornik w zbiorniku. C.w.u. jest ogrzewana w pierwszej kolejności natomiast pozostałe ciepło jest gromadzone w buforze c.o., z którego może zostać pobrane do domowej instalacji grzewczej. Ze względu na występowanie nadmiaru ciepła w okresie letnim, system taki powinien być połączony z instalacją do ogrzewania basenu lub ze słoneczną instalacją chłodniczą (tzw. solar cooling). Instalacje te przejmą nadmiar ciepła w lecie, zwiększając jednocześnie sprawność całego systemu.

W praktyce słoneczny system grzewczy można dowolnie rozbudować, podłączając do niego dowolne urządzenie grzewcze i dowolne odbiory ciepła

Przeglądano: 420

Ilość komentarzy: 0