Comments Off on Elnyelők, vákuum és sík kollektorok

Elnyelők, vákuum és sík kollektorok

Abszorberelnyelők

Az abszorberelnyelők lényegében fedetlen, hőszigetelés nélküli napkollektorok. Ezeket viszonylag kis hőmérséklet-különbség mellett, jelentős sugár intenzitás esetén (nyáron) használjuk. Folyadékos (víz) hőhordozóval működik, kis fajlagos tömege és könnyű szerelhetősége miatt bárhol elhelyezhető, és előnyösen alkalmazható házilagos kivitelezés esetén is. A legkorszerűbb az ún. EPDM gumiból készült csőjáratos szőnyeg (abszorber), amely földre, tetőre szerelhető, vegyszerek iránt érzéketlen (tehát pl. a medence kémiailag kezelt vize is átereszthető rajta), fagy nem károsítja, ezért télen sem kell leüríteni. Hasonló napkollektorként viselkedik a napra kitett vízzel töltött fekete hordó, vagy a vízzel teli locsoló-tömlő is, amelyek a napsugárzás hatására felmelegszenek. Hátrányuk azonban, hogy nagy a hőveszteségük és a napsütés elmúltával viszonylag gyorsan lehűlnek.

Vákuumcsöves kollektorok

A vákuumos síkkollektor kialakítása abban különbözik a normál síkkollektorétól, hogy az üvegfedése sűrűn alátámasztott, és a kollektorházból vákuumszivattyú időszakonként kiszívja a levegőt. A vákuumcsöves kollektor kör keresztmetszetű, tökéletesen zárt, üvegből készült vákuumcsövekbe helyezett abszorber, amelynek zárt csőjáratába elpárolgó közeget töltenek. A felmelegedő és így elpárolgó közeg a vákuumcső felső részén kialakított hőcserélőben kondenzál és felmelegíti a kollektor felső csövében keringetett hőátadó folyadékot.

Síkkollektorok

A síkkollektorok a napenergia-hasznosítás legáltalánosabban használt szerkezetei. Éghajlati adottságaink mellett hazánkban napenergia-hasznosítására a folyadékhordozós síkkollektorok alkalmazhatók leginkább, ezért részletesebben ennek felépítésével foglalkozunk az alábbiakban.
Beépítési módjuk alapján két változat terjedt el:

  • a “ddoboz “napkollektor (modul elem), amely önálló szerkezeti egység, alkalmas akár tetőn, akár máshol a szabadban történő felállításra, a doboz korrózióálló, hosszú élettartamú, tömör kialakítású hőelnyelő-átalakító elemet (abszorbert), hőszigetelést és fényáteresztő (üveg vagy műanyag) fedést tartalmaz, a tetőbe épített napkollektor, amely a tetőhéjalás része, szerkezeti elemei azonosak a doboz kollektoréval.
A kollektorok elhelyezése és tájolása
A kollektorok optimális tájolása déli irányú, de ettől a felszerelési hely adottságaitól függően -kis mértékben- el lehet térni keleti/nyugati irányba. A déli iránytól eltérés a hasznosított napsugárzás csökkenését eredményezi, melynek mértéke ? 30o eltérésig nem jelentős. Kelet/nyugati tájolás esetén elérheti a 30o-ot. Ha a keleti és nyugati tájolás között kell választani, a melegebb, délutáni léghőmérséklet és a délután kisebb valószínűséggel előforduló ködök miatt célszerűbb a nyugati tájolást választani. A kollektorok optimális dőlésszöge a felállítási hely földrajzi fekvésétől függ, és évszakonként váltakozik.

Magyarország területén az optimális dőlésszög
egész éves üzem esetén: ~45o
májustól szeptemberig: ~30o
novembertől februárig: ~65o
Az optimális dőlésszögtől való eltérés a kollektorok teljesítményének csökkenését eredményezi. A csökkenés egész éves üzem mellett, vízszintes beépítés esetén ~20%, függőleges beépítés esetén ~35%.
Mivel a síkkollektorok a határozott irány nélküli és hazánkban jelentős arányú szórt sugárzást is hasznosítják, ezért viszonylag kevéssé érzékenyek. Ez az oka annak, hogy a kollektorokat általában állandó tájolással és dőlésszöggel (fixen) szerelik fel. Napkövető beépítéssel a hasznosított energiamennyiség csak kis mértékben növelhető, ami nem áll arányban az ilyen mozgószerkezet többletköltségével.

A síkkollektor fő részei

•    az elnyelő (abszorber) feladata, hogy magába gyűjtse a napenergiát,
•    a lefedő üveg vagy műanyaglemez feladata, hogy a napfényt áteresztve szigetelje a kollektort,
•    a kollektordoboz és a szigetelés feladata, hogy merevítse, szigetelje, vízmentessé tegye a kollektort.

Az elnyelő (abszorber)

A folyadék munkaközegű síkkollektor energia-gyűjtő eleme általában jó sugárzás-elnyelő tulajdonságú csőjáratos lemezlap (abszorber). Az abszorber felépíthető sík bordázatú csövekből, vagy kiképezhető olyan fémlemezként, amelyre csőkígyót erősítenek. A munkaközeg a csőben áramolva a napsugárzás hatására felmelegszik. Bizonyos esetekben a csőjáratos lemez műanyagból is készülhet. A lefedéssel készülő kollektorok üresjárati hőmérséklete (amikor a hőhordozó közeg nem kering) igen magas lehet (elérheti a 180-200 oC fokot is). Ezért elnyelőlemeznek fémet célszerű alkalmazni, legtöbbször rezet vagy alumíniumot. A csővezeték általában vörösréz.

A síkkollektor elnyelő-elemének bevonata

A síkkollektorokkal hasznosított energia mennyisége jelentős mértékben függ az elnyelőlemez tulajdonságaitól. A cél olyan elnyelőlemez kialakítása és alkalmazása, amely a napsugárzást közel 100%-ban elnyeli, ugyanakkor saját visszasugárzása minimális. Ezt ún. szelektív bevonattal lehet elérni. Szelektív bevonatként általában galvanizálással felvitt nikkel-, vagy króm-oxidokat használnak, de lehet kapni szelektív tulajdonságokkal rendelkező festéket, ún. “szolárlakkot” is. Kedvező hatást lehet elérni az elnyelőlemez felületének érdesítésével is. Természetesen alkalmazhatók szelektív bevonat nélküli abszorberek is. Ezek hatásossága kisebb, de a nyári félévben kielégítően alkalmazhatók.

A síkkollektorok lefedése

Lényegesen befolyásolja a kollektorok hatásosságát a lefedés fényáteresztő és hőszigetelő képessége. A kollektor gyártók általában alacsony vastartalmú, 4 mm vastag edzett biztonsági üveget alkalmaznak. Az üveg előnye az igen jó fényáteresztő képesség és a megbízható, hosszú élettartam. Az edzett üveg a jégverésnek és a hóterhelésnek is ellenáll. Új fejlesztés a lencsefelületű biztonsági üveg, amelynél a felszínt borító kicsiny lencsék a nagy szög alatt érkező közvetlen napsugárzást bevezetik az elnyelő fölötti térbe. Másik lefedő lemez típus a polikarbonát lemez. Előnye az alacsony ár, a kis súly, a szabhatóság és a jó hőszigetelő képesség. Hátránya az, hogy a nagy termikus igénybevétel és a sugárzásterhelés mellett rövidebb az élettartama.

A kollektorok hőszigetelése és dobozszerkezete

A kollektorok abszorbereinek hátoldalán hőszigetelést kell alkalmazni. A hőszigetelésre szálas ásvány-vagy üveggyapot lemezt használnak 40-80 mm vastagságban. A dobozszerkezet (kollektor ház) általában alumínium lemezből készül. Egyszerűbb kollektorokhoz műanyag, vagy fa dobozt alkalmaznak. A dobozszerkezet feladata a lefedés, az abszorber, és a hőszigetelés zárt egységben tartása, a kollektor lezárása, a nedvesség bejutásának megakadályozása. Közvetlenül a tetőszerkezetbe épített kollektorok doboz nélküliek. Ezek előnye, hogy némileg olcsóbbak és kisebb a hőveszteségük. A kollektorok általában 2 m2 körüli felülettel, kb. 1×2 m-es méretben készülnek. Nagyobb igények kielégítésére több kollektort kell alkalmazni

Filed in: Aktív rendszerek
Proudly designed by Theme Junkie.