Budowa płaskiego kolektora słonecznego opiera się na podstawowych regułach, jednak różnice w konstrukcji np. absorberów, obudowy, przykrycia szklanego są znaczne dla wielu producentów.
Próżniowe kolektory słoneczne mogą posiadać różne konstrukcje. Jednak ich cechą wspólną jest zastosowanie próżni jako izolacji cieplnej, dla ograniczenia strat ciepła od absorbera do otoczenia kolektora słoneczego. Jak są zbudowane?
Budowa próżniowego kolektora słonecznegokolektoryVi
Jakie są różnice pomiędzy kolektorem płaskim, a próżniowym?
Jak zbudowany jest próżniowy kolektor słoneczny?
Jakie są wymagania dla montażu kolektora próżniowego?
Temperatura stagnacji kolektora słonecznego określana jest popularnie postojową, albo stanem równowagi cieplnej. To maksymalna temperatura osiągana przez absorber kolektora słonecznego, w razie braku odbioru ciepła. Temperatura stagnacji świadczy wprost o sprawności kolektora słonecznego. Im wyższa temperatura stagnacji tym większa zdolność szyby kolektora do przepuszczania promieniowania słonecznego i tym niższe straty ciepła do otoczenia. Szczególnie ważne są także cechy pokrycia absorbera - jego selektywne właściwości (wysoka absorbcja promieniowania słonecznego, niska emisyjność ciepła).
Jak pracuje kolektor próżniowy w zimę? Posiada skuteczniejszą izolację cieplną, co może wpływać na jego zwiększoną sprawność pracy, pod warunkiem, że konstrukcja pozwala na jego odmrażanie. Porównanie kolektorów pod względem pracy zarówno latem i zimą przynosi ciekawe wyniki...
Sprawność kolektora słonecznego to w prostym ujęciu wydajność cieplna (W/m2) jaką wytwarza on chwilowo w odniesieniu do promieniowania słonecznego (W/m2). Jeżeli np. promieniowanie słoneczne wynosi 800 W/m2, a wydajność kolektora w tym samym momencie 600 W/m2, to jego sprawność wynosi 75%. Sprawność kolektora jest wartością silnie zmienną w czasie i zależną od kilku czynników.
Temperatura pracy kolektora słonecznego nie świadczy o jego sprawności i wydajności cieplnej. Jest związana ściśle z natężeniem przepływu czynnika grzewczego przez kolektor słoneczny.
Łączenie kolektorów słonecznych musi zapewnić odpowiednie natężenia przepływu czynnika grzewczego przez każdy z kolektorów. Stąd łączenie kolektorów płaskich w baterii ma charakter najczęściej równoległy. Dopuszcza się także łączenie szeregowe dla określonych typów urządzeń, np. kolektorów płaskich harfowych, próżniowych itd.
Próżniowe kolektory słoneczne mogą posiadać różne konstrukcje. Jednak ich cechą wspólną jest zastosowanie próżni jako izolacji cieplnej, dla ograniczenia strat ciepła od absorbera do otoczenia kolektora słoneczego. Jak są zbudowane?
Budowa próżniowego kolektora słonecznegokolektoryVi
Jakie są różnice pomiędzy kolektorem płaskim, a próżniowym?
Jak zbudowany jest próżniowy kolektor słoneczny?
Jakie są wymagania dla montażu kolektora próżniowego?
Temperatura stagnacji kolektora słonecznego określana jest popularnie postojową, albo stanem równowagi cieplnej. To maksymalna temperatura osiągana przez absorber kolektora słonecznego, w razie braku odbioru ciepła. Temperatura stagnacji świadczy wprost o sprawności kolektora słonecznego. Im wyższa temperatura stagnacji tym większa zdolność szyby kolektora do przepuszczania promieniowania słonecznego i tym niższe straty ciepła do otoczenia. Szczególnie ważne są także cechy pokrycia absorbera - jego selektywne właściwości (wysoka absorbcja promieniowania słonecznego, niska emisyjność ciepła).
Jak pracuje kolektor próżniowy w zimę? Posiada skuteczniejszą izolację cieplną, co może wpływać na jego zwiększoną sprawność pracy, pod warunkiem, że konstrukcja pozwala na jego odmrażanie. Porównanie kolektorów pod względem pracy zarówno latem i zimą przynosi ciekawe wyniki...
Sprawność kolektora słonecznego to w prostym ujęciu wydajność cieplna (W/m2) jaką wytwarza on chwilowo w odniesieniu do promieniowania słonecznego (W/m2). Jeżeli np. promieniowanie słoneczne wynosi 800 W/m2, a wydajność kolektora w tym samym momencie 600 W/m2, to jego sprawność wynosi 75%. Sprawność kolektora jest wartością silnie zmienną w czasie i zależną od kilku czynników.
Temperatura pracy kolektora słonecznego nie świadczy o jego sprawności i wydajności cieplnej. Jest związana ściśle z natężeniem przepływu czynnika grzewczego przez kolektor słoneczny.
Łączenie kolektorów słonecznych musi zapewnić odpowiednie natężenia przepływu czynnika grzewczego przez każdy z kolektorów. Stąd łączenie kolektorów płaskich w baterii ma charakter najczęściej równoległy. Dopuszcza się także łączenie szeregowe dla określonych typów urządzeń, np. kolektorów płaskich harfowych, próżniowych itd.
Ochrona instalacji solarnej przed wysokimi i niskimi temperaturami to jedna z podstawowych kwestii zapewnienia jej poprawnego działania i długowieczności pracy.
Moc kolektora słonecznego nie jest najważniejszym parametrem dla doboru wielkości instalacji solarnej, gdyż jej wartość jest silnie zmienne w czasie. Jednak znajomość mocy kolektora dla różnych warunków pracy obrazuje pracę instalacji solarnej, a także umożliwia dobór elementów instalacji jak wymienniki ciepła, zawór bezpieczeństwa, itd.
Wniosek jest jeden - dla większości przypadków nadają się kolektory słoneczne płaskie dobrej klasy, jeżeli już inwestować w kolektory próżniowe to jedynie w te, które mają rzeczywiście wyższą sprawność od płaskich, co jak się okazuje nie jest wcale regułą!
Jak należy ustawić najkorzystniej kolektor słoneczny? Czy możliwa jest jego zabudowa na dachu płaskim lub na elewacji? Czy należy stosować zmienne ustawienie kolektora słonecznego?
Jedną z podstawowych cech, jakie odróżniają kolektory próżniowe, jest sposób odbioru ciepła z absorberów. Przepływ czynnika grzewczego może mieć charakter bezpośredni "direct flow" lub pośredni - "heat pipe".
Kolektor słoneczny charakteryzowany jest 3-ema rodzajami powierzchni: brutto, absorbera i apertury. Jest to istotne, aby po pierwsze porównywać np. sprawności kolektorów według jednakowych typów powierzchni (najczęściej odnosi się do sprawności do powierzchni apertury), a także aby kupując kolektor porównać nie powierzchnię brutto, ale także apertury - tą, która pracuje w rzeczywistości na dachu.
Kolektory płaskie i próżniowe mogą być stosowane zarówno w małych, jak i dużych instalacjach solarnych. Cechują się odmiennymi kosztami inwestycji i efektami pracy. Wybór kolektora słonecznego musi uwzględniać zarówno możliwości zabudowy w danym budynku, jak i możliwości finansowe dla inwestycji. Zastosowanie kolektorów słonecznych pozwala spełnić wymagania warunków technicznych WT 2017 dzięki obniżeniu zużycia energii pierwotnej.
Kolektor płaski czy próżniowy? To jedno z najbardziej newrlagicznych pytań, jakie zadają Klienci. Warto spojrzeć na to jakich wyborów dokonuje się w krajach, gdzie energetyka słoneczna jest znana dłużej niż w Polsce. A ponadto fakty dotyczące kolektorów płaskich i próżniowych są także srosunkowo łatwe do przedstawienia...
Solarne wspomaganie ogrzewania domu pozwala zmniejszyć koszty ogrzewania domu i zapewnić 100-procentowe pokrycie potrzeb wody użytkowej poza sezonem grzewczym. Budowane również domy solarne pozwalają pokryć potrzeby ciepła od 50 do 100% rocznie. Standardowo pokrycie potrzeb ciepła w domach energooszczędnych zakłada się na poziomie 15 do 25%. Pozwala to ograniczyć przegrzewy w okresie letnim. Bardzo dobre rezultaty daje zastosowanie instalacji solarnych 3-systemowych, gdzie nadwyżka ciepła latem wykorzystana jest do podgrzewania wody basenowej w basenie sezonowym.
Częstym wariantem montażu kolektorów słonecznych, jest ich mocowanie na dachu płaskim. Jakie są możliwości takiego montażu i jakich reguł należy przestrzegać?
Glikol w instalacji solarnej podlega szerokiemu zakresowi temperatur pracy. W szczególości wysokie temperatury (pow. 200 oC) mogą wpływać na utratę właściwości przez glikol. Należy kontrolować takie parametry jak temperatura krzepnięcia czy też odczyn pH w ramach przeglądów instalacji solarnej.
Uzysk ciepła kolektora słonecznego jest uzależniony od wielu czynników, m.in. od przepuszczalności promieniowania słonecznego przez szybę, zdolności absorbowania promieni słonecznych przez absorber oraz od izolacji cieplnej obudowy kolektora słonecznego
Dobór przewodów instalacji solarnej ma kluczowe znaczenie dla prawidłowej pracy instalacji solarnej - odpowiadając za transport ciepła z kolektorów słonecznych do odbiornika ciepła, np. podgrzewacza c.w.u.
Pomiar natężenia przepływu w instalacji solarnej pozwala dokonywać bilansowania uzysków ciepła, a także nadzorować prawidłowość pracy instalacji. Pomiar natężenia przepływu może odbywać się jako mechaniczny lub elektroniczny. Elektroniczny pomiar pozwala na dokładniejsze bilansowanie uzysków ciepła, szczególnie przy zastosowaniu pompy obiegowej o zmiennej wydajności.
Czarny chrom stanowi sprawdzoną w praktyce technologię pokrywania absorberów kolektorów słonecznych o wyjątkowej trwałości, co znajuje potwierdzenie w badaniach
Instalacja solarna typu Drainback zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa pracy. Kolektory słoneczne wyłączone z pracy są pozbawione czynnika grzewczego (glikolu). Dzięki temu przy podwyższonej temperaturze w stanie stagnacji, glikol nie jest narażony na gotowanie. Brak pary wodnej w instalacji solarnej typu Drainback nie zagraża elementom instalacji i nie powoduje nadmiernemu wzrostowi ciśnienia.
Energia Promieniowania Słonecznego (w skrócie EPS) stanowi ogromny potencjał do wykorzystania zarówno w sposób bezpośredni poprzez kolektory słoneczne, jak i pośredni, gdyż wiele znanych urządzeń wytwarzających ciepło czy energię elektryczną, w rzeczywistości korzysta z energii słonecznej...
Podstawowym wymaganiem dla absorbera jest wysoka absorbcja promieniowania słonecznego oraz minimalne straty ciepła do otoczenia. Zdolność do minimalnego promieniowania podczerwonego (emisyjność ciepła) przy jednoczesnym wysokim współczynniku absorbowania promieniowania słonecznego nazywana jest SELEKTYWNOŚCIĄ. Zastosowanie mają różne warstwy, np. czarny chrom, warstwy na bazie tlenków tytanu i molibdenu. Warstwa czarnego chromu jest sprawdzoną w praktyce na zachowanie wysokich parametrów pracy w czasie. Z kolei warstwa "tytanowa" jest mniej energochłonna w produkcji i z nieco wyższymi współczynnikami efektywności pracy.
Ochrona instalacji solarnej przed wysokimi i niskimi temperaturami to jedna z podstawowych kwestii zapewnienia jej poprawnego działania i długowieczności pracy.
Moc kolektora słonecznego nie jest najważniejszym parametrem dla doboru wielkości instalacji solarnej, gdyż jej wartość jest silnie zmienne w czasie. Jednak znajomość mocy kolektora dla różnych warunków pracy obrazuje pracę instalacji solarnej, a także umożliwia dobór elementów instalacji jak wymienniki ciepła, zawór bezpieczeństwa, itd.
Wniosek jest jeden - dla większości przypadków nadają się kolektory słoneczne płaskie dobrej klasy, jeżeli już inwestować w kolektory próżniowe to jedynie w te, które mają rzeczywiście wyższą sprawność od płaskich, co jak się okazuje nie jest wcale regułą!
Jak należy ustawić najkorzystniej kolektor słoneczny? Czy możliwa jest jego zabudowa na dachu płaskim lub na elewacji? Czy należy stosować zmienne ustawienie kolektora słonecznego?
Jedną z podstawowych cech, jakie odróżniają kolektory próżniowe, jest sposób odbioru ciepła z absorberów. Przepływ czynnika grzewczego może mieć charakter bezpośredni "direct flow" lub pośredni - "heat pipe".
Kolektor słoneczny charakteryzowany jest 3-ema rodzajami powierzchni: brutto, absorbera i apertury. Jest to istotne, aby po pierwsze porównywać np. sprawności kolektorów według jednakowych typów powierzchni (najczęściej odnosi się do sprawności do powierzchni apertury), a także aby kupując kolektor porównać nie powierzchnię brutto, ale także apertury - tą, która pracuje w rzeczywistości na dachu.
Kolektory płaskie i próżniowe mogą być stosowane zarówno w małych, jak i dużych instalacjach solarnych. Cechują się odmiennymi kosztami inwestycji i efektami pracy. Wybór kolektora słonecznego musi uwzględniać zarówno możliwości zabudowy w danym budynku, jak i możliwości finansowe dla inwestycji. Zastosowanie kolektorów słonecznych pozwala spełnić wymagania warunków technicznych WT 2017 dzięki obniżeniu zużycia energii pierwotnej.
Kolektor płaski czy próżniowy? To jedno z najbardziej newrlagicznych pytań, jakie zadają Klienci. Warto spojrzeć na to jakich wyborów dokonuje się w krajach, gdzie energetyka słoneczna jest znana dłużej niż w Polsce. A ponadto fakty dotyczące kolektorów płaskich i próżniowych są także srosunkowo łatwe do przedstawienia...
Solarne wspomaganie ogrzewania domu pozwala zmniejszyć koszty ogrzewania domu i zapewnić 100-procentowe pokrycie potrzeb wody użytkowej poza sezonem grzewczym. Budowane również domy solarne pozwalają pokryć potrzeby ciepła od 50 do 100% rocznie. Standardowo pokrycie potrzeb ciepła w domach energooszczędnych zakłada się na poziomie 15 do 25%. Pozwala to ograniczyć przegrzewy w okresie letnim. Bardzo dobre rezultaty daje zastosowanie instalacji solarnych 3-systemowych, gdzie nadwyżka ciepła latem wykorzystana jest do podgrzewania wody basenowej w basenie sezonowym.
Częstym wariantem montażu kolektorów słonecznych, jest ich mocowanie na dachu płaskim. Jakie są możliwości takiego montażu i jakich reguł należy przestrzegać?
Glikol w instalacji solarnej podlega szerokiemu zakresowi temperatur pracy. W szczególości wysokie temperatury (pow. 200 oC) mogą wpływać na utratę właściwości przez glikol. Należy kontrolować takie parametry jak temperatura krzepnięcia czy też odczyn pH w ramach przeglądów instalacji solarnej.
Uzysk ciepła kolektora słonecznego jest uzależniony od wielu czynników, m.in. od przepuszczalności promieniowania słonecznego przez szybę, zdolności absorbowania promieni słonecznych przez absorber oraz od izolacji cieplnej obudowy kolektora słonecznego
Dobór przewodów instalacji solarnej ma kluczowe znaczenie dla prawidłowej pracy instalacji solarnej - odpowiadając za transport ciepła z kolektorów słonecznych do odbiornika ciepła, np. podgrzewacza c.w.u.
Pomiar natężenia przepływu w instalacji solarnej pozwala dokonywać bilansowania uzysków ciepła, a także nadzorować prawidłowość pracy instalacji. Pomiar natężenia przepływu może odbywać się jako mechaniczny lub elektroniczny. Elektroniczny pomiar pozwala na dokładniejsze bilansowanie uzysków ciepła, szczególnie przy zastosowaniu pompy obiegowej o zmiennej wydajności.
Czarny chrom stanowi sprawdzoną w praktyce technologię pokrywania absorberów kolektorów słonecznych o wyjątkowej trwałości, co znajuje potwierdzenie w badaniach
Instalacja solarna typu Drainback zapewnia wysoki poziom bezpieczeństwa pracy. Kolektory słoneczne wyłączone z pracy są pozbawione czynnika grzewczego (glikolu). Dzięki temu przy podwyższonej temperaturze w stanie stagnacji, glikol nie jest narażony na gotowanie. Brak pary wodnej w instalacji solarnej typu Drainback nie zagraża elementom instalacji i nie powoduje nadmiernemu wzrostowi ciśnienia.
Energia Promieniowania Słonecznego (w skrócie EPS) stanowi ogromny potencjał do wykorzystania zarówno w sposób bezpośredni poprzez kolektory słoneczne, jak i pośredni, gdyż wiele znanych urządzeń wytwarzających ciepło czy energię elektryczną, w rzeczywistości korzysta z energii słonecznej...
Podstawowym wymaganiem dla absorbera jest wysoka absorbcja promieniowania słonecznego oraz minimalne straty ciepła do otoczenia. Zdolność do minimalnego promieniowania podczerwonego (emisyjność ciepła) przy jednoczesnym wysokim współczynniku absorbowania promieniowania słonecznego nazywana jest SELEKTYWNOŚCIĄ. Zastosowanie mają różne warstwy, np. czarny chrom, warstwy na bazie tlenków tytanu i molibdenu. Warstwa czarnego chromu jest sprawdzoną w praktyce na zachowanie wysokich parametrów pracy w czasie. Z kolei warstwa "tytanowa" jest mniej energochłonna w produkcji i z nieco wyższymi współczynnikami efektywności pracy.
Kolektory słoneczne w ciągu ostatnich lat znacząco zmieniły się pod względem zastosowania materiałów oraz technologii produkcji. Dynamiczny rozwój rynku wymógł na producentach dokonanie głębokich zmian produkcyjnych i konstrukcyjnych.
Kolektor słoneczny ma stosunkowo prostą budową w porównaniu do takich urządzeń jak np. kocioł grzewczy. Kolektor słoneczny pracuje jednak w znacznie trudniejszych warunkach będąc narażonym na wysoką temperaturę i ciśnienie pracy, a także na skoki wartości tych parametrów.
Pokrycia absorberów w kolektorach słonecznych odpowiadają nie tylko za sprawność pracy kolektora, ale także za trwałość, odporność na trudne warunki pracy i zachowanie parametrów w całym okresie minimum 20-letniej eksploatacji. Pokrycia lakierowane absorberów stosowane są od ponad 30 lat w produkcji kolektorów słonecznych. Zostały w znacznym stopniu zastąpione przez powłoki typu PVD, jednak od 2011 roku zaczęły być produkowane także w seryjnej produkcji. Cechują się szeregiem zalet...
Wobec powszechnego obecnie zastosowania aluminium w budowie absorberów, producenci na rynku europejskim stosują najczęściej technologię spawania laserowego dla łączenia dwóch różnych materiałów. Standardem rynkowym są obecnie absorbery aluminiowo-miedziane, tzn. takie gdzie płyta absorbera wykonana jest z aluminium, a orurowanie miedziane.
Kolektory słoneczne są znane szerzej od kilku ostatnich lat, jednak ich produkcji zaczęła się w przypadku niektórych producentów, jak np. Hewalex - ponad 20 lat temu. Możliwe jest więc sprawdzenie, czy ich trwałość pozwala na tak długi okres eksploatacji, jaki przewidują obecne normy (EN 12975).
Próżniowe kolektory słoneczne nie zawsze muszą być bardziej sprawne od kolektorów płaskich. Zależy to od ich konstrukcji. Jak wybrać dobry kolektor próżniowy?
Ochrona kolektora przed uszkodzeniem w wyniku gradobicia jest jednym najważniejszych pytań klienta. Badanie takie jest prowadzone w ramach testów kolektorów słonecznych zgodnie z normą EN 12975-2, ale nie jest ono obowiązkowe. Testy polegają na sprawdzaniu odporności na uderzenia kul lodowych lub stalowych.
Jak pracuje kolektor próżniowy w zimę? Posiada skuteczniejszą izolację cieplną, co może wpływać na jego zwiększoną sprawność pracy, pod warunkiem, że konstrukcja pozwala na jego odmrażanie.
Porównanie kolektorów słonecznych oferowanych przez producentów kompletnej techniki grzewczej i producentów instalacji solarnych. Zakup instalacji solarnej powinien być poparty analizą cen, okresów gwarancji, parametrów technicznych
Ochrona instalacji solarnej przed przegrzewaniem powinna być w pierwszej kolejności uzyskiwana dzięki optymalnemu doborowi instalacji - odpowiedniej do potrzeb powierzchni kolektorów słonecznych oraz pojemności podgrzewaczy wody użytkowej lub zbiorników buforowych wody grzewczej. Ochrona przed przegrzewaniem jest na przykład wymagana podczas dłuższej nieobecności mieszkańców w domu. np. podczas wyjazdu urlopowego. Skuteczną ochronę przed przegrzewaniem zapewnia system Drain Back instalacji solarnej. System Drain Back jako bezciśnieniowy, wymusza napełnianie kolektorów jedynie przy ich wymaganej pracy. Gdy nie występuje zapotrzebowanie ciepła z instalacji solarnej, glikol samoczynnie opuszcza kolektory słoneczne, dzięki czemu nie jest narażony na uszkodzenie i chroni także inne elementy instalacji solarnej. Kolektory słoneczne o uznanej jakości, potwierdzonej między innymi w ramach badań zgodnych z norną PN-EN 12975 i certyfikatem Solar Keymark, są przystosowanie do możliwych przegrzewów, czyli tzw. stanów stagnacji.
Dzięki zastosowaniu szkła antyrefleksyjnego, kolektory słoneczne mogą uzyskiwać wyższą sprawność pracy. Szkło antyrefleksyjne zwiększa o około 5-6% przepuszczalność promieniowania słonecznego do wnętrza kolektora, co zwiększa jego uzyski ciepła. Kolektory płaskie z tego rodzaju szkłem mogą być stosowane nie tylko w małych instalacjach solarnych dla podgrzewania wody użytkowej, ale także do wspomagania ogrzewania i w większych instalacjach np. przemysłowych.
Kolektory próżniowe heat pipe wprowadzają konieczność badania ich wytrzymałości na zamarzanie w odmienny sposób, w porównaniu do standardów stosowanych dla kolektorów o bezpośrednim przepływie glikolu.
500 przykładów instalacji solarnych Hewalex zrealizowanych w budynkach mieszkalnych indywidualnych oraz wielorodzinnych, a także w obiektach hotelowych, administracyjnych, biurowych, służby zdrowia, itd.
Kolektory słonecznym czy fotowoltaika? Należy wziąć pod uwagę szereg czynników decydujących o tym jaki system wykorzystujący energię słoneczną zastosować. Za fotowoltaiką przemawia to, że wytwarza energię elektryczną. Jednak zastosowanie ogniw fotowoltaicznych ma swoje ograniczenia. Budynki mieszkalne potrzebują przede wszystkim ciepła, które stanowi około 80% rocznego bilansu energetycznego domu. Znalezienie oszczędności leży więc przede wszystkim po stronie ograniczenia zużycia ciepła, tym bardziej że urządzenia elektryczne i oświetlenie jest coraz bardziej energooszczędne. Problem polskich miast i miejscowości polegający na złej jakości powietrza jest wynikiem tzw. niskiej emisji zanieczyszczeń. Spalanie paliw stałych w kotłach małej mocy można ograniczyć nie wytwarzając energię elektryczną, ale ciepło w domu. Instalacje solarne są niezależne od sieci przesyłowych. Możliwość oddawania nadwyżek energii elektrycznej do sieci jest korzystne dla właściela instalacji fotowoltaicznej, jednak niesie ze sobą uzależnienie od odbiorcy, a także wprowadza możliwość opodatkowania w przyszłości. Takie kraje jak Niemcy, Austria a także inne europejskie wprowadziły w ostatnim czasie podatek dla właścicieli instalacji fotowoltaicznych również tych wytwarzajacych energię elektryczną na własne potrzeby.
Podgrzewanie wody basenowej stwarza bardzo korzystne warunki pracy dla instalacji solarnej, a także dla pompy ciepła. Niskie temperatury robocze pozwalają tym urządzeniom osiągać maksymalnie wysokie sprawności pracy.
Nieobecność mieszkańców w domu w okresie letnim skutkuje nadwyżkami ciepła z instalacji solarnej i możliwością przegrzewania kolektorów słonecznych, czynnika grzewczego i elementów instalacji. Sterowniki instalacji solarnych mogą być wyposażone w funkcję ochronną nazywaną potocznie funkcją urlopową lub trybem urlopowym.
Kolektory płaskie, czy próżniowe? To częste pytanie klienta o zasadność wyboru jednego z typów kolektora słonecznego. Należy pamiętać, że na rynku występuje znaczne zróżnicowanie techniczne i cenowe w grupie kolektorów próżniowych. Ich zastosowanie wiąże się z wyższymi kosztami inwestycji, co wcale nie gwarantuje wyraźnie wyższych efektów pracy. W roku 2004 w budynku 2-rodzinnym przeprowadzono analizę pracy dwóch rodzajów kolektorów słonecznych. Wyniki posłużyły do oceny rzeczywistych efektów pracy...
Koszty podgrzewania ciepłej wody użytkowej stanowią w budynkach istotny udział całkowitych kosztów eksploatacji domu. Szczególnie w nowych budynkach energooszczędnych udział ten jest znaczny.
Solar Keymark to certyfikat wydawany producentowi dla konkretnego kolektora słonecznego na podstawie badań wg normy EN 12975. Potwierdza spełnienie wymagań kolektora słonecznego co do jego jakości. Podaje także najważniejsze parametry kolektora: sprawność optyczną i współczynniki strat ciepła.
1. www.solarblog.pl
Budowa płaskiego kolektora słonecznego
Jak zbudowany jest płaski kolektor słoneczny?
Jakie elementy należy uważać za newralgiczne?
Jak potwierdzić sprawność i jakość kolektora słonecznego?
2. Slajd
2
Doświadczenie w produkcji kolektorów słonecznych
Firma Hewalex zajmuje się nieprzerwanie
od ponad 20 lat produkcją kolektorów
słonecznych dla potrzeb rynku krajowego
i zagranicznego
1991-2000
3. Slajd
3
Warunki pracy kolektora słonecznego
Kolektory słoneczne są narażone na niekorzystne warunki pracy, zarówno
wewnętrzne (zmienna temperatura i ciśnienie), jak i zewnętrzne pogodowe
(wiatr, deszcz, śnieg, itd.).
Od budowy kolektora słonecznego i użytych do jego konstrukcji materiałów,
zależy zachowanie wysokiej sprawności niezmiennej przez cały okres jego
użytkowania
Kolektory słoneczne poddawane są testom wytrzymałościowym zgodnie
z normą EN 12975. Zakładają one minimalnie 20-letni okres użytkowania.
W obecnej chwili potwierdzeniem jakości kolektora jest certyfikat Solar Keymark
4. Slajd
4
Budowa płaskiego kolektora słonecznego
Płaskie kolektory słoneczne budowane są według
jednakowych reguł, różniąc się jednak technologią
produkcji, zastosowanymi materiałami i konstrukcją
Wewnątrz izolowanej cieplnie obudowy znajduje się
absorber pochłaniający (absorbujący) promieniowanie
słoneczne i zamieniający je na ciepło
Ciepło odbierane jest przez
przepływający rurami przymocowanymi
do absorbera, czynnik grzewczy (glikol)
Istotną rolę spełnia także szklane
przykrycie obudowy kolektora,
zapewniając jak najwyższą
przepuszczalność promieniowania
i ochronę przed niekorzystnymi
warunkami zewnętrznymi
5. Slajd
5
Elementy płaskiego kolektora słonecznego
płyta absorbera
przykrycie szklane
orurowanie
absorbera
izolacja dna
obudowy 50/55 mm
izolacja boczna
obudowy 20 mm
obudowa
profil mocujący
przykrycie szklane
wraz z uszczelnieniem
welon szklany
króćce przyłączeniowe
6. Slajd
6
Rodzaje pokrycia absorbera
Pokrycie absorbera decyduje o ilości pochłanianego promieniowania
słonecznego. Jednocześnie zależy od niej zachowanie sprawności przez
cały okres eksploatacji kolektora słonecznego – czyli odporność na zjawisko
tzw. „starzenia się” (zwiększania wypromieniowywania ciepła)
Główne stosowane dwa rodzaje pokrycia absorbera można rozpoznać
nawet z zewnątrz kolektora słonecznego – po kolorze…
Kolektor słoneczny KS2000 SLP
- warstwa czarnego chromu
Kolektor słoneczny KS2000 TLP
- warstwa BlueTec eta plus
7. Slajd
7
Rodzaje pokrycia absorbera – parametry
Powszechnie stosuje się warstwy tzw. selektywne, zapewniające poza wysokim
absorbowaniem promieniowania słonecznego (współczynnik ), minimalną
emisyjność ciepła (). Dla porównania blacha miedziana zdecydowaną większość
promieniowania słonecznego odbija od swojej powierzchni, a pokrycie z czarnego
chromu lub na bazie tlenków tytanu i krzemu (powstające w procesie PVD/CVD)
odbija jedynie 5% promieniowania i emituje jedynie 5÷12% ciepła
blacha miedziana
= 5%
= 4%
czarny lakier
= 95%
= 85%
czarny chrom
= 95%
= 12%
tlenki tytanu, krzemu
= 95%
= 5%
Źródło: rysunek na podstawie DGS
8. Slajd
8
Rodzaje pokrycia absorbera – produkcja
Produkcja absorberów – pokrycie czarnym chromem
Produkcja absorberów – pokrycie na bazie tlenków tytanu i krzemu
Źródło: fotografie: Hewalex i BlueTec
9. Slajd
9
Rodzaje pokrycia absorbera – zastosowanie
W ostatnich latach popularność zyskują warstwy wykonywane na bazie tlenków
tytanu i krzemu, jak np. warstwa eta plus firmy BlueTec stosowana na przykład
w kolektorach słonecznych KS2000 TLP.
Należy jednak podkreślić, że uznawana za tradycyjną – warstwa czarnego
chromu stosowana na przykład w kolektorach słonecznych KS2000 SLP, co
prawda ma wyższą o około 5-7% emisyjność ciepła () niż np. warstwy na bazie
tlenków tytanu i krzemu, ale należy ją uznać za sprawdzoną w wieloletniej
praktyce warstwę o wysokiej trwałości i niezmienności parametrów.
Wielu producentów bądź kontynuuje, bądź wraca do stosowania warstwy
czarnego chromu w kolektorach słonecznych. Ograniczeniem jego stosowania jest
przede wszystkim utrudniona produkcja – galwanizacja pojedynczych absorberów,
w przeciwieństwie do produkcji „seryjnej” blach pokrywanych warstwami na bazie
tlenków tytanu i krzemu (produktem są role blachy pokrytej warstwą).
Zastosowanie czarnego chromu jest także ograniczone do pokrywania blach
miedzianych, co przy rosnącej popularności aluminium stanowi dodatkową barierę
jego szerszego stosowania.
10. Slajd
10
Rodzaje orurowania w absorberze
Kolektor słoneczny KS2000 TLP
- absorber typu miedź-miedź
- łączenie blachy i orurowania
absorbera zgrzewaniem
ultradźwiękowym
- przepływ harfowy
Kolektor słoneczny KS2000 TLP Am
- absorber typu aluminium-aluminium
- łączenie blachy i orurowania
absorbera spawaniem laserowym
- przepływ meandrowy
11. Slajd
11
Zarówno układ harfowy, jak i meandrowy mają swoje korzystne strony, przy
czym ze względu na zdecydowanie niższe opory przepływu, zdolność szybszego
opróżniania się podczas stagnacji kolektora, możliwość zwiększenia natężenia
przepływu i zarazem zmniejszenia różnicy temperatury pomiędzy wejściem
i wyjściem czynnika grzewczego z baterii (mniejsze straty ciepła do otoczenia),
preferowany w kolektorach firmy Hewalex jest harfowy układ przewodów.
Odpowiednie wpięcie kolektorów w baterii, zagwarantuje równomierne
natężenie przepływu przez wszystkie kolektory słoneczne:
Rodzaje orurowania w absorberze – różnice
Przepływ meandrowy
Możliwe 1-stronne wpięcie baterii
Przepływ harfowy
Wskazane 2-stronne wpięcie baterii
12. Slajd
12
W przypadku np. kolektora słonecznego KS2000 TLP Am, z absorberem w pełni
aluminiowym (blacha i orurowanie), mamy do czynienia ze specyfiką łączenia ze
sobą aluminium, które wymaga zwiększonej pracochłonności i szczególnej
staranności na każdym etapie. Aby wyeliminować ryzyko wad połączenia
orurowania absorbera z rurami zbiorczymi (dolną i górną), zastosowano układ
meandrowy, łatwiejszy do wykonania z uwagi na mniejszą liczbę spoin.
18
spoin
2
spoiny
łączenie aluminium
z aluminium wymaga
zachowania najwyższych
standardów jakościowych
zmniejszenie liczby
czasochłonnych spoin
łączących rury absorbera
z rurami zbiorczymi
Rodzaje orurowania w absorberze - wykonanie
13. Slajd
13
Absorber powinien być wykonany z materiału dobrze przewodzącego ciepło
W latach 70-80-tych wykonywano absorbery ze stali, a dopiero później z miedzi
oraz aluminium. Wobec rosnących cen miedzi, na znaczeniu od kilku lat zyskuje
aluminium, z którego produkuje się absorbery typu Al-Cu (płyta z aluminium,
orurowanie z miedzi), a także pierwsze absorbery typy Al-Al (płyta + orurowanie)
Płyta absorbera – z jakiego materiału?
(W/mK)
Przewodność cieplna metali ()
14. Slajd
14
Płyta absorbera miedzianego wykonywana jest najczęściej z blachy o grubości
0,20 mm, a w przypadku aluminium – grubości 0,40 mm
W ten sposób rekompensuje się niższą przewodność cieplną aluminium,
pozwalając na przewodzenie ciepła szerszym przekrojem płyty absorbera
Płyta absorbera – cechy
Przewodność cieplna:
Grubość blachy:
370 W/mK
0,20 mm
200 W/mK
0,40 mm
AlCu
15. Slajd
15
Łączenie płyty absorbera z orurowaniem jest kluczowym etapem produkcji,
mającym zagwarantować i trwałość połączenia, i przewodzenie ciepła do czynnika
grzewczego płynącego w orurowaniu.
Absorber – łączenie płyty i orurowania
Absorbery typu miedź-miedź łączone
mogą być w nowoczesny sposób metodą
zgrzewania ultradźwiękowego
Źródło: fotografie: Hewalex
W produkcji absorberów typu aluminium-
miedź oraz aluminium-aluminium, wykorzystuje
się z kolei najnowszą metodę spawania
laserowego (wdrożona jako jedyna w Polsce
przez firmę Hewalex w 2010 roku)
16. Slajd
16
Przewodzenie ciepła z absorbera do rur z czynnikiem grzewczym (glikolem),
w przypadku spawania laserowego odbywa się rodzimym materiałem,
w przeciwieństwie do np. połączeń lutowanych, gdzie cyna ma znacznie mniejszą
przewodność cieplną (67 W/mK) niż aluminium (200 W/mK)
Wobec tego nie jest wymagane zwiększanie powierzchni kontaktu płyty
absorbera z rurą, a gęste zastosowanie spawów punktowych na długości rur,
zapewnia pełny odbiór ciepła przez czynnik grzewczy (glikol)
Absorber – przewodzenie ciepła
blacha aluminiowa
0,40 mm (=200 W/mK)
rura z aluminium
(=200 W/mK)
spoina / aluminium
(=200 W/mK)
17. Slajd
17
Przykrycie kolektora słonecznego
Klasa U1: 0,900
Klasa U2: 0,900 > 0,885
Klasa U3: 0,885 > 0,870
Klasa U4: 0,870 > 0,850
Przykrycie kolektora słonecznego to jeden z najbardziej newralgicznych jego
elementów chroniących go przed wpływem warunków zewnętrznych.
Jednocześnie musi zapewnić jak najwyższą przepuszczalność promieniowania
słonecznego. Określa się klasy szkła od U1 do U4, gdzie całkowita sprawność
przeszklenia uwzględnia przepuszczalność promieniowania, także w funkcji kąta
padania promieni słonecznych (od 0 do 70o) oraz utratę własności pod wpływem
promieni UV (test równoważny 15 latom pracy w klimacie środkowoeuropejskim)
18. Slajd
18
Potwierdzenie sprawności i jakości kolektora
Potwierdzeniem jakości kolektora
słonecznego jest zgodność
z wymaganiami normy EN 12975
W praktyce przyjęte zostało
posługiwanie się na rynku europejskim
certyfikatem Solar Keymark, którego
można oczekiwać od producenta
do wglądu lub też samodzielnie pobrać
z ogólnodostępnej bazy na stronie:
>>> www.solarkeymark.org
Certyfikat Solar Keymark nie tylko
potwierdza jakość, ale także sprawność
i współczynniki strat ciepła kolektora
słonecznego:
Przykładowy aneks certyfikatu Solar
Keymark dla kolektota KS2000 TLP AC
19. Slajd
19
Porównanie kolektorów słonecznych
Kolektory słoneczne uzyskują różne sprawności pracy, w różnych warunkach
(temperatura czynnika grzewczego, temperatura zewnętrzna…)
Na podstawie wyników testów zamieszczonych w bazie certyfikatów Solar
Keymark (solarkeymark.org), można porównywać między sobą sprawności
kolektorów słonecznych. Ciekawe jest przy odniesienie sprawności kolektora
słonecznego do ceny jego zakupu. Okazać się bowiem może, że pozornie tani
kolektor słoneczny próżniowy, jest na tyle mało efektywny, że ciepło z niego
uzyskiwane jest … zdecydowanie droższe niż dla kolektora płaskiego.
Więcej informacji o porównaniu kolektorów słonecznych można znaleźć
w prezentacji >>>
„Porównanie płaskich kolektorów słonecznych”
21. Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
www.solarblog.plwięcej prezentacji >>> www.hewalex.pl