Napkollektor

napkollektor-gyorladamer

Oszd meg másokkal is!

Share on facebook
Share on email
Share on google

A napkollektoros energiahasznosítás egyik legjobb módja: a Drain-Back System

Érdeklődésünket azért keltette fel ez a rendszer, mert a standard napkollektoros rendszereknek megoldatlan biztonsági problémái vannak.

Ide tartoznak többek között a fagyálló folyadék szükségessége, felforrása, korrózió-okozása, áramszünet okozta károk, napenergia-túltermelés, karbantartási igény, hogy csak a főbbeket soroljam.

A Drain-Back System ezzel szemben mentes ezektől a problémáktól, így felügyeletre és időszakos karbantartásra sincs szükség.

Teljesen automatizálható és mint az alább leírtakból kiderül, a téli üzemmódban a hatásfoka is jobb a hagyományos rendszerekénél.

Az alábbiakban bemutatásra kerül a hagyományos napkollektoros rendszer és a Drain-Back rendszer előnye-hátránya

Először tekintsük át a hagyományos napkollektoros rendszerek egyszerűsített működését nyáron és télen!

Megfelelő napsugárzás esetén a napkollektor érzékelője magasabb hőmérsékletet érzékel a szoláris tartályban levő hőszállító folyadék hőfokánál és a ΔT szabályzó bekapcsolja a szivattyút.

A szivattyú keringetni kezdi a folyadékot, amely felmelegszik a napkollektorokban és a tartályba jutva leadja a hőmennyiséget, emelve ezzel a tartályban levő víztömeg hőmérsékletét. Ez a folyamat addig tart, amíg a napenergia által felmelegített hőszállító folyadék hőfoka magasabb a tartályban levő vízénél.

Kicsire méretezett szoláris tároló, vagy csekély (nulla) fogyasztás esetén gyorsan emelkedik a hőmérséklet addig, amíg a nyomás alatt levő rendszer el nem éri a maximális hőfokot, a hőszállító folyadék felforr, a túlnyomás leeresztődik a szelepen, később a sötétség jótékonyan megszünteti ezt a folyamatot. Hasonló az eset akkor is, ha áramszünet van, azzal a különbséggel, hogy melegvíz sem termelődik.

Rossz esetben tudomást sem szerezhetünk arról, hogy a rendszerünk „megforrt”. Néhány eset után a fagyálló folyadék savas kémhatásúvá válik, rézcsövek esetében ez meglehetősen nagy hátrány.

A napkollektorokban levő csőkígyó nem cserélhető. Persze előfordulhat az is, hogy „szuperzöld” fagyállónk az ereszcsatornán keresztül kicsiny patakként eltűnik a csatornában, vagy telkünk földjébe szivárog immár visszanyerhetetlenül.

A nyarat az ősz után mindig tél követi, tehát a csökkent tulajdonságokkal bíró hőátadó folyadék fagyásra lesz hajlamos, ezért évente ellenőrizni kell, szükség szerint cserélni.

Most nézzük a téli üzemmódot ugyanebben a rendszerben, egyszerű szabályzóval. A bágyadt téli reggel felkelő Nap letekint a napkollektorokra és megfürödvén elnyelőrétegük sötét csillogásában arra készteti a hőmérséklet-érzékelőt, hogy a szabályzónak jelezvén kapcsolódjon be a keringtetés.

A napkollektorban ekkor kellemes hőmérséklet keletkezik, de mi van a napkollektor be- és kimenő csöveiben a szigetelés ellenére? Ne találgasson!

Hideg folyadék, ami -5, -10°C-os és a hosszú téli éjben hűlt le. Ha nincs gravitációs keringés, akkor ez a vízmennyiség először lehűti Napunk bágyadt próbálkozását, majd a lemenő ág ugyanezt teszi a szolárköri hőcserélővel.

Ekkor az érzékelő jelenti: hideg van, a keringés leáll. Napunk újra megpróbálja életre lehelni rendszerünket. Néhány erőteljes besugárzás után persze a fényességes úr győz és némi energia hasznosítására kényszeríti napkollektoros alkalmatosságunkat, hacsak nem érkezik egy felhő és fél óra alatt a kezdőpontra zuhan vissza napkollektorunk hőállapota.

Azt hiszem könnyen belátható, hogy a nyári problémák nagysága szinte arányban van a téli problémákkal.
A következő ábrákon azt próbálom bemutatni, hogy mi is a különbség a két megoldás indulás előtti állapotai közt.

drain-back-napkollektor

Próbáljuk most áttekinteni, hogy mi is történik a Drain-Back System esetében! Ez a rendszer nem igényel fagyállót, így a „szuperzöldet” meg sem kell vásárolni, a réz felemésztése is kimarad.

A Drain-Back System visszaeresztős rendszer, tehát egyszerűen kifejezve – a napkollektorokban energianyerés kivételével nincs víz – szárazok a napkollektorok.

Úgy lehetséges ezt megoldani, hogy a rendszert egy Drain-Back tartállyal szereljük, amiben felül levegő van, tehát szivattyúleállás esetén a víz a közlekedő edények elve alapján a tartály aljában foglal helyet és a „hideg” ágban is ez lesz a szint.

Ez máris jól hangzik, de folytassuk csak az előnyök sorát! Mivel a napkollektorokban csak „működés” közben van víz, a hosszú téli éjeken keletkező zord hideg „hűlt helyét” találja a víznek.

Hova is lesz a víz? Egy nagyon ügyes kis Drain-Back tartályban húzza meg magát az első fagymentes helyen, a legfelső fűtött szint födémje alatt. Itt a víz kellemes, rossz esetben is szobahőmérsékleten várja, hogy a legkevesebb napenergiát is átadhassa nekünk.

Ugyanis, ha meggondoljuk, az „üres” napkollektort felmelegíti az ébredező nap, erre a szabályzó bekapcsolja a szivattyút és nem jeges fagyállót, hanem finom langymeleg vizet juttat a napkollektorba, ami egy picinyke plusz hővel megemelve átadja a szintén szoba-hőmérsékletű Drain-Back tartálynak, azontúl a szoláris tárolónknak.

Könnyen belátható, hogy a legkisebb napmeleget is becsalogathatjuk otthonunkba, melegítve ezzel használati vizünket, vagy segítve fűtésünknek.

Ugorjunk azonban hirtelen a forró nyárba! Jön a „katasztrófák” sora: nyaralni megyünk, áramszünet van, mert a rendes évi karbantartást végzik, elromlik a szabályzónk, megáll a szivattyúnk! Most mi lesz?!

A Drain-Back System ekkor is biztonságos! Mivel a napkollektorokban nincs víz, nincs ami felforrjon!
Igen ám – jöhet a következő kérdés – mi van akkor, amikor a forró napkollektorcsövekbe víz kerül, nem forr fel hirtelen?

De igen – mosolyoghatnánk elégedetten! De ne örüljünk, most sem sikerül „fogást találni”! A rendszerbe jutó vízmennyiség gyorsan lehűti a napkollektorokat, kevés gőz képződésével átmenetileg kissé megemelve a nyomást rendszerünkben, néhány perc után normalizálódik a helyzet.

A rendszer ugyanúgy zárt, mint a hagyományos, tehát a víz nem fogy el belőle.

Szólnunk kell azonban a Drain-Back System hátrányairól is! Három is van neki!

  • A helytelenül kialakított drain back tartály csobogó hangot ad (igaz jó vízhajtó!)
  • A napkollektorokat és a csöveket eséssel kell szerelni a visszaürülés miatt (igaz, csak kis odafigyelést és vízszintezőt igényel!)
  • Csak leüríthető napkollektorokat lehet alkalmazni.

Ezek a „kellemetlenségek” azonban kárpótolnak bennünket azzal, hogy nyugodtak lehetünk szoláris rendszerünk üzembiztos működésében főleg, ha rendszerünket ellátjuk egy „hőkorláttal” arra az esetre, ha nem használjuk el a termelt melegvizet bármilyen okból.

Miben segíthetünk?