Ciśnieniowe kolektory słoneczne - zasada działania, podłączenie, opinie

Jak działa ciśnieniowy kolektor słoneczny?

Podstawowe informacje o kolektorach

Ciśnieniowy kolektor słoneczny, jak wszystkie solary ma za zadanie przerobić energię słoneczną na cieplną, którą następnie można wykorzystać do różnych celów. Na rynku największą popularnością do użytku domowego cieszą się solary ciśnieniowe oraz tzw. płaskie.

Zasada działania każdego z nich jest podobna o tyle, że oba są zbudowane z rur z cieczą roboczą (roztwór glikolu, rzadziej woda) i warstwy absorbera, który pozwala pozyskać jak najwięcej ciepła z promieni słonecznych. Kolektor bezciśnieniowy jest prostszy w konstrukcji. Powierzchnia od góry jest chroniona szybą, pod nią znajduje się warstwa absorbera, a dalej rury z czynnikiem. Od spodu i po bokach jest izolowany materiałami nieprzepuszczającymi ciepła, co pozwala na minimalizację strat energii.

Tego typu płaski, bezciśnieniowy kolektor solarny dobrze sprawdza się do ogrzewania wody w basenie lub wody użytkowej latem na działce. Jego wadą jest zależność od dobrego nasłonecznienia i optymalnych temperatur. Dlatego do CWU lub CO w naszym klimacie lepiej nadają się solary ciśnieniowe. Zwykle zalicza się je do kolektorów próżniowych. Nazwa odnosi się do rurek próżniowych, które pełnią dodatkową rolę izolacyjną. Szczególną cechą kolektorów ciśnieniowych jest jednak wykorzystanie parowania i skraplania czynnika, podobnie jak w układach chłodniczych i grzewczych np. pompach ciepła, chłodnicach.

Dokładna zasada działania kolektora ciśnieniowego

Kupując ciśnieniowy kolektor słoneczny otrzymujemy panel złożony z rurek próżniowych, wewnątrz których znajdują się tzw. rurki cieplne (heat-pipes) oraz absorbera i izolacji. Połączony jest on ze zbiornikiem na wodę. Czynnik krążący w rurkach po podgrzaniu zamienia się w parę i w ten sposób przenosi pozyskane ze słońca ciepło do wody użytkowej lub grzewczej.

Zasada działania solarów ciśnieniowych zwiększa możliwości nagrzewania i utrzymywania ciepła przez kolektor. W zależności od potrzeb możemy kupić kolektor słoneczny ze zbiornikiem 100, 150 lub 200l. Jego wydajność zależy m.in. od zastosowanych materiałów. Nowsze kolektory ze zbiornikiem zwykle są o kilkanaście procent wydajniejsze, dzięki lepszemu składowi warstwy absorbera i dokładniejszej izolacji.

Rodzaje kolektorów ciśnieniowych

Niezależnie od tego jakie materiały są stosowane przez producenta, ciśnieniowy kolektor słoneczny może działać grawitacyjnie lub posiadać pompę wymuszającą obieg czynnika. Każda zasada działania ma swoje wady i zalety. Pierwsza konstrukcja jest prostsza i odpowiednio tańsza, wymaga jednak umieszczenia zbiornika nad kolektorem, co najczęściej oznacza umieszczenie solarów na stelażu na gruncie. Druga natomiast zapewnia lepszą wydajność całej konstrukcji i daje większe możliwości ustawienia. Jej główną wadą jest wyższa cena i dodatkowe zużycie energii.

Oba rodzaje kolektorów nadają się do stosowania przez cały rok i mają mniejszą awaryjność niż kolektory próżniowe, a nawet tradycyjne kolektory płaskie. Jeśli szukasz więcej porad i informacji, sprawdź także zebrane w tym miejscu artykuły o kolektorach słonecznych.

Jak wybrać i podłączyć kolektory ciśnieniowe?

Wybierając zestaw solarny do domu, dla firmy lub na działkę powinniśmy brać pod uwagę konkretne potrzeby i możliwości. Kiedy wybrać kolektor grawitacyjny, a kiedy z wymuszonym obiegiem? Czy kolektor słoneczny ze zbiornikiem 200l będzie odpowiedni dla przeciętnej rodziny? Jak montować różne rodzaje kolektorów? Czy powinniśmy brać pod uwagę opinie użytkowników? Spróbujemy odpowiedzieć na te i inne pytania poniżej.

Wybór kolektora ciśnieniowego dla domu

Decydując się na kolektor słoneczny ze zbiornikiem lub bez musimy zdawać sobie sprawę z tego, że nie jest to najbardziej wydajny podgrzewacz wody. Jego główna zaleta polega na tym, że zużywa mało lub wcale energii i jest przyjazny dla środowiska. Dla osób, które do tej pory korzystały tylko z pieca lub kotła jako głównego podgrzewacza wody użytkowej jest dobrym sposobem na oszczędność w miesiącach letnich.

Jeżeli wybierzemy zestaw solarny od razu ze zbiornikiem, to możemy go używać niezależnie od zbiornika podłączonego do innego źródła ogrzewania. Szczególnie kolektory grawitacyjne mogą funkcjonować jako całkowicie niezależny zestaw. Wówczas nie potrzeba zbiornika, który zaspokoiłby potrzeby rodziny przez cały rok, a jedynie taki, który uzupełni zapotrzebowanie w połączeniu z innym źródłem ciepła.

Zwykle zestaw solarny jest wykorzystywany do wytworzenia ok.50-70% energii cieplnej w ramach rocznego zapotrzebowania. Powinien jednak być w stanie zaspokoić 100% potrzeb latem. Zbiornik 200l to absolutne minimum dla domu jednorodzinnego. Jeżeli mieszkańcy są przyzwyczajeni do wyższego standardu, to zaleca się od 300 do 500l na czteroosobową rodzinę.

Jeżeli chodzi o ilość paneli na zestaw solarny, to najczęściej oblicza się ją według powierzchni nie na sztuki. Do ogrzewania C.W.U. zaleca się 1-1,5 m² powierzchni kolektorów na jednego mieszkańca, natomiast przy wspomaganiu C.O. musi to być co najmniej 0,3 m² na ogrzewany metr kwadratowy powierzchni.

Podłączanie kolektorów

Najlepiej żeby nasz zestaw solarny został podłączony do instalacji domowej przez specjalistę lub firmę dostarczającą kolektory. Zwłaszcza jeżeli kolektory to nie jest nasz jedyny podgrzewacz wody i schemat podłączenia będzie dość skomplikowany. Mimo wszystko warto wiedzieć jakie są elementy instalacji i jak się je ze sobą łączy.

1. Schemat podłączenia – najprostszy schemat podłączenia obejmuje źródło ciepła, przewody odprowadzające czynnik grzewczy do i z zasobnika. Po drugiej stronie mamy zasobnik, przewody do instalacji CO i/lub CWU.
2. Ustawienie (kąt i azymut) - zasada działania kolektorów jest podobna jak w przypadku baterii słonecznych. Podobnie jak panele PV trzeba je ustawić w optymalnym kierunku (południe, wschód, zachód) i pod optymalnym kątem (40-60°).
3. Połączenie zbiornika z kolektorami – podłączenie zbiornika do zestawu solarnego zależy od tego jaki mamy zbiornik i jakie kolektory. Opisywany przez nas tutaj zestaw jest sprzedawany od razu ze zbiornikiem. Użytkownik musi więc przeprowadzić ogrzaną wodę ze zbiornika dalej. W przypadku kolektorów bez zbiornika najczęściej podłącza się je do wspólnego zasobnika. Jeżeli kolektor znajduje się na zewnątrz a zasobnik wewnątrz budynku (i w każdej sytuacji, kiedy są to osobne układy) musimy zapewnić przepływ czynnika grzewczego w dwie strony.
4. Izolacja – jakiekolwiek przewody montujemy trzeba pamiętać o odpowiedniej izolacji. Im dłuższą drogę musi przejść czynnik ciepłowniczy od kolektora do ogrzewanej wody, tym większa szansę na utratę energii po drodze. Dlatego izolacja jest szczególnie ważna w układach, gdzie kolektor nie jest połączony bezpośrednio ze zbiornikiem wody.