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 byd używane
przez cały rok, gdyż ich stosowanie jest opłacalne nawet
jeśli podgrzeją wodę tylko o kilka stopni. Największa
efektywnośd przypada na okres od kwietnia do września.
Orientacyjne zyski z użytkowania kolektora słonecznego
obrazuje poniższy wykres:
Kolektory słoneczne można instalowad wszędzie, w
dowolnej konfiguracji. Mogą byd 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 wynosid min. 25o w
celu zapewnienia cyrkulacji cieczy parującej w rurce
cieplnej. Kolektory mogą byd z powodzeniem montowane
w pionie na ścianach budynków.
Aby jednak otrzymad najlepsze efekty, warto trzymad się
następujących wskazówek:
Kolektory słoneczne powinny byd zwrócone stroną
szklaną na południe.
Kolektory słoneczne należy instalowad 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 przenikalnośd
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 zakooczona
kondensatorem, które odbierają ciepło z absorbera.
W rurce cieplnej znajduje się niewielka ilośd 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 powoduje
skroplenie pary, a kondensat wraca na dno rurki cieplnej i
cały proces powtarza się od nowa.
Próżniowa rura solarna 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 pomieszczeo 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 nagrzania c.w.u. Ogrzanie
wody następuje za pośrednictwem dolnej wężownicy
znajdującej się w zbiorniku (wymienniku). Do górnej
wężownicy można podłączyd 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 byd
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 byd 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 zostad pobrane do domowej
instalacji grzewczej. Ze względu na występowanie
nadmiaru ciepła w okresie letnim, system taki powinien
byd połączony z instalacją do ogrzewania basenu lub ze
słoneczną instalacją chłodniczą (tzw. solar cooling).
Instalacje te przejmą nadmiar ciepła w lecie, zwiększając
jednocześnie sprawnośd całego systemu.
W praktyce słoneczny system grzewczy można dowolnie
rozbudowad, podłączając do niego dowolne urządzenie
grzewcze i dowolne odbiory ciepła.
http://www.uim.pl,
http://sklep.uitm.pl,
tel. 602 189 579,
mail: [email protected]