Napkollektoros rendszerek

A napkollektor működése

A napkollektor olyan épületgépészeti berendezés, amely a napenergia felhasználásával állít elő fűtésre, vízmelegítésre használható hőenergiát. Fűtésre tavasszal és ősszel mint átmeneti, télen pedig mint kisegítő fűtés használható, megfelelő hőszigetelésű épületekben. Hőcserélő közege jellemzően folyadék, de a levegőt használó változatai is elterjedtek.

A napkollektor fényelnyelő (matt fekete, fényt nem visszaverő festékkel bevont) rétegét abszorbernek is nevezik. Ez a réteg a fény elnyelése által melegszik fel, majd a hő hatására felmelegedő közeget (vizet) egy csőkígyón át vezetik el – általában szivattyúval. A csőkígyó másik oldalán hőszigetelő réteg van, fokozandó a hatékonyságot, illetve megakadályozandó az átégetést.
A kollektor által "termelt" meleg közeget nem közvetlenül, hanem tároló-hőcserélő tartályon (más néven: puffer tartály) átvezetve lehet hasznosítani, a felhasználandó víz hőfoka ezzel szabályozható, míg a tartályban sokkal magasabb hőmérséklet is megengedhető, illetve ezzel csökkenthető a hőmérséklet-ingadozás.

A napenergia megoszlása Magyarországon

Az éves, átlagos napsugárzás Magyarországon 3,17 kWh négyzetméterenként naponta. Összes éves mennyiség szempontjából Magyarország 2000 óra/év napsütéses óraszámmal kb. a 47 szélességi fokon kedvező helyen van, valamint a legnagyobb beesési  szög a vízszinteshez délben nyáron 66°, télen 19°, ami gyakorlatilag jó kollektor elhelyezési lehetőséget ad.
Derült, napos időben hozzávetőleg 1 kW erősségű sugárzás érkezik minden négyzetméternyi felületre. Az Alföld, Kecskemét és környéke, illetve az ettől délebbre eső területek napsugárzás szempontjából kedvezőbbek, mint országunk egyéb régiói, emiatt egy napkollektoros rendszer rövidebb idő alatt térül meg.

( Az Országos Meteorológia Szolgálat 2013.-as adatai alapján )

A havi összsugárzás és napfénytartam megoszlásról az alábbi két grafikon ad tájékozódási lehetőséget.
Az összsugárzás a Földre irányuló napsugárzás, a napfénytartam pedig ami valójában a földfelületig eljut. Ez utóbbit a felhőzet korlátozza.

Napkollektoros rendszer egyszerűsített vázlata

  1. Napkollektor
     
  2. Hőcserélő-tároló tartály
    ( puffer tartály )
     
  3. Kazán 
     
  4. Keringető szivattyú
     
  5. Elekronikus szabályzó

napkollektorok feladata (1) a napenergia begyűjtése és átadása a hőszállító közegnek.
A puffer tartályban(2) két hőcserélő cső-"tekercset" látunk, ezek közül az egyik a napkollektorral van összekötve, a másik a kazánnal(3).
A puffer tartály vastag hőszigetelő anyaggal van borítva, hogy a benne tárolt meleg (forró) víz hője ne sugárzódjon ki, ne legyen hőveszteség, kapacitását pedig a melegvíz-szükséglet alapján kell tervezni/kiválasztani.
A rendszer szabályzását az elektronikus szabályzó(5)biztosítja, szelepekkel és a keringető szivattyúval(5).
A kazán(3) szerepe, hogy amikor nem elegendő - a kevesebb napfénytartalom miatt -  a napkollektor által termelt hő, akkor "ráfűtsön".
Egy teljes napkollektoros rendszer ennél több elemből áll, a vázlat csak a föbb, alapvető  elemeket ismerteti.