Napkollektoros rendszer

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 ismertek.

Napkollektor

 

A napkollektor fényelnyelő (matt fekete, fényt nem visszaverő festékkel bevont) rétegét abszorbernek nevezik. Az abszorber alatti tér a fény elnyelése által melegszik fel, az ebben elhelyezett csőkígyóban felmelegedő közeget  (hőközlő folyadék) szivattyúval vezetik el. A csőkígyó másik oldalán hőszigetelő réteg van, ami a hatékonyságot növeli.Az abszorber előtt pedig üveg van, ami szintén a hatékonyságot növeli.

A kollektor által felmelegített folyadékot 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 globálsugárzás Magyarországon 3,1 … 3,6  kWh négyzetméterenként naponta. (2019-es adatok alapján.)
A napenergia-mennyiség szempontjából Magyarország 2000 óra/év napsütéses óraszámmal 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.

Globás sugárzás megoszlása 2019. Forrás : OMSz.
Napsütéses órák éves megoszlása, 2018. Forrás: OMSz.
Globál sugárzás éves megoszlása, 2019, Pest megye. Forrás: OMSz.
A napkollektoros rendszer felépítése.
Napkollektoros rendszer, vázlat.
  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.