Zasady działania kolektorów płaskich i próżniowych

Rynek jest obecnie zdominowany przez dwa typy kolektorów - płaskie i próżniowe.

Kolektory płaskie

Promieniowanie słoneczne pochłaniane jest w nich przez płaską metalową płytę nazywaną absorberem, która nagrzewa się i przekazuje ciepło do wypełnionych roztworem glikolu rurek stykających się ze jej spodem. Ogrzany płyn płynie przewodami do wymiennika ciepła umieszczonego w zasobniku ciepłej wody, po czym ochłodzony powraca do kolektora.

Obudowa kolektora płaskiego musi go chronić przed uszkodzeniami, dlatego od góry przykrywa go tafla szkła odpornego na grad. Obudowa zapobiega też ucieczce ciepła z kolektora do otoczenia, dlatego jest izolowana termicznie - najczęściej wełną mineralną. Sama płyta absorbera jest pokryta specjalną powłoką, która bardzo skutecznie pochłania promieniowanie słoneczne, lecz sama wypromieniowuje niewiele ciepła.

Rurowe kolektory próżniowe

Składają się z wielu szklanych rur, wewnątrz których znajduje się element absorbujący promienie słoneczne. W rurach panuje próżnia, która jest niemal doskonałym izolatorem, zatem straty pozyskanego przez absorber ciepła są znikome. Absorberem może być zarówno metalowa blaszka jak i druga szklana rurka z naniesionymi na zewnętrzne ścianki związkami metali, które poprawiają absorpcję promieniowania słonecznego.

Ciepło absorber przekazuje albo umieszczonej wewnątrz szklanej rury rurce z glikolem, albo tzw. ciepłowodowi (heat pipe), musi ono dalej trafić do instalacji. W tym celu poszczególne rury łączy łączy "szyną zbiorczą"(np. rurką, przez którą przepływa roztwór glikolu). Połączenia elementów muszą zapewniać z jednej strony efektywne przekazywanie tego ciepła, a równocześnie - nie mogą powodować nadmiernych jego strat do otoczenia. Spełnienie tych warunków jest trudne.

Rurowe kolektory próżniowe mogą dość skutecznie wykorzystywać także promieniowanie padające na rury z boku, a dodatkowo często wyposaża się je w zwierciadła paraboliczne skupiające światło na absorberze. Zoptymalizowana geometria zwierciadła zapewnia absorbowanie światła słonecznego padającego nawet pod najmniej korzystnym kątem.

Podnosi to w dużym stopniu zysk energetyczny zasilanego kolektora. Niekorzystny kąt padania promieni słonecznych wynika z sytuacji gdy dom nie jest skierowany dokładnie na południe, lub gdy są one rozpraszane przez chmury. Pora dnia ma również duże znaczenie, gdyż promienie nie znalazły się jeszcze w korzystnej pozycji do oświetlania kolektora bez zamontowanego zwierciadła.

Kiedy warto polecić kolektory płaskie, a kiedy kolektory próżniowe?

Kolektory płaskie, gdy ciepło z nich wykorzystujemy głównie latem - w następujących sytuacjach:

• źródłem ciepła w domu jest kocioł na paliwo stałe, a kolektory sprawią, że nie trzeba będzie z niego korzystać przez kilka miesięcy w roku;
• podgrzewamy wodę w basenie;
• prowadzimy pensjonat lub hotel, w których gości mamy głównie w lipcu i sierpniu.

Kolektory próżniowe będą lepszym rozwiązaniem jeśli planujemy:

• pokryć jak największą część zapotrzebowania na energię do przygotowania c.w.u. w ciągu całego roku;
• wykorzystać energię słoneczną do dogrzewania pomieszczeń.

opr.: Redakcja
zdjęcie: Velux