Kisebb melegvíz készítő napkollektoros rendszerek kapcsolásai

 

Napkollektoros rendszer felépítése

A családi házakon megvalósuló, kisebb napkollektoros rendszerek jellemző felépítése az 1. ábrán látható. A napkollektorokat többnyire az épület megközelítőleg déli tájolású tetőfelületére szerelik fel, a napkollektorokkal fűtött melegvíz-tárolót pedig az épületen belül, a kazánházban, vagy egyéb tároló térben helyezik el. A napkollektor kört fagyálló folyadékkal töltik fel. A kollektorokban a napsugárzás hatására felmelegedett fagyálló a tároló belső hőcserélőjén (csőkígyón) keresztül fűti fel a használati-melegvizet. A napkollektor köri folyadékot szivattyú keringteti. A szivattyú üzemét pedig egy szabályozó vezérli, ami csak akkor indítja el a keringetést, ha a kollektorok hőmérséklete magasabb a tároló hőmérsékleténél. A napkollektor kör zárt, nyomás alatti rendszer, ezért nyomásmérőt, biztonsági szelepet és zárt, gumimembrános tágulási tartályt is be kell építeni.

Természetesen a fentebb röviden vázolt kialakításától eltérő megoldások is előfordulnak, pl. például a gravitációs, vagy a visszaürülős, ún. drain-back rendszerek. Ilyenek azonban lényegesen ritkábban fordulnak elő, ezért ezeket e cikk keretében nem ismertetjük.

A klasszikus rendszer

A jellemzően alkalmazott zárt, kétkörös, szivattyús keringetésű napkollektoros rendszerek elsősorban abban térnek el egymástól, hogy a hagyományos hőtermelő berendezés hogyan kapcsolódik a napkollektorokkal fűtött tárolóhoz. A leggyakoribb - valószínűleg minden épületgépész tervező, szerelő által ismert, klasszikus megoldás - a két hőcserélős melegvíz-tároló alkalmazása. Ekkor a napkollektorok az alsó hőcserélőn keresztül a teljes tároló térfogatot fűtik, míg a hagyományos hőtermelő (kazán) csak a tároló felső, melegvíz elvételhez közeli részét. Így biztosítható az, hogy mindig legyen meleg víz, ugyanakkor a hagyományos kazán ne fűtse fel indokolatlanul a napkollektorok elől a teljes tároló térfogatot. Ilyen rendszer kapcsolási vázlata látható a 2.a. ábrán. Működését tekintve ezzel megegyezik a b. ábrán vázolt megoldás, ahol a hagyományos hőtermelő elektromos fűtőpatron, ami szintén csak a tároló felső részét fűti.

2. ábra

Korszerű, kondenzációs gázkazánok alkalmazása

Manapság szerencsére terjednek a korszerű, fejlett szabályozással ellátott és gyakran kondenzációs üzemű gázkazánok. Ha ilyen gázkészülék mellé szeretnénk napkollektoros rendszert telepíteni, akkor használható ugyan az előzőekben ismertetett két hőcserélős tárolós kapcsolás, azonban érdemes más lehetőségeket is számításba venni. Ha a gázkazán kombi üzemű, tehát átfolyósan képes melegvizet készíteni, akkor a 3.a. ábra szerint egyszerűen sorba köthető a napkollektorokkal fűtött tárolóval. Ez persze csak akkor valósítható meg, ha a kazán korszerű szabályozással van ellátva, hőérzékelővel méri az általa készített melegvíz hőmérsékletét, és ennek függvényében modulálja a teljesítményét. Ebben az esetben a gázkazán csak annyit fog ráfűteni a tárolóból érkező, a napkollektorokkal előmelegített vízre, amennyi szükséges. Ha pedig a tárolóból már a kívánt hőfokra melegített víz érkezik, akkor a kazán nem kapcsol be, csak átfolyik rajta a víz. A kazán védelme, illetve a rövid idejű, indokolatlan kazán indulások elkerülése érdekében célszerű beépíteni egy motoros váltószelepet a tárolóból jövő melegvíz ágba. Ennek a segítségével megfelelő tároló hőmérséklet esetén a kazán egyértelműen kikerülhető. Figyelem! A gázkazán és melegvíz tároló sorba kötése nagy körültekintést igényel, és ehhez meg kell szerezni a kazánt gyártó, vagy forgalmazó cég hozzájárulását is.


3. ábra

A napkollektor köri hőcserélő nagysága

A fagyállóval feltöltött napkollektoros rendszereknél, a napkollektorokban felmelegedett fagyálló folyadék hőcserélőn keresztül tudja felfűteni a tároló vizét. Kisebb rendszereknél a hőcserélő többnyire a tartályon belülre beépített csőkígyó. Természetesen nem mindegy, hogy ennek a hőcserélőnek mekkora a hőátadó felülete. A napkollektoros rendszereknél ugyanis ügyelni kell arra, hogy a napkollektorok hőmérséklete ne legyen sokkal magasabb annál, mint amilyen hőmérsékletű vizet a tárolóban éppen fűtenek. Ezt pedig csak megfelelően nagy hőcserélő felülettel lehet elérni. A hőcserélők alapegyenletéből láthatjuk, hogy adott napkollektor teljesítmény (Q) adott hőmérséklet különbséggel (DT) történő átviteléhez egyértelműen meghatározható a szükséges hőcserélő felület (A).

ahol:
k:         a hőcserélő hőátbocsátási tényezője, [W/(m2·K)]
A:        a hőcserélő hőátadó felülete, [m2]
DT:      az átlagos hőmérséklet-különbség a fűtő és a fűtött közeg között, [K]

Ahhoz, hogy a napkollektor köri fűtőközeg átlagos hőmérséklete csak kb. 10-15°C-al legyen magasabb a tároló hőcserélő zónájában lévő víz hőmérsékleténél, kb. 0,2 m2/m2 hőcserélő/napkollektor felület arány szükséges, vagyis a követendő szabály:

Ahőcserélő = 0,2 ×Akollektor

ahol:
Ahőcserlő:           a hőcserélő hőátadó felülete, [m2]
Akollektor:           a napkollektorok hasznos felülete, [m2]

Fenti összefüggés alapján a kisebb 4-8 m2 napkollektor felületű rendszereknél 0,8-1,6m2 felületű hőcserélő szükséges. Ez az általában alkalmazott 300 liter körüli melegvíz-tárolók alsó hőcserélőjére jellemzően teljesül is. Ezért a kisebb rendszereknél nyugodt lelkiismerettel használható a belső hőcserélős tároló. Nagyobb napkollektoros rendszereknél viszont, ha kollektor felülethez képest túl kicsi felületű a belső hőcserélő, akkor a napkollektorok csak nagy hőmérséklet-különbséggel tudják leadni a teljesítményüket. Ez pedig azt eredményezi, hogy a napkollektorok hőmérséklete indokolatlanul megemelkedik, és így akár 20-30%-al is csökken a hatásfokuk. Ahol tehát a belső hőcserélő felülete már nem elégíti ki a fentebb ismertetett összefüggést, külső hőcserélőt kell alkalmazni.

Ugrás a Naplopó webáruházba

Kérjen egyedi árajánlatot!

Kedvezmenyes napkollektoros és napelemes rendszerek

Pályázatok, állami támogatások

 MFB energiahatékonysági hitel

Április 24-től indul az MFB program
családi házak és társasházak részére


 VEKOP pályázat


  

 SMART napelemes rendszerek

Napelemenkénti teljesítmény optimalizálókkal, akár 25% energiahozam többlettel

Solaredge: Hozd ki a maximumot!

Így építettük fel a Naplopó-műhelyt tavaly nyáron, az Everness fesztiválon
Tovább a YouTube videóraNaplopó-műhely az Everness fesztiválon

Mennyi villamos és hőenergiát állíthattunk elő a napsugárzásból Budapesten az elmúlt 7 nap során?

 

Hasznos cikkeink a Tudástárban

Napelemes rendszerek monitoringja

Megjelent az Épületgépész folyóirat 2016/1. számában

A mai korszerű napelemes rendszerek egyik igen hasznos és látványos szolgáltatása az online rendszerfelügyelet, a monitoring. Segítségével a napelemes rendszer működése ellenőrizhető és nyomon követhető, a pillanatnyi és a múltbéli halmozott adatok az interneten keresztül bárhonnan, akár egy okostelefon segítségével is egyszerűen elérhetők.

Vonalban

Jelenleg 11 vendég és 0 felhasználó van vonalban.

Újdonságaink

Nanoflex csővezeték

Innosolar-HT fagyálló folyadék napkollektoros rendszerekhez