Napkollektor rendszerek általános felépítése

Magyarországon - igen jó éghajlati adottságai miatt - aktív napenergia-hasznosítás céljára többnyire folyadék munkaközegű napkollektorokat alkalmaznak.

Az ilyen napkollektoros hőtermelő berendezések általában az alábbi fő részekből tevődnek össze:

·      Napkollektorok, melyek elnyelik, hővé alakítva átadják a munkaközeg folyadéknak a napsugárzás energiáját.

·      Tárolók, melyek a napkollektorokkal termelt hőt melegvíz formájában tárolják.

·      Működtető, szabályozó, biztonsági és ellenőrző szerelvények. Ide tartozik a keringető szivattyú, az automatika, a tágulási tartály, a biztonsági szelep, a nyomás- és hőmérők, a szabályozó- és váltószelepek valamint az egyéb szerelvények.

·      Csővezeték rendszer, ami a napkollektorokat köti össze a tárolóval és a fogyasztóval.

A napkollektoros rendszerek a napkollektorokban felmelegedő folyadék szerint lehetnek egykörösek vagy kétkörösek.

·      Egykörös rendszer esetén a napkollektorokban közvetlenül a felmelegítendő használati víz kering. Az ilyen rendszer előnye az egyszerűség, hátránya a fagymentes időszakra korlátozott alkalmazhatóság, valamint a napkollektorokban a vízkövesedés, lerakódás és forrás veszélye.

·      Kétkörös rendszer esetén a napkollektor kör (primer) külön zárt kör, melyet megfelelő hígítású fagyálló hőátadó folyadékkal töltenek fel. A napkollektorokban felmelegedett fagyálló folyadék hőcserélőn keresztül fűti fel a tárolóban lévő vizet. Műszakilag megoldható a fagyálló folyadék kiiktatása és vízzel való helyettesítése, ami valamivel jobb hőátadást- és átvételt biztosít, de ehhez szükséges egy kisebb tároló tartály és egy kevés automatika.

A kétkörös rendszerek egész évben, tehát télen is biztonsággal használhatók, előnyük a nagyobb éves energiahozam, a megbízható - a napkollektorok vízkövesedését kiküszöbölő - üzem, míg hátrányuk a hőcserélő miatti nagyobb beruházási költség, és a kissé bonyolultabb működtetés.

 Ahol:

1.    Hőtermelés (napkollektor)

2.    Szabályozó, működtető berendezések

3.    Hidegvíz hálózat

4.    Hőtárolás (melegvíz tároló)

5.    Hőfogyasztás (melegvíz hálózat)

A folyadék munkaközeg szállítása szerint a napkollektoros rendszerek lehetnek gravitációs vagy szivattyús keringetésük.

·      Gravitációs (fajsúlykülönbségből adódó) keringetés esetén a tárolótartály a napkollektorok fölött helyezkedik el, ahol a hőátadó munkaközeg keringése - napenergia hatására - a napkollektorban felmelegedett folyadék fajsúlycsökkenése miatt következik be. Az ilyen rendszerek előnye az egyszerűség, a keringető szivattyú és automatika kiiktatása, hátránya a tároló helyének kötöttsége. Gravitációs rendszereknél a keringést biztosító nyomás-különbség viszonylag kicsi, ezért csak kis áramlási ellenállású napkollektorokat, csöveket és tárolókat lehet alkalmazni.

·      Szivattyús keringetésű rendszerek esetén a hőátadó folyadékot szivattyú áramoltatja. A szivattyús rendszerek előnye, hogy a tároló bárhol elhelyezhető, kiterjedt rendszer építhető, nem indokolt a kis áramlási ellenállással bíró elemek használata, a szivattyú ki- és bekapcsolásával, vagy a fordulatszám változtatásával, jól szabályozható üzem valósítható meg. Hátrányuk a nagyobb beruházási- és üzemköltség.