Jednym z ważniejszych wyborów, przed którymi stajemy podczas budowy lub generalnego remontu domu, jest wybór systemu grzewczego.

To właśnie na centralne ogrzewanie i przygotowanie ciepłej wody użytkowej przeznaczamy później większość wydatków eksploatacyjnych. Do rozważenia wyboru alternatywnych źródeł energii (innych niż kotły węglowe lub gazowe) skłaniają nas, prócz względów ekonomicznych, również ekologiczne – rosnąca świadomość konieczności ochrony środowiska zarówno w skali mikro, jak i makro. Ponadto związana z polityką międzynarodową niepewność dostaw gazu i oleju opałowego potwierdza słuszność poszukiwań innych źródeł energii.

kolektory słoneczne na dachukolektory słoneczne płaskieInwestor ma do dyspozycji systemy oparte na pompach ciepła oraz na kolektorach słonecznych. Nie wykluczają się one wzajemnie, choć różnią się zarówno budową, zasadą działania, cechami użytkowymi i kosztem, zarówno inwestycyjnym, jak i eksploatacyjnym. Po rozważeniu wszelkich za i przeciw tych systemów inwestor dokonuje wyboru. Jeśli wybiera system oparty na bezpośrednim wykorzystaniu energii Słońca – czyli taki, w skład którego wchodzą kolektory słoneczne, do podjęcia pozostaje jeszcze wybór rodzaju kolektorów. Mogą to być kolektory próżniowe rurowe lub płaskie.

Kolektory płaskie starszego typu to nieco mniejszy wydatek na etapie inwestycji i jednocześnie wystarczające w okresie letnim parametry użytkowe. Nowoczesne kolektory próżniowe rurowe to nieco większy koszt inwestycyjny, kompensowany wyższą skutecznością w okresach przejściowych (jesień, wiosna). Dobrze dobrane kolektory zapewniają pokrycie 80–100% zapotrzebowania na energię cieplną do przygotowania c.w.u. (ciepłej wody użytkowej) w okresie największego nasłonecznienia. Jednak to tylko ok. 4 miesięcy. A co w pozostałych porach roku, gdy nasłonecznienie nie jest już tak intensywne (mniejsza wysokość Słońca nad horyzontem, krótszy dzień), występują częstsze i większe zachmurzenia, i przede wszystkim mniejsza temperatura otoczenia?

Porównanie wydajności kolektora próżniowego rurowego i kolektora płaskiego

W warunkach rzeczywistych najczęściej mamy do czynienia z dużą różnicą temperatury czynnika grzewczego i temperatury otoczenia. Zarówno latem, gdy przy temperaturze otoczenia rzędu 20–30oC czynnik grzewczy osiąga temperaturę powyżej 100oC, jak i w okresach przejściowych i zimą, gdy nawet przy temperaturach ujemnych i przy dobrym nasłonecznieniu czynnik grzewczy może osiągnąć 50–80oC. Zwykle, przy dobrym nasłonecznieniu, mamy więc do czynienia z różnicą temperatury czynnika grzewczego i temperatury otoczenia na poziomie 60–80oC, a co za tym idzie, z większą wydajnością kolektorów próżniowych w porównaniu z kolektorami płaskimi. Szacuje się, że dzięki doskonałej izolacji warstwy próżniowej, średnioroczna wydajność kolektorów próżniowych jest o ok. 30% wyższa niż wydajność kolektorów płaskich.

Producenci kolektorów płaskich zwracają uwagę na ich niższą cenę. To prawda. Kolektory płaskie są tańsze i jednocześnie wystarczające w okresach intensywnego nasłonecznienia. ednak obniżenie ich skuteczności w okresach przejściowych skłania do uważniejszego spojrzenia na kolektory próżniowe rurowe. Tym bardziej że koszt samych kolektorów w instalacji systemu ogrzewania słonecznego wynosi około 30–50%. Pozostały udział mają zbiornik (ogrzewacz c.w.u.), grupa pompowa, naczynie przeponowe, sterownik, orurowanie, materiały montażowe i robocizna. Za nieco wyższą cenę zestawów z kolektorami próżniowymi uzyskujemy możliwość efektywniejszego korzystania z energii słonecznej w okresach: wiosna, jesień, zima.

Większość kolektorów próżniowych posiada zbliżone parametry termodynamiczne. Jednak poszczególne typy kolektorów próżniowych różnią się pomiędzy sobą, nieraz znacznie, konstrukcją i zastosowaną technologią. Znaczenie różnic konstrukcyjnych ujawnia się na etapie montażu oraz podczas serwisowania instalacji, a zwłaszcza w przypadku konieczności wykonania wymiany rury próżniowej. (…)

mgr inż. Maciej Krzeczek
Dyrektor techniczny
Eco-Schubert Sp. z o.o.

Cały artykuł – GLOBEnergia 2/2009

kolektory słoneczne zestaw artykółów