Solární kolektory – Stručný přehled nejdůležitějších faktů | Viessmann A-Z
Solární kolektory tvoří základ solárního termického systému. Jak název napovídá, sbírají sluneční paprsky. To se následně přemění na užitečné teplo, které lze využít k ohřevu teplé vody nebo jako záložní zdroj pro ústřední vytápění v domácnosti. To umožňuje úsporu nákladů na energii a pomáhá snižovat emise CO₂ do atmosféry ze spalování fosilních paliv.
Základní princip a typy
Ponecháme-li stranou pár speciálních technických řešení, v Německu se používají především kolektory s cirkulujícím chladivem. Tato chladicí kapalina se obvykle skládá ze směsi vody a glykolové nemrznoucí směsi. Chladicí kapalina je umístěna v potrubí. Podle způsobu instalace se rozlišují trubicové a ploché kolektory. Společné mají však to, že absorbér přeměňuje sluneční záření na teplo. Chladivo absorbuje teplo a odvádí ho z kolektoru. Tento proces je u každého kolektoru stejný.
Vakuové trubicové kolektory – princip termosky
V trubicových kolektorech je absorbér umístěn ve skleněné trubici pod vakuem (evakuován), podobně jako termoska. Vakuum má velmi dobré tepelně izolační vlastnosti a zajišťuje snížení tepelných ztrát. To je výhodné zejména v případě vysokých teplot kolektorů, jinými slovy provozních podmínek, které jsou typické pro solární podporu ústředního vytápění.
Těleso kolektoru s vysoce účinnou tepelnou izolací
Absorpční panel se selektivním povlakem uvnitř vakuové trubice
Duotec výměník tepla s dvojitým potrubím
Tepelná trubice s automatickým vypnutím v závislosti na teplotě ThermProtect
Základní pneumatika s objímkou duše ve stejné barvě jako tělo
Obecně lze trubicové kolektory rozlišovat podle jejich konstrukce: u vakuových trubicových kolektorů s přímým prouděním chladivo cirkuluje skrz trubice absorbéru umístěné uvnitř trubic. V systémech s tepelnými trubicemi chladicí kapalina neproudí trubkami. Místo toho se chladicí kapalina (obvykle voda) odpařuje v měděné trubce pod absorbérem. Pára kondenzuje ve výstižně pojmenovaném kondenzátoru na horním konci trubek – zde se přenáší energie do chladiva v kolektoru. Výhodou tepelných trubicových kolektorů je spolehlivá absorpce tepla.
Viessmann nabízí následující vakuové trubicové kolektory na principu heatpipe:
Ploché kolektory – meandrující trubice
U plochých kolektorů je absorbér typicky chráněn před vnějšími vlivy pláštěm z potaženého ocelového plechu, hliníku nebo nerezové oceli a předním krytem z nekvalitního skla pro regulaci slunečního záření. Antireflexní (AR) povlak na skle může dále snížit odraz. Tepelná izolace tělesa kolektoru snižuje tepelné ztráty.
Skládaný hliníkový rám s dvojitým zasklením po celém obvodu
Stabilní, vysoce průhledné víko ze speciálního skla
Selektivní absorbér s přepínatelnou absorpční vrstvou ThermProtect
Trubka absorbéru je uložena ve formě meandru, který zajišťuje spolehlivý pohyb proudění kolektorem. Trubka absorbéru je také svařena v ohybech, což zajišťuje optimální přenos tepla až k okrajům. Podlahová deska je po celém obvodu napojena na rám rozdělovače. Plošné těsnění je bezešvé a je vyrobeno z pružného těsnicího materiálu odolného vůči povětrnostním vlivům a UV záření.
Viessmann nabízí tyto produkty:
Správné plánování a instalace
Díky rozmanitosti provedení lze solární kolektory instalovat téměř do jakékoli koncepce budovy, a to jak v novostavbách, tak v modernizačních projektech, a to jak na budově samotné, tak vedle ní. Lze je instalovat na šikmé i ploché střechy, na stěny i samostatně na zem. Ve všech případech tvoří rozdělovač a sestava jeden statický celek. Viessmann nabízí systémy plně otestované zátěží pro všechny běžné typy střech a vhodné pro všechny kolektory v rámci standardního sortimentu, poskytující zvýšenou spolehlivost a klid při plánování a montáži.
Možnosti upevnění zvedacího mechanismu
Sklon a orientace kolektorů jsou kritické<br />
Množství energie dostupné pro výrobu tepla je největší, když záření dopadá na povrch kolektoru v pravém úhlu. V naší zeměpisné šířce toho není možné dosáhnout s vodorovným povrchem. Plocha kolektoru však může být odpovídajícím způsobem nakloněna. Orientace navíc rozhoduje i o správném využití sluneční energie. Na severní polokouli je ideální orientace na jih.
Vyhněte se zastínění solárních kolektorů
Instalace kolektoru: Instalace nad střechu a integrace střechy
Montáž nad střechu
Výkonové charakteristiky – co je důležité?
Klíčovou hodnotou, kterou je třeba zvážit před nákupem solárního termického systému, je účinnost kolektorů. Tato hodnota představuje podíl slunečního záření, které se přemění na užitečnou tepelnou energii. Tato hodnota je stanovena podle evropské normy EN 12975 a naleznete ji v technických listech zařízení.
Při výpočtu účinnosti solárních kolektorů se zohledňují i energetické toky a tepelné ztráty. To znamená, že ne všechno světlo dopadající na povrchy může být využito k výrobě tepla (optická ztráta). Kromě toho se také ztrácí malá část tepla generovaného kolektory (tepelné ztráty).
V kolektoru proudí energie: A Ozáření na kolektoru E Absorbér vyhřívaný sáláním
Optická ztráta: B Odraz na skleněné jednotce C Absorpce na skleněné jednotce D Odraz na absorbéru
Tepelné ztráty: F Tepelná vodivost materiálu kolektoru G Tepelné záření absorbéru H Proudění
Ochrana proti přehřátí s automatickým vypnutím v závislosti na teplotě ThermProtect
Pokud se z kolektoru neodvádí teplo (protože čerpadlo je zastaveno a chladicí kapalina necirkuluje), kolektor se ohřeje na tzv. stagnační teplotu. Riziko přehřátí se zvyšuje s rostoucím teplotním rozdílem s okolím. Stagnace teploty 200 stupňů Celsia a více vedou k nežádoucím následkům. V tomto případě se solární prostředí odpaří a rychle expanduje v okruhu solární baterie. Výsledné vysoké tepelné zatížení součástí a samotné chladicí kapaliny vede k poškození.
Charakteristická účinnost: riziko přehřátí se zvyšuje se zvyšujícím se teplotním rozdílem s okolním prostředím. Zde přicházejí na pomoc kolektory s ochranou proti přehřátí.
ThermProtect a princip tepelné trubice pro ochranu proti přehřátí
Viessmann tomuto jevu čelí speciální savou vrstvou – ThermProtect. Absorbér během provozu vydává stále více tepla, jak se zahřívá. Tím se sice zvyšují tepelné ztráty kolektoru, ale zároveň se mírně zvyšuje teplota kolektoru a stagnační teplota zůstává výrazně pod normálními hodnotami. Jak přesně se to děje?
ThermProtect mění krystalovou strukturu plochých kolektorů. Optické vlastnosti se také mění při 75 stupních Celsia. To znamená, že vnitřní teplota kolektorů nemůže stoupnout nad 145 stupňů Celsia. Když teplota opět klesne, krystalická struktura se vrátí do původního stavu.
Naopak vakuové trubicové kolektory využívají princip heatpipe k ochraně systému před přehřátím. Pokud je sluneční záření příliš vysoké a přenos tepla se začne snižovat, dochází k postupnému vypínání v závislosti na teplotě. To blokuje kondenzaci na tepelném výměníku. Chladicí kapalina se již nemůže zkapalnit a nemůže se přenášet teplo. Přenos tepla se obnoví až po poklesu teploty uvnitř solárního okruhu.
Ploché a trubicové kolektory Vitosol
Produktová řada Vitosol
Požádejte o radu odborníka
Získejte bezplatnou, personalizovanou konzultaci solárního tepelného systému od našich kvalifikovaných prodejních partnerů!
Další návody a tipy Viessmann
Ploché kolektory pro obytné, komerční a místní vládní budovy
S plochými kolektory Vitosol lze zdarma využívat sluneční energii k vytápění a ohřevu užitkové vody. Zjistěte více o designu, funkci a inteligentní absorpční vrstvě ThermProtect.
Jak funguje solární tepelná energie
Se solárními termálními systémy můžete využít volnou energii slunce ve svém vlastním domě. To snižuje náklady na vytápění a chrání životní prostředí. Poskytujeme informace o návrhu a provozu solárních termických systémů.
Solární kapalina: vlastnosti a správné zacházení
Solární kapalina zabraňuje zamrzání solárních termických systémů při nízkých teplotách v zimě. Probíráme vlastnosti, údržbu a ovládání, stejně jako servisní doporučení.