Próżniowe kolektory słoneczne nie zawsze muszą być bardziej sprawne od kolektorów płaskich. Zależy to od ich konstrukcji. Jak wybrać dobry kolektor próżniowy?

1. www.solarblog.pl
Jak wybrać dobry kolektor próżniowy?
 Cechy dobrej klasy kolektorów próżniowych
 Segment „Premium” kolektorów próżniowych
 Od jakich cech konstrukcji zależy sprawność kolektora próżniowego?
 Przykład kolektora z segmentu „Premium”

2. Slajd
2
Kolektory próżniowe – zastosowanie, budowa…
 Kolektory próżniowe ze względu na wyższą
cenę zakupu w porównaniu do kolektorów
płaskich, powinny być stosowane wówczas,
gdy będą mogły zapewnić wyraźnie wyższe
efekty pracy. Nie jest to regułą, ze względu
na oferowanie na rynku wielu różnych
rozwiązań, gdzie przy wyższej cenie, kolektor
próżniowy uzyskuje niższe lub porównywalne
sprawności pracy.
 Atutem niektórych rodzajów kolektorów
próżniowych może być dodatkowo możliwość
montażu w nietypowych warunkach
zabudowy, np. na elewacji budynku, bez
wymaganego nachylenia do poziomu.

3. Slajd
3
Dobre cechy kolektora próżniowego
10 dobrych cech
kolektora próżniowego

4. Slajd
4
Wysoki poziom próżni
1 Wysoki poziom próżni
 Próżnia stanowi najdoskonalszą formę izolacji
cieplnej, eliminujące straty ciepła wynikające
z konwekcji (unoszenia ciepła przez powietrze
ogrzewające się od absorbera).
 Poziom próżni decyduje następnie o sprawności
pracy kolektora próżniowego, szczególnie przy
podwyższonych temperaturach absorbera.
 W rurach kolektora KSR10, próżnia wynosi
10-6 mbar (0,1 Pa), co oznacza usunięcie
99,9999999% powietrza i praktycznie całkowitą
eliminację konwekcyjnych strat ciepła.
kolektory próżniowe kolektory płaskie
Fot. Narva

5. Slajd
5
Szczelność i zachowanie próżni
2 Szczelność i zachowanie próżni
połączenie
metal-metal
 Połączenie szkło-metal kolektora typu KSR10
wykonane jest na zasadzie wtopienia krążka
metalowego ze stali chromowo-niklowej w rurę szklaną.
 Rurka miedziana czynnika grzewczego przechodzi
przez krążek, a zatem połączenie, które odpowiada
za utrzymanie próżni, ma charakter metal-metal.
Z racji zbliżonych cech (rozszerzalność cieplna),
takie połączenie zapewnia pełną szczelność.
 Maksymalna wytrzymałość mechaniczna
potwierdzona testem 1000 szoków termicznych
według normy EN12975 (schładzanie zimną wodą
kolektora w stanie stagnacji)

6. Slajd
6
Utrzymanie próżni – getter
3 Utrzymanie próżni – getter
 Szkło nie jest całkowicie szczelne dla małych
cząstek gazowych. W perspektywie długiego
okresu eksploatacji, cząstki gazów jak np. CO,
CO2, N2, O2, H2, He wnikając do środka, mogły
by zwiększać straty ciepła do otoczenia.
 Zastosowanie tzw. gettera (związki baru)
pozwala utrzymać próżnię, poprzez aktywne
wchłanianie cząstek gazowych.
 Dodatkową funkcją gettera jest sygnalizacja
utraty próżni, o czym świadczy powstający
przy obecności tlenu, biały nalot na powierzchni
wewnętrznej nieszczelnej rury próżniowej.
 Ważny jest także rozmiar gettera i ilość czynnej
substancji w nim zawartej.
Getter

7. Slajd
7
Wysoka sprawność optyczna – rura próżniowa
4 Wysoka sprawność optyczna – rura próżniowa
 Wysoka sprawność optyczna decyduje w znacznym stopniu o sprawności pracy
kolektora słonecznego w rzeczywistych warunkach eksploatacji.
 Często spotykane na rynku 2-ścienne rury próżniowe ograniczają dostęp
promieniowania słonecznego do absorbera. Wskutek tego obniżona zostaje
sprawność optyczna i pomimo dobrej izolacji cieplnej, taki kolektor próżniowy
uzyskuje przeciętne wydajności cieplne (niższe nawet od kolektorów płaskich)

8. Slajd
8
Wysoka sprawność optyczna – szkło antyrefleksyjne
5 Wysoka sprawność optyczna – szkło antyrefleksyjne
 Podwyższenie sprawności optycznej uzyskuje się także przez stosowanie
warstwy antyrefleksyjnej, która w kolektorze KSR10 podwyższa o około 5%
przepuszczalność promieniowania słonecznego. Sprawność optyczna
odniesiona do powierzchni absorbera osiąga wartość 85% (do apertury 78%).
Z warstwą AR
Bez warstwy AR
Transmisyjność
Długość fali m
AR

9. Slajd
9
Wysoka sprawność pracy – przepływ bezpośredni
6 Wysoka sprawność pracy – przepływ bezpośredni
 Bezpośredni przepływ („direct flow”) zapewnia wyższą sprawność pracy
od standardu „heat pipe”. Kolektor próżniowy z rurami próżniowymi Narva
w dwóch wersjach wykonania pod względem odbioru ciepła (dane Solar Keymark).
Sprawność
Różnica temperatury
(absorber-otoczenie)

10. Slajd
10
Ochrona przed przegrzewaniem
7 Ochrona przed przegrzewaniem
 Konstrukcja dolnych przyłączy umożliwia szybki
swobodny wypływ glikolu w początkowej fazie
stagnacji (brak odbioru ciepła). Powstająca para
wodna wypycha glikol z absorbera, nie
dopuszczając do jego długotrwałego gotowania,
powodującego wzrost
ciśnienia w instalacji
i ryzyko uszkodzeń.
Standard

11. Slajd
11
Możliwość nietypowej zabudowy kolektora
8 Możliwość nietypowej zabudowy kolektora
 Niektóre rodzaje kolektorów próżniowych pozwalają na
montaż bez wymaganego nachylenia, co może być
przydatne przy braku miejsca na dachu, lub gdy jest on
skierowany w niekorzystnym kierunku. Zwiększony
rozstaw rur kolektora (KSR10) zapewnia pełne
nasłonecznienie absorberów po obróceniu rur o kąt 25o.
45o 25o
25o
Zacienienie
0%
Zacienienie
ok. 15%
Zacienienie
ok. 30%

12. Slajd
12
Wysoka wydajność cieplna
9 Wysoka wydajność cieplna
 = 71,0%
Q = 426 W/m2
 = 58,2%
Q = 349 W/m2
 = 50,1%
Q = 301 W/m2
 = 45,2%
Q = 271 W/m2
 = 35,6%
Q = 213 W/m2
-18%
-29%
-36%
-50%
typowy zakres
pracy
 Wydajność cieplna
wynikająca ze sprawności
kolektora, musi być
wyższa wyraźnie od tej,
jaką cechują się kolektory
płaskie. Kolektory
próżniowe mające
2-ścienne rury szklane,
uzyskuje niższe
sprawności od kolektorów
płaskich. Celowość ich
stosowania wobec
wyższej ceny zakupu, jest
trudna do uzasadnienia.

13. Slajd
13
Długość okresu ochrony gwarancyjnej
10 Długość okresu ochrony gwarancyjnej
 Kolektory próżniowe klasy „Premium” (o wyraźnie wyższych sprawnościach
pracy w porównaniu do kolektorów płaskich), wobec wyraźnie wyższej ceny
zakupu, powinny cechować się długimi okresami gwarancyjnymi. Standardem
rynkowym są tutaj okresy gwarancyjne od 2 do 5 lat.
 Niemniej istotny od długości okresu gwarancji jest zakres wymagań
eksploatacyjnych. Spotykaną praktyką jest wydłużanie okresów gwarancyjnych
jednak z wysokimi wymaganiami eksploatacyjnymi, trudnymi do realizacji przez
użytkownika. Niektóre elementy (jak np. zwierciadła CPC, rurki cieplne heat
pipe) nie są często obejmowane pełną opieką gwarancyjną.
Kolektor próżniowy KSR10 firmy Hewalex może stanowić
przykład kolektora próżniowego klasy „Premium”, z okresem
gwarancyjnym nawet 11 lat, jednocześnie bez specjalnych
wymagań eksploatacyjnych.

14. Slajd
14
Celowość stosowania kolektorów próżniowych
 Kolektory próżniowe należy stosować przede wszystkim, gdy zapewniają wyraźnie
wyższe efekty pracy niż kolektory płaskie. Dotyczy to więc segmentu „Premium” tych
urządzeń. Dodatkowym atutem niektórych rodzajów kolektorów próżniowych, jest
możliwość montażu w dowolnym położeniu i korygowania ustawienia absorberów,
względem kąta padania promieniowania słonecznego.

15. www.solarblog.pl www.hewalex.pl
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym
więcej prezentacji >>>

16. www.solarblog.pl www.hewalex.plwięcej prezentacji >>>
Kompletne rozwiązania oparte o kolektory słoneczne i pompy ciepła
Zastosowanie w obiektach mieszkalnych i użytkowych
Hewalex
Ponad 20-letnie doświadczenie na rynku polskim i zagranicznym