Izkušnje z vakuumskimi kolektorji

Avtor: Energetski svetovalec Franc Kalan, u.d.i.

Najprej se moramo odločiti ali bomo toploto sonca uporabili za pripravo tople vode ali tudi za podporo ogrevanja stavbe. Projekta ali dovoljenj za to ne potrebujemo.Pred začetkom del je potrebno analizirati obrnjenost strehe, mesto postavitve sprejemnikov sončne energije, oceniti količino tople vode glede na število uporabnikov, porabo energije za ogrevanje, način postavitve solarne naprave in drugo. Če bomo ogrevali tudi stavbo je najbolje izbrati vakuumske kolektorje, izvedbe »heat pipe«, ki imajo najvišji izkoristek, približno dvakrat boljši kot ploščati kolektorji, najmanjše toplotne izgube, delujejo v oblačnem vremenu in pozimi, se hitreje segrejejo in odzivajo, montaža, vzdrževanje ali zamenjava vakuumskih cevi med obratovanjem pa so enostavni. Potrebno je poiskati več ponudb in izbrati najugodnejšo, ki ni nujno najcenejša. Za pridobitev nepovratnih finančnih sredstev je poleg vloge potrebno zbrati še potrebno dokumentacijo.

Najprej se moramo odločiti ali bomo toploto sonca uporabili za pripravo tople vode ali tudi za podporo ogrevanja stavbe. Projekta ali dovoljenj za to ne potrebujemo.

 

Pred začetkom del je potrebno analizirati obrnjenost strehe, mesto postavitve sprejemnikov sončne energije, oceniti količino tople vode glede na število uporabnikov, porabo energije za ogrevanje, način postavitve solarne naprave in drugo. Če bomo ogrevali tudi stavbo je najbolje izbrati vakuumske kolektorje, izvedbe »heat pipe«, ki imajo najvišji izkoristek, približno dvakrat boljši kot ploščati kolektorji, najmanjše toplotne izgube, delujejo v oblačnem vremenu in pozimi, se hitreje segrejejo in odzivajo, montaža, vzdrževanje ali zamenjava  vakuumskih cevi med obratovanjem pa so enostavni. Potrebno je poiskati več ponudb in izbrati najugodnejšo, ki ni nujno najcenejša. Za pridobitev nepovratnih finančnih sredstev je poleg vloge potrebno zbrati še potrebno dokumentacijo.  

 

Montažo vakuumskih je najbolje prepustiti strokovnjakom


Prerez Viessmannovega Vitosol 200-T heat pipe vakuumskega kolektorja



Resnični primer vgradnje

Lega stavbe, na katero smo postavili kolektorje je bila neugodna in delno zasenčena, zato je bila edina možnost postavitev ob slemenu strehe, za kar je bilo potrebno izdelati še nosilno konstrukcijo. Ob postavitvi smo upoštevali tudi čim manjšo možnost onesnaženja z dimnimi plini iz dimnikov. Za najboljšo povezavo s hranilnikom toplote v kleti pa se je izkazal dimniški zračnik. Sedaj ta 24 cevni kolektor, s površino 5,7 m2 stoji pod naklonom 58 stopinj, kar omogoča večje energijske dobitke v zimskem času in zmanjša možnost nezaželenega poletnega pregrevanja. Posamezne vakuumske cevi lahko po montaži še obračamo okoli osi in izberemo najboljšo lego, zato lahko absorbcijski količnik takšnih sončnih sprejemnikov doseže celo 92 %.

 

Cevna povezava do hranilnika toplote je izvedena z bakrenimi cevmi O 15 mm, ki so odlično toplotno izolirane že v tovarni. Po montaži je bil izveden tlačni preizkus s 5,5 bar, varnostni ventil za normalno obratovanje pa se bo aktiviral ob tlaku 3 bar. Kolektorski krog je namenoma varovan s preveliko raztezno posodo 30 l, 300 litrski hranilnik toplote pa varuje 18 litrska raztezna posoda. V obtoku se nahaja 30 l mešanice glikola in vode, s točko zamrzovanja – 25°C.  

 

Nastavitev avtomatike

Tipala merijo temperature na vrhu sprejemnikov in v hranilniku toplote v kleti, avtomatika pa regulira vrtljaje obtočne črpalke, javlja njeno obratovalno stanje ter prikazuje celo orientacijsko vrednost “pridelane” sončne energije. Diferencialni termostat je nastavljen skladno z obratovalnimi navodili. Obtočna črpalka se vklopi, ko je temperatura medija v kolektorju 10°C višja od temperature vode v hranilniku toplote, izklopi pa se ob temperaturni razliki 5°C. Ob slabem vremenu, je temperatura v bojlerju pogosto višja kot v kolektorjih, takrat črpalka miruje, dokler se kolektorji spet ne ogrejejo na 10°C višjo temperaturo. To nastavitev je možno spreminjati, običajno izberemo večjo temperaturno razliko, 15°C, da vklopi obtočne črpalke niso prepogosti. Zelo dobro je, če imamo možnost meritev pretoka medija, ki spreminja vrtljaje črpalke, s tem pa lahko vplivamo na hitrost spreminjanja temperature kolektorjih. Pomembno je, da imamo podatke, kako obratuje sistem in ga kasneje po izkušnjah nastavljamo na spremenjeno optimalno vrednost. Če je pretok premajhen, temperatura v kolektorjih preveč naraste in obratno.

 

Strmo postavljen kolektor zmanjšuje poletno pregrevanje


Vakuumski kolektorji odlično delujejo tudi v navpičnem položaju


Ko je energije preveč

Po ocenah in meritvah bo energije za ogrevanje potrošne vode preveč, zato bo avtomatika viške energije preusmerila v ogrevanje kopalnice, kjer se nahajata dva radiatorja moči okoli 1.500 W. Poletno pregrevanje lahko omilimo tudi z vklopom cirkulacijskega voda od bojlerja do potrošnikov tople vode, z izpustom tople vode v kopalnici, z ogrevanjem bazenske vode in končno s prekrivanjem kolektorjev, če varnostni program po obratovalnih navodilih tovarne in vse drugo ne bi zadoščalo.

 

Za take nevšečnosti so krive tudi pogoste napačne rešitve, zlasti takrat, ko je večji del kolektorjev namenjen podpori ogrevanja stavbe. Lahko je krivo nepravilno razmerje med volumnom bojlerja in velikostjo kolektorjev ter njihov premajhen naklonski kot. Na pregrevanje moramo računati tudi ob poletnem izpadu elektrike in zaustavitvi obtočne črpalke, pri čemer lahko pride do uparjanja v kolektorjih. To lahko rešimo z avtomatskim vklopom rezervnega akumulatorskega napajanja. Naložba v solarno napravo je kratkoročna in dolgoročna rešitev, ki daje v različnih primerih različne toplotne in ekonomske rezultate, saj z brezplačno toploto sonca nadomeščamo vedno dražja fosilna goriva in zmanjšujemo onesnaževanje okolja.

 

Izkušnje dvomesečnega obratovanja

Sistem smo zagnali sredi vročega poletja, ko se je voda v bojlerju segrela do 80°C,  omejitev pa je tovarniško nastavljena na 85°C. Solarni vakuumski 24 cevni sistem letno “pridela” najmanj 3.300 kWh sončne energije, kar potrjuje izračun in podatki na merilni napravi. Slednja kaže približno dvojno količino sončne energije, kot jo potrebujemo za pripravo tople vode, torej je polovico viškov. Tako je že jasno, da bomo imeli tudi v prehodnem času in pozimi dalj časa dovolj tople vode, kar je bil tudi namen te investicije.

 

V najhujši poletni vročini  smo se izognili prevroči vodi tako, da smo pokrili 1/3 cevi, s čimer smo temperaturo v bojlerju znižali za 10 do 20°C. To je bila dobra rešitev, saj potrebujemo večjo površino kolektorjev za prehodni in zimski čas, ko bomo prekritje odstranili. Ostaja še zelo pomembno vprašanje, kako pravilno izbrati razmerje med površino kolektorjev in volumnom bojlerja. To je glavna dilema te investicije, potrebni so znanje in izkušnje, tu pa se pojavlja tudi največ napak. Vprašanje podpore ogrevanja je zelo nedorečeno in zanj ni pravila, zato se odločamo za vsak primer posebej.

 

Ekonomičnost

Zaradi več pridobljene sončne energije bodo stroški za gorivo manjši, saj bomo toploto v prehodnem času porabili za ogrevanje kopalnice. Kakšen bo rezultat po koncu kurilne sezone, bomo ugotovili z meritvami. Takrat bo možno izračunati tudi ekonomičnost sistema, saj se odgovor na to vprašanje razlikuje od primera do primera.  

 

Če je stavba dobro izolirana bodo prihranki manjši, kot bi bili v energijsko potratni hiši, kjer se taka investicija hitreje povrne. V našem primeru, ko smo vgradili kvalitetne in primerno drage kolektorje z visoko življenjsko dobo, bo vračilna doba, z upoštevanjem državne subvencije, najmanj 10 let.  Jasno je tudi, da bo ekonomičnost toliko slabša, kolikor je podpora ogrevanja s kolektorji večja. Zato bo potrebno to mejo ugotoviti in za vsak primer posebej določiti, kaj se še splača.

 

Doba vračanja investicije je na splošno preveč poudarjena, cena pa je običajno pokazatelj kvalitete, zato se bo lahko sčasoma pokazalo, da so bili nekateri investitorji zavedeni, saj poceni investicija ni vedno najboljša. Tudi zato je pred odločitvijo dobro poiskati tudi strokovno in ne samo izvajalske pomoči.

 
 

erevija Varčujem z energijo vakuumski kolektorji sončna energija sončni kolektorji varčevanje energije fotovoltaika ogrevanje

 

Več iz teme:

POVEZANI ČLANKI

SORODNE VSEBINE