Solární kolektory tvoří jádro solárního tepelného systému. Jak už jejich název napovídá, sbírají sluneční paprsky. Poté dochází k přeměně na využitelné teplo, které lze využít k ohřevu teplé vody nebo jako záložní zdroj ústředního vytápění v domácnosti. To vám pomůže ušetřit náklady na energii a přispět ke snížení emisí CO₂ v atmosféře díky spalování fosilních paliv.
Kromě několika speciálních technických řešení se v České republice používají především kolektory s cirkulujícím teplonosným médiem. Toto médium se obvykle skládá ze směsi vody a nemrznoucí glykolové směsi. Médium je umístěno v trubce. Podle způsobu instalace lze rozlišovat mezi trubkovými a plochými kolektory. Oběma je však společné to, že absorbér přeměňuje sluneční záření na teplo. Teplonosné médium teplo pohlcuje a odvádí ho z kolektoru. Tento proces je u všech kolektorů stejný.
V trubicových kolektorech je absorbér umístěn ve skleněné trubici, která je pod vakuovým tlakem (evakuovaná), podobně jako termoska. Vakuum má velmi dobré tepelně izolační vlastnosti a zajišťuje snížení tepelných ztrát. To je výhodné zejména v případě vysokých teplot kolektoru, tedy konkrétně v provozních podmínkách, které jsou běžné pro zálohování solárního ústředního vytápění.
Obecně lze trubicové kolektory rozlišit podle jejich konstrukce: ve vakuových trubicových kolektorech s přímým průtokem cirkuluje teplonosné médium v trubkách absorbéru, které jsou uspořádány uvnitř trubic. V systémech s tepelnými trubkami teplonosné médium trubkami neproudí. Místo toho se médium (obvykle voda) odpařuje v měděné trubce pod absorbérem. Pára kondenzuje v příhodně pojmenovaném kondenzátoru na horním konci trubek – zde se energie předává teplonosnému médiu v kolektoru. Výhodou trubkových kolektorů je spolehlivá absorpce tepla.
Společnost Viessmann nabízí následující vakuové trubkové kolektory na principu tepelných trubic:
U plochých kolektorů je absorbér obvykle chráněn před povětrnostními vlivy pláštěm z ocelového plechu s povrchovou úpravou, hliníku nebo nerezové oceli a čelním krytem z bezpečnostního solárního skla z nízkoželezných kovů. Antireflexní (AR) povlak na skle může dále snížit odrazivost. Tepelná izolace pláště kolektoru snižuje tepelné ztráty.
Absorpční potrubí je uloženo v meandru, což zajišťuje spolehlivý průběh proudění v kolektoru. Absorpční trubka je svařena i v ohybech, což zajišťuje optimální přenos tepla až k okrajům. Podlahová deska je po celém obvodu spojena s rámem kolektoru. Těsnění skla je bezešvé a je vyrobeno z pružného těsnicího materiálu odolného proti povětrnostním vlivům a UV záření.
Společnost Viessmann nabízí následující ploché kolektory:
Solární kolektory lze díky jejich rozmanitým konstrukcím instalovat téměř v každé koncepci budovy, v novostavbách i při modernizaci, a to buď na budově, nebo v její blízkosti. Podle potřeby je lze instalovat na šikmé střechy, ploché střechy a na stěny, stejně jako volně stojící na zemi. Ve všech případech tvoří kolektor a montáž jeden statický celek. Společnost Viessmann nabízí v rámci svého standardního sortimentu plně zatížené systémy pro všechny běžné typy střech a vhodné pro všechny kolektory – to zajišťuje zvýšenou spolehlivost a klid ve fázi plánování a instalace.
Množství energie, které je k dispozici pro výrobu tepla, je největší, když záření dopadá na povrch kolektoru pod pravým úhlem. V našich zeměpisných šířkách toho nelze dosáhnout s vodorovným povrchem. Povrch kolektoru však může být odpovídajícím způsobem nakloněn. Kromě toho orientace určuje také správné využití sluneční energie. Na severní polokouli je ideální orientace na jih.
Klíčovou hodnotou, kterou je třeba zvážit před nákupem solárního termického systému, je účinnost kolektorů. Tato hodnota představuje podíl slunečního záření, který se přemění na využitelnou tepelnou energii. Tato hodnota se určuje podle evropské normy ČSN EN 12975 a najdete ji v katalogových listech zařízení.
Výpočet účinnosti solárních kolektorů zohledňuje také toky energie a tepelné ztráty. To znamená, že ne všechno světlo dopadající na povrchy lze využít k výrobě tepla (optické ztráty). Kromě toho se malá část tepla vyrobeného kolektory také ztrácí (tepelné ztráty).
Toky energie v kolektoru: A Ozařování kolektoru E Absorbér ohřívaný zářením
Optické ztráty: B Odraz na skleněné tabuli C Absorpce na skleněné tabuli D Odraz na absorbéru
Tepelné ztráty: F tepelná vodivost materiálu kolektoru G tepelné vyzařování absorbéru H konvekce
Pokud není z kolektoru odebíráno žádné teplo (protože čerpadlo stojí a teplonosné médium necirkuluje), kolektor se zahřeje na tzv. stagnační teplotu. Riziko přehřátí se zvyšuje s rostoucím teplotním rozdílem vůči okolí. Stagnační teploty 200 °C a více vedou k nežádoucím účinkům. V takovém případě dochází k rychlému a rozsáhlému odpařování a rozpínání solárního média v solárním okruhu. Výsledné vysoké tepelné zatížení součástí a samotného teplonosného média pak způsobí poškození.
Viessmann tomuto jevu čelí speciálním absorpčním povlakem ThermProtect. V rámci tohoto procesu absorbér při zahřívání vyzařuje stále více tepla. Tím se zvyšují tepelné ztráty kolektoru a zároveň teplota kolektoru stoupá jen mírně a stagnační teplota zůstává výrazně pod obvyklými hodnotami. Jak to přesně funguje?
ThermProtect mění krystalickou strukturu plochých kolektorů. Při teplotě 75 stupňů Celsia se mění i optické vlastnosti. To znamená, že vnitřní teploty kolektorů nemohou stoupnout nad 145 stupňů Celsia. Při opětovném poklesu teplot se krystalová struktura vrátí do původního stavu.
Naopak u vakuových trubicových kolektorů se k ochraně systému před přehřátím používá princip tepelné trubice. Pokud je sluneční záření příliš vysoké a přestup tepla začne klesat, nastoupí postupné vypínání v závislosti na teplotě. Tím se zablokuje kondenzace na výměníku tepla. Teplonosné médium již nemůže zkapalňovat a teplo se dále nepřenáší. Přenos tepla se obnoví až po poklesu teploty uvnitř solárního okruhu.
5 kroků k doporučení produktu
Staňte se partnerem společnosti Viessmann a využijte mnoha výhod
Staňte se partnerem