Melegvíz napkollektorral

A vákuumcsöves napkollektort úgy képzeljük el, min egy hosszú, hengeres villanyégőt, amelyből a levegőt kiszivattyúzzák, és természetesen légmentesen lezárják. Üveg anyaga meglehetősen strapabíró, még a mechanikai erőhatásoknak, ütéseknek is jól ellenáll. A légmentes lezárás előtt belsejében egy rézcsövet helyeznek el, amelynek felületét ráforrasztott rézlemezzel megnövelik, hogy minél nagyobb felületen érhesse a napsugár. A minél jobb hőelnyelés érdekében a rézcső és a lemez felszínét egyaránt speciális fekete (illetve érdekes módon újabban kék) festékkel vonják be.
Ennek a csőnek – másképpen kondenzátornak – a belsejében erősen párolgó metilalkohol van, ami a hősugarak hatására elpárolog (felforr), és a forró gőz felszáll a vákuumcső tetejénél lévő fejegységbe. Itt a gőz lecsapódik, miközben akár 200 °C feletti hőmérsékleten átadja hőjét a fejegységen keresztül cirkuláló víznek. A lecsapódó metilalkohol folyékony állapotban viszszacsepeg a kondenzátorba, és a folyamat kezdődik elölről. A működési elvből adódóan egy vákuumcsöves kollektor nyáron kb. 15 %-kal, télen akár 60 %-kal nagyobb hőteljesítményre képes, mint egy hagyományos, ún. síkkollektor. (A síkkollektorban egy üveglap alatt a kollektorcsőben közvetlenül a felmelegítendő víz kering.) Minden egyes vákuumcső egy önálló fűtőelem, és egy fűtőpanelen 15 db., 1,70 m hosszú vákuumcső kap helyet. Egy ilyen – nagyjából 1 m2-es – panel (egy család használati melegvíz szükségletét igen durván becsülve) körülbelül egy személy igényeit elégíti ki, tehát személyenként egy fűtőpanellal kell kalkulálnunk. A gazdaságosság érdekében újabban készülnek nagyobb – 3 m2-es – panelok is, ami olcsóbb, mint három különálló. Magyarországi viszonyok között egy 45-47°-os szögben elhelyezett fűtőpaneltól 850-1000 Kwh/m2 hőmennyiség nyerhető.
Bár a vákuumcsöves kollektor legnagyobb előnye éppen abban van, hogy nem szükséges hozzá tűző napsütés és nyári meleg, azért természetesen egy napkollektor nem tud minden időjárási körülmény között folyamatosan meleg vizet szolgálni. Ennek áthidalására szolgálnak az ugyancsak cseh gyártmányú indirekt melegvíz-tárolók; ily módon kapcsolván össze rendszerré a fentebb említett három egységet. A Szakszer Bt. árukínálata a közönséges villanybojlertól kezdődik, de számunkra most az egy- és kettő hőcserélős, illetve az ún. palástfűtéses bojlerek az érdekesek. Nézzük sorra, mit is jelentenek ezek a kifejezések.
Az egyhőcserélős-bojler szigetelt víztartályában egy csőkígyó van elhelyezve. Ebben áramlik a fűtővíz, amely hőjét átadja a tartályban lévő használati melegvíznek. Az egyhőcserélős megoldás speciális változatának tekinthető a palástfűtéses bojler, aminek kettős fala van, és a fűtővíz a két fal között áramlik. Érdekes módon itt kisebb valamivel a hőátadó felület, így ennek valamivel rosszabb a hatásfoka. A kéthőcserélős- bojlerban két csőkígyó kap helyet, így két különböző energiaforrásból származó fűtővízzel melegíthetjük a használati meleg vizet. Megjegyezzük, hogy valamennyi hőcserélőnél megteremtették az elektromos fűtés beépítésének lehetőségét, tehát az elektromos rásegítés igen egyszerűen megoldható – mint harmadik energiaforrás.
Képzeljük el, hogy a háztetőre felszereljük a megfelelő számú napkollektort, amelynek fűtővizét belevezetjük a hőcserélőbe, és 100, 200 vagy akár 500 l használati meleg vizet állítunk elő. Ez valószínűleg elegendő ahhoz, hogy egy átlagos időben, még az esti órákban is elegendő meleg vizünk legyen. Ha mégsem, akkor a hiányzó energiát elektromos fűtéssel pótolhatjuk, de érkezhet ez olcsóbb energiaforrásból is, pl. egy kombi vagy önálló, átfolyó-vizes gázkazánból. Ennek felmelegített vizét nem közvetlenül használjuk, hanem a kettős hőcserélő másik csőkígyójába vezetjük. Ha a használati meleg víz hőfoka egy megadott érték alá csökken, automatikusan indul a kisegítő fűtés.
A kettős hőcserélő a különböző energiaforrások legkülönbözőbb kombinációját teszi lehetővé. Sok helyen a gázkazán mellett ma is ott van a régi vegyes tüzelésű, de kiegészítheti a hőszivattyút is a gázfűtés. Alapeset természetesen a napkollektor és valamilyen kazán, pl. faelgázosító Atmos kazán. Arra is van lehetőség, hogy ha jelenleg még nem is számolhatunk napkollektorral, a kettős hőcserélővel megteremtjük egy később megvalósítandó ilyen beruházás feltételeit. A hőcserélő fűtővezetéke bármilyen központi fűtés „egyik radiátor eleme” lehet, tetszés szerinti bekötéseket tesz lehetővé. Adott esetben nincs is szükség kombi kazánra, a használati meleg vizet teljes egészében a normál kazán és a hőcserélő állíthatja elő.
A napkollektorok, illetve a napkollektorral kombinált meleg víz előállításánál külön ki kell hangsúlyoznunk az energiatakarékossági és a környezetvédelmi szempontokat. A napenergia ingyen van, és működése során sem káros anyag kibocsátása, sem környezeti hőterhelése nincs. Emiatt jelentős állami támogatások kaphatók a megvalósítására, amely akár 250 000 Ft-os összeget is elérhet. (Ez jelenleg csak a használati melegvízre vonatkozik, pl. medence fűtését az állam nem támogatja.) Hogy a fenti összeggel szembe tudjuk állítani a beruházási költség nagyságrendjét; egy 717x1720 mm méretű (15 vákuumcsöves) panel ára 125 000 Ft körül van, a háromszor ekkora egyben (40 csöves) 320 000 körül van. Egy kéthőcserélős, 6 bar nyomásra tervezett 300 l-es bojler (átlagos családi ház igénye) ára 160 ezer forint körüli. Az egyszeri beruházás után viszont ingyen dolgozik.