Szolár melegvíz készítés

A globális felmelegedés és a vele járó negatív környezeti hatások, a szén-dioxid és egyéb károsanyag kibocsátások csökkentése, a kedvezőbb gázfogyasztás elérése, az állami támogatások kihasználása és a környezettudatos gondolkodás, illetve magatartás a megújuló energiákat hasznosító berendezések felé fókuszálják a jövőben gondolkodó nemzedékeket. Ez a tendencia szerencsére már Magyarországon is egyre jobban terjed, melyet jól példáznak az épületek tetején megjelenő napkollektoros berendezések. Ebbe a családba sorolhatók az úgynevezett nyomás nélküli, visszafolyó (drainback) szolár rendszerek, amelyek hazánkban is előnyösen alkalmazhatók családi házak, kisebb társasházak melegvizes egységeinek napenergiás támogatására.

A működés elve

Az elkészült és zárt rendszer nincsen teljes egészében feltöltve szolár hőhordozó folyadékkal (speciális víz-glykol keverék), ezért nem áll nyomás alatt sem. A szolár körben található szivattyú üzemszünete esetén így a rendszerben lévő folyadék az alsó csőszakaszokban, a tároló csőkígyójában és a szivattyú körül helyezkedik el, míg a kollektorban és a felső szolárvezetékben levegő található.
Megfelelő hőmérséklet különbség esetén a kollektor és a tároló között – a szolár hőhordozó folyadék keringtetése útján – elkezdődik a hőelvonás a kollektorból, és a hőleadás a tárolóban lévő használati víz felé. Ebben a körfolyamatban az a levegőmennyiség, amely nyugalmi állapotban a berendezés felső részén helyezkedett el, a tároló csőkígyójának keresztmetszetéhez és a benne felhalmozott szolár folyadék mennyiségéhez képest elenyésző, ezért az egész rendszer teljes folyadékszintje alig változik a működés alatt. Üzem közben a kiszorult levegő mindig a csőkígyó felső részén gyűlik össze.
A tökéletes működéshez azonban szigorúan teljesülnie kell néhány gyártói előírásnak és feltételnek, amelyek a következők:

• az előírt statikus magasság betartása,
• a gyártó által meghatározott összekötő csővezetékek használata,
• a maximális vezetékhossz (előremenő/visszatérő) értékének figyelembe vétele,
• a visszatérő vezeték előírt lejtésének biztosítása.

Előnyök a nyomás alatti rendszerekhez képest

A drainback elven működő szolár használati melegvizes rendszerek egyik legnagyobb előnye kompakt kialakításukban rejlik: legyen szó monovalens vagy bivalens tárolóról, mindkét verzió már gyárilag tartalmazza a szolár köri szivattyút, a biztonsági lefúvató szelepet, a szolár szabályozó és digitális kezelőegységet, illetve a töltő/ürítő csapot. A berendezés sem nyugalmi állapotában, sem a működés során nem áll nyomás alatt, ezért nincs szükség szolár tágulási tartályra, légtelenítő egységre, komplett szolár állomásra és nyomásmérőre. Nem kell tehát ezeket az egységeket méretezni, külön megvásárolni, beépíteni, rendszerbe foglalni.

A tároló csőkígyója már kiszállítási állapotában fel van töltve a szükséges szolár hőhordozó folyadékkal, így ennek mennyiségét sem kell külön kalkulálni. Óriási előny még, hogy a kollektorok üresjárati üzeme során (stagnálási állapot) nem forr fel a hőhordozó folyadék, télen pedig nem fagy be, így annak élettartama jóval hosszabb, mint a nyomás alatti rendszerekben használt víz-glykol keveréknek (alacsonyabb karbantartási költség, tágabb üzemeltetési intervallumok).
Korábban negatívumként említették a drainback rendszerű szolár berendezésekkel kapcsolatban, hogy a szolár szivattyú villamos fogyasztása magasabb, mint a hagyományos rendszerek esetén. Ez a hátrány azonban mára megváltozott, mert a nevesebb gyártók termékei, már magas hatásfokú, fordulatszám-szabályozott szolárköri és – adott esetben – a nagyobb statikus magasságok leküzdéséhez alkalmas, alacsony energiafelhasználású segédszivattyút tartalmaznak.

Könnyű és gyors telepítés

A kisebb elemszám következtében a telepítés idő- és anyagszükséglete jóval csekélyebb, a felszereléshez pedig kevesebb tapasztalat szükséges. A csomagokban kínált (kompakt tároló, kollektor, sínkészlet stb.) drainback rendszerű szolár berendezésekhez már csak a gyári összekötő speciális csővezetéket, a tároló biztonsági szerelvénycsoportot, a termosztatikus szelepet és a tetőfedéstől függő tetőhorog készletet kell megvásárolni.
A tároló kompakt építési módjának köszönhetően minimális a telepítés helyszükséglete, nem kell az üzembe helyezés során a szolár hőhordozó folyadékot külön töltőszivattyúval bejuttatni. A kollektor és a tároló közötti speciális csővezeték (2 az 1-ben) roppantógyűrűs kötésekkel egyszerűen és biztosan beköthető, ezért nem szükséges külön keményforrasztási/préstechnikai műveleteket végezni.

Alkalmazási lehetőségek

A drainback elven működő szolár rendszerek alapvetően csak használati melegvíz készítésre telepíthetők. Lényegében kétféle berendezést különböztethetünk meg egymástól: az egyetlen csőkígyóval rendelkező monovalens tárolók az átfolyós rendszerű gázkészülékek (zárt égésterű átfolyós vízmelegítő vagy kombinált üzemű fali készülék) melegvíz komfortját képesek a napsütéses időszakokban tökéletesíteni, míg a két különálló csőkígyóval ellátott bivalens melegvíz tárolók a hőközponti megoldások olcsóbb melegvíz szolgáltatását biztosítják az év jelentős részében.
A monovalens rendszereknél a kollektor által elnyelt napenergia magas hőtartalma a tárolóban hasznosul egészen addig, amíg megfelelő hőmérséklet különbség van a hőfelvevő és hőleadó elem között. A pontos mérést az egyrészt a kollektor felső részén található, illetve a tároló merülőhüvelyében elhelyezett mérőellenállás, az összehasonlítást pedig maga a szolár differenciál szabályozó végzi el. Az egy hőcserélős szolár tárolóknál azonban az elkészült használati melegvíz alapvetően csak az átfolyós rendszerű hőtermelőn keresztül juthat el a fogyasztási helyre, mert gyenge szolárhozam esetén a gázüzemű készülék biztosítja – éppen az átfolyós rendszer által – a melegvíz szükséges utánfűtését.
Az átfolyós rendszerű melegvíz készítés akkor tud jó hozamot szolgáltatni, ha a készüléken átjutó percenkénti vízmennyiség egy bizonyos értéken korlátozva van. Ez a tulajdonság azonban a szolár tárolóval bővített berendezéseknél – különösen nyáron – hátrány is lehet, ezért lehetőség van egy megkerülő, úgynevezett bypass ág beépítésére a tároló és fogyasztási hely közé. Ezt a vezetéket egy motoros szelep vezérli, működését pedig a tárolóba integrált szolár egység végzi: a szabályozó az egyéni igények alapján beállított program és a tárolóban található mérőellenállás alapján elegendő információval rendelkezik a kívánt és a tényleges melegvíz hőfokról, így csak abban az esetben keringteti át a tárolt melegvizet az átfolyós rendszerű hőtermelőn, ha az utánfűtés indokolt.
Természetesen az utánfűtés blokkolása megkerülő ág nélkül is lehetséges, mert elégséges szolár hozam és megfelelő melegvíz hőmérséklet rendelkezésre állásakor a szolár szabályozó meg tudja szakítani az átfolyós rendszerű készülékek bemeneti hidegvíz oldalán található átfolyásmérőt, illetve érzékelőt. Az adatátvitelt minden esetben egy kommunikációs kábel biztosítja a szolár berendezés és a gázüzemű hőtermelő között.
Nagyon fontos és megkerülhetetlen elem viszont a termosztatikus szelep, amit a melegvíz ágba – a bejövő hidegvíz vezetékkel összekötve – kell telepíteni a nem kívánt forrázások elkerülése végett. A monovalens berendezéseknél alapvetően a tároló űrtartalma szabja meg a rendszer tökéletes működéséhez szükséges kollektorok darabszámát, illetve azok felületét. Gyakorlati tapasztalat már viszont, hogy lehetőség van – bizonyos határok között – a kollektorfelület túlméretezésére is egy újabb kollektor telepítésével, mellyel a rendszer hatásfoka - különösen az átmeneti időszakban - javítható.

A két hőcserélővel ellátott tárolóknál a szolár melegvíz készítés ugyanazon az elven történik, mint annak monovalens társánál, de alapvetően nagyobb űrtartalommal és más jellegű utánfűtéssel. Elégtelen szolárhozam esetén a külső hőtermelő (leggyakrabban gázüzemű fali készülék vagy állókazán, esetleg pellet kazán) a tároló felső csőkígyóján keresztül biztosítja a kívánt hőmérsékletű használati melegvíz eléréséhez szükséges hőenergiát. Az utántöltés mind időben, mind pedig az elvárt hőmérsékleti szint alapján szabadon programozható. A kiegészítő hőtermelő szükségtelen beavatkozását (pl. tartós, de gyengébb napsütéses időszak alatt, átmeneti felhősödés esetén) azonban utántöltés késleltetési opció támogatja, amely – bizonyos korlátok között – időben szabadon definiálható, illetve állítható be. A bivalens tárolóknál a nagyobb űrtartalom és a tárolt vízmennyiség miatt szükséges lehet már az időszakos termikus fertőtlenítés is.

Beépített gyári programok sokasága (pl. egyszeri tároló felfűtés, party-funkció stb.) teszik a használatot még egyszerűbbé és komfortosabbá, de az integráció a drainback berendezések esetén is csak abban az esetben valósul meg, ha azonos gyártó megfelelő terméket foglaljuk rendszerbe a tervezés, illetve a kiválasztás során. Ehhez – szükség esetén – nyugodtan kérjük márkaorientált szakember segítségét!

Fürtős Norbert