Napkollektoros medencefűtés

Az Ezermester 2004/6. számában részletesen foglalkoztunk a napkollektorok fajtáival és méretezésük menetével. A számos felhasználási lehetőség közül most a kültéri medencék fűtésének témakörét járjuk körbe. Mivel a szabadtéri fürdőzés időszaka hazánkban késő tavasztól kora őszig terjed, a kollektor kiválasztásánál is figyelembe kell venni ezt a tényt. A medencék építése jelentős befektetést igényel és üzemeltetésük is költséges. Ugyanakkor komfortosan csak akkor használhatóak, ha vizüket fűteni lehet. Ha ezt hagyományos energiával tesszük, az újabb költséget és környezetszennyezést eredményez.

A napkollektorokról általában

Napkollektorok olyan aktív napenergia hasznosító berendezések, melyek a napsugárzást elnyelik és hővé alakítják. A keletkezett hő aztán valamilyen folyadékot, általában vizet melegít, amelyet használati melegvízként, fűtésre vagy esetünkben valamilyen medence vizének melegítésére használhatunk. A legáltalánosabb napkollektor fajta az ún. síkkollektor, amely nem más, mint egy fémből vagy műanyagból készült csőkígyó, amelyet egy matt fekete elnyelő (abszorber) lemezhez rögzítenek.
Természetesen ennél azért valamivel bonyolultabb a helyzet, hiszen minden esetben az a célunk, hogy berendezésünk minél kisebb veszteséggel és nagyobb hatásfokkal üzemeljen. E célból a síkkollektorokat edzett üveglappal szokták lefedni, amely az üvegházhatás elvén az abszorber lemez felületéről visszaverődő hősugárzást a kollektor házán belül tartja. Ennek legfőképpen alacsony külső hőmérsékletnél van jelentősége. Az abszorber lemez felülete is jelentősen befolyásolja a kollektor hatásfokát, épp ezért a lemezt ún. szelektív bevonattal látják el, ami alacsony visszaverődést eredményez. Szintén fontos a kollektor hátfalának szigetelése, ami általában kőzetgyapottal történik. Végül, de nem utolsósorban, a kollektorban kialakuló légáramlást (konvekciót) és az ebből adódó veszteségeket a berendezésben található levegő kiszivattyúzásával, vákuum létrehozásával csökkenthetjük minimális szintre.

A medencefűtés kollektorai

A kollektor kiválasztásánál az első szempont, hogy az év milyen szakában kívánjuk igénybe venni szolgálatát. Kültéri medencék vizének melegítése általában nyári feladat, ez esetben a legegyszerűbb, lefedés nélküli, műanyag vagy gumiból készült kollektor használata célszerű. Ennek magyarázata az, hogy nyáron a levegő hőmérséklete 25-32 °C, a kollektoré pedig 35-40 °C, tehát a kettő között nincs jelentős különbség, a lefedéssel ez esetben inkább az optikai veszteségeket növelnénk. A napsugárzás teljesítménye, tiszta nyári időben átlagosan ~800 W/m2. A grafikonból is látszik, hogy ilyen körülmények között a fenti kollektor típus rendelkezik a legnagyobb hatásfokkal (>90%). Amennyiben beltéri medence fűtését kívánjuk megoldani a napsugárzás segítségével, vagy a medencefűtő rendszer egy nagyobb, esetleg a teljes épületet ellátó rendszer része, szelektív bevonatos, fedett kollektor választása célszerű.

Mennyi napkollektor szükséges?

A szabadtéri medencék hőveszteségét legnagyobb részben a párolgás okozza, ami a vízfelülettel arányos. Ezért a szükséges napkollektor felületet a vízfelület nagyságához viszonyítva célszerű megadni.
Megfelelő vízhőmérséklet akkor érhető el, ha a napkollektorok felülete legalább a medence vízfelület felével, vagy még inkább a teljes vízfelülettel egyezik meg. További hőmérsékletnövekedés érhető el, ha a medencéket a használati időn kívül a víz felszínén úszó fóliával letakarjuk. Az elérhető vízhőmérséklet-növekedést a diagram mutatja. A kollektor felületének méretezésére rendelkezésre állnak szimulációs programok, ám ezeknek csak 50 m2-nél jelentősen nagyobb felületű medencéknél van jelentősége. Kisebb rendszerek esetén, Magyarországi viszonyokra jól használható a következő összefüggés:
kollektormező felülete = 0,75 x C x medence felülete
A C szorzótényező a szél, az árnyék, a medencetakarás, a tájolás stb. hatását veszi figyelembe. C=1-nél a normál gyakorlat szerint a minimálisan szükséges felület adódik (KF= 75%MF)

A rendszer működés közben

Kültéri medencék esetén – nyári használat során – az egykörös rendszer a legegyszerűbb megoldás. Ebben az esetben közvetlenül a medence vizét keringtetjük a napkollektor csőkígyójában. Megfelelő elhelyezés esetén ez a folyamat külső energia befektetés nélkül, a hideg és meleg víz fajsúlykülönbségéből adódóan, gravitációs úton is megtörténik. Általánosságban azonban a kollektorok a medence szintjénél magasabb helyen helyezkednek el, ez esetben keringtetőszivattyú használata szükséges.
Amennyiben beltéri medence vizét szeretnénk melegíteni, illetve borús időben kazán segítségével kívánjuk ellátni ezt a feladatot, hőcserélős rendszert kell választanunk. Ez esetben már kétkörös rendszerről van szó, a kollektor vízkörében valamilyen fagyálló anyag kering, amely a hőcserélőben adja át hőjét a medence vizének. Ezt a megoldást mutatja az ábra is. Itt a napkollektorok a medencét a vízforgató körrel párhuzamosan kiépített, külön szivattyúval ellátott hőcserélőn keresztül fűtik.
Érdemes még pár szót szólni a kollektorok tájolásáról is. Akár tetőre akár külön állványzatra kerülnek síkkollektoraink, napsütéses időben a maximális teljesítményt akkor fogják nyújtani, ha a nap sugarai merőlegesen esnek rájuk. A Nap, a földi szemlélő számára keletről nyugatra mozog és délben éri el a legnagyobb magasságot, ami függ az adott évszaktól is. Nyári üzemű berendezésekről lévén szó, a kollektorok dőlésszöge ~30° körül ideális, tájolásuk pedig déli, annyi kiegészítéssel, hogy kissé DK felé célszerű irányítani őket, a nyáron jellemző délutáni felhősödések miatt.

Támogatások?

2000-2004-ig valamilyen formában folyamatosan létezett támogatási rendszer az energiatakarékos beruházások ösztönzésére. Az idei, 2005-ös esztendő az első amikor a GKM bejelentette, hogy nem ír ki energiatakarékossági pályázatokat. A 2004-től már Magyarországon is elérhető EU-s pénzekre magánszemélyek nem, csak központi költségvetési szervek, alapítványok, szövetségek, egyházak stb. pályázhatnak, várhatóan 125 Mft-os beruházási költség felett. Így ez a pályázati forma önálló napkollektoros projekteket nem fog érinteni, esetleg néhány komplex, napenergiát is hasznosító program támogatása várható. A vállalkozási kedvet az is ronthatja, hogy 2004. január 1-től a napkollektorok ÁFÁ-ja 12%-ról 25%-ra emelkedett.

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!


Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

Favágó szerszámok

Kuglifát nem sokan vásárolnak fatüzeléshez, amiugyanolcsóbb, ám azt még otthon kell felaprítani, ami köztudottan nem könnyű munka. Az aprítva megrendelt tűzifa hasábmérete sem mindig megfelelő,...


Energiapazarlásaink

Az idei télen a magyar családok 40%-a havi 30 ezer forintnál is többet költött fűtésre, 15%-uk pedig 45 ezer forint feletti fűtésszámlát volt kénytelen otthona melegére költeni. Ennek ellenére...