Mi a napkollektor?

A napkollektor olyan épületgépészeti berendezés, amely a napenergia felhasználásával közvetlenül állít elő fűtésre, vízmelegítésre használható hőenergiát. Fűtésre való alkalmazása az épület megfelelő hőszigetelését feltételezi és általában csak tavasszal és ősszel mint átmeneti, illetve télen mint kisegítő fűtés használatos. Hőcserélő közege jellemzően folyadék, de a levegőt használó változatai is elterjedtek. A hétköznapi nyelvben gyakran összetévesztik a napelemmel, amely a napsugárzást elektromos energiává alakítja.

A napkollektor fényelnyelő (matt fekete, fényt nem visszaverő festékkel bevont) rétegét abszorbernek is nevezik. Ez a réteg a fény elnyelése által melegszik fel, majd a hőt egy csőkígyón át vezetik el – általában szivattyúval. A csőkígyó másik oldalán hőszigetelő réteg van fokozandó a hatékonyságot, illetve megakadályozandó az átégetést.

Derült, napos időben hozzávetőleg 1 kW erősségű sugárzás érkezik minden négyzetméternyi felületre. Az éves, átlagos napsugárzás Magyarországon 3,17 kWh négyzetméterenként naponta. Összes éves mennyiség szempontjából Magyarország 2000 óra/év napsütéses óraszámmal kb. a 47 szélességi fokon kedvező helyen van, valamint a beesési max. szög a vízszinteshez délben nyáron 66°, télen 19°, ami gyakorlatilag jó kollektor elhelyezési lehetőséget ad.

Típusai

A napkollektorok hőcserélő közege rendszerint folyadék, ritkábban levegő – ez utóbbi esetben légkollektorról beszélünk. A napkollektorok a hőt közvetítő közeges, vagy közvetlen rendszerbe adják tovább. Fagyálló közvetítő közeggel a napkollektor egész évben szabadban lehet, közvetlen melegítéskor maga a felhasznált közeg áramlik a napkollektorban (hálózati víz, ill. a helyiség levegője).

Szerkezetét tekintve fő típusai: síkkollektor, vákuumcsöves kollektor, és tartályos (gravitációs, termoszifonos) kollektor. A sík kollektor abszorbere gyakorlatilag sík felület, fedőüvege sík. A vákuumcsöves kollektor külső üveg hőszigetelése egy vákuummal rendelkező üvegcső. Ezen belül lehet az abszorber egy ún. hőcső, amely felső pontján adja át a hőt a közvetítő közegnek, vagy egy U cső, melyben a közvetítő közeg áramlik. A vákuumcsövek hatásfokát néha CPC tükrökkel fokozzák.

Azon rendszerek, amelyekben a közeg keringéséhez nem használnak szivattyút – légkollektor esetén ventilátort –, termoszifonnak nevezzük. Ezek különböző hőmérsékletből eredő fajsúly-különbséget használják ki. Egy ilyen meleg víz készítő egység szerkezete egy felső tartályból, és a hozzá kapcsolódó napkollektorból áll. Általában közvetlenül a használati vizet melegítik, nyomás nélküli, és nyomás alatti kivitelben, aszerint, hogy pl. a hálózati víznyomás közvetlenül a tartályra hat, vagy külön betáplálást kap pl. vízszinttartó egységgel.

Alkalmazása

Mivel a decemberi napsugárzás a júliusinak kb. 25%-a, ezért melegvíz készítésére egész éves üzemben jobban ki lehet használni. (Kifejezetten fűtés céljára hazai viszonyok mellett vizes kollektort alkalmazni nem a leggazdaságosabb, hacsak nem egy különleges esetről van szó, pl. nyári medencefűtésre már rendelkezésre álló kollektorok téli hasznosításáról.) Ha a meleg víz igény állandóan, több személyre jelentkezik, akkor a kollektor kihasználtsága javul. pl. nyugdíjas otthon, kórház esetén. A nyári meleg víz csúcsigényre méretezve elkerülhető a túlmelegedés, és inkább télen van szükség második energiaforrásra. A kollektor szerkezet több célra alkalmazva költséget takaríthat meg, pl. tetőfedést kiváltó, tetőbe integrált kollektor, vagy árnyékoló-esővédő ablakok, ajtók fölött. Különbség van továbbá egy komplett új rendszer, és a meglévő (kombi bojler, villanybojler) elé kapcsolható rendszer között. A kollektorok beruházása más esedékes építészeti, épületgépészeti felújítással együtt előnyös, mert eloszlanak a költségek (pl. állványozás, helyreállítás, tartályok, szerelvények cseréje). Előnyös, ha a kollektor és a tároló között kicsi a távolság, mert egy déli ferde tetőre helyezett kollektor és az északi oldali földszinten elhelyezett vizes helyiség között túl nagy lehet a csővezeték költség. Fűtetlen helyiségen, padlástéren átmenő kollektor vezetékek nagyságrendekkel nagyobb szigetelésvastagságot igényelnek, mint a fűtött téri melegvíz-vezetékek. A kollektorok tájolás szempontjából a DK, D, DNY irányú ferde tetőkre helyezhetők el legkedvezőbben.