Solarni Kolektori

Solarni kolektori služe za grejanje sanitarne tople vode i eventualno za dogrevanje izuzetno dobro izolovanih objekata kod kojih je specifična potrošnja toplote manja od 20W/m2. Kod potrošača sa većim toplotnim gubicima se njihovo uključivanje u sisteme grejanja objekata malo isplati. Kolektori mogu da budu ravni , „FLAT“ i cevni, sa VAKUUMSKIM CEVIMA. Osnovna razlika je grejanje vode u zimskom režimu, kao i u režimima sa malo direktnog a više difuznog sunca, kada je prednost vakuumskih kolektora velika, jer nemaju toplotnih gubitaka kroz staklene površine. Naime, zimi, najveći gubitak FLAT kolektora, klasičnih, koje viđamo na našim prostorima u raznim verzijama već duže od 30 godina, je sa gornje strane, kroz staklo, koje nije izolovano jer kroz njega dolazi sunčeva svetlost.

Vakuumska cev se sastoji iz dve staklene cevi, unutrašnje, u kojoj se nalazi bakarna tanka cev kroz koju ide prenosnik toplote, i koja je sa spoljne strane obojena selektivnim premazom crne boje za apsorpciju sunčeve energije ALN/AL-SS/CU, dok je spoljna staklena cev providna I propušta sunčeve zrake na unutrašnju cev. Obe cevi su od borosilikatnog stakla, debljine 1,6mm, i na krajevima su zavarene jedna za drugu potpuno. Prilikom procesa zavarivanja cevi iz međuprostora između njih je izvučen vazduh i ostvaren vacuum, koji sprečava toplotne gubitke u potpunosti. Tako, dok je temperatura na unutrašnjoj cevi preko 150°C spoljna cev je potpuno hladna, odnosno, na temperaturi okoline. Kako funkcioniše ovaj kolektor?

Kolektor se sastoji iz vakuumskih cevi, sabirnika i nosača. U osi unutrašnje staklene cevi se nalazi tanka bakarna cev koja ima u sebi specijalnu tečnost koja pri zagrevanju isparava i para ide u vis, do kraja bakarne cevi, koja završava u sabirniku-manifoldu, kroz koji cirkuliše voda ili mešavina voda-glikol i koja hladi gasnu fazu iz bakarne cevčice. Pri hlađenju gasna faza kondenzuje i oslobađa toplotu kojom se greje mešavina voda-glikol, koja, u nastavku, kroz cevni izmenjivač greje potrošnu toplu vodu u solarnom bojleru. Kondenzovane kapljice tečnosti kaplju duž bakarne cevi na dole i padaju na dno, gde se ponovo zagrevaju, isparavaju i kreću se na gore, prema sabirniku. Svaka vakuumska cev je hidraulički potpuno nezavisna od svih ostalih vakuumskih cevi i po potrebi nesmetano može da se izvadi a da ne ometa rad kolektora, osim što mu kapacitet pada srazmerno broju izvađenih cevi. U sistem je ugrađena automatika koja bazira na merenju temperature u gornjoj i donjoj zoni solarnog bojlera, kao i u sabirniku (manifoldu) na kolektoru. Na kontroleru koji se postavi na pogodno mesto svi ti podaci mogu da se očitaju. Tu se vrši i podešavanje temperaturske razlike između temperature u donjoj zoni bojlera i temperature u manifoldu (od 3-20°C), kao i razlika pri kojoj se pumpa gasi (1-3°C). Kada temperatura u manifoldu (sabirniku) pređe podešenu (recimo podesili smo 6°C) i temperatura u sabirniku je za 6,5°C viša od temperature u donjoj zoni bojlera, cirkulaciona pumpa startuje i preko spiralnog izmenjivača greje vodu u bojleru. Kada se temperaturska razlika sabirnika i bojlera smanji za zadatu vrednost (1°-3°C) cirkulaciona pumpa se gasi. Kada temperatura u gornjoj zoni bojlera poraste na 85°C (fabrički podešena vrednost) cirkulaciona pumpa se gasi da se bojler ne bi pregrejao. Ova vrednost može da se podigne do 95°C ali preko toga ne može. Iza toga kolektori ne prenose toplotu u bojler već se samo sabirnik greje do veoma visokih temperatura. Temperatura stagnacije ide do 270°C (kod nas, provereno u leto 2012, do 250°C) pri čemu ventil sigurnosti, smešten na izlasku iz sabirnika, ispušta povremeno paru da bi rasteretio sabirnik od pritiska.