Blog budowniczy - budowa domu,wykończenia,remont.

Kolektory płaskie są przeważnie wykorzystywane do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Są w większym stopniu podatne na zabrudzenia niż rurowe. Można wśród nich wyróżnić trzy typy:

-z absorberem pokrytym powłoką selektywną;

-próżniowe;

-z absorberem pokrytym czarnym lakierem.

Kolektory z powłoką selektywną wystarczają do przygotowania ciepłej wody użytkowej w cieplejszej części roku. Można je montować na lub w dachu. Są stosunkowo niedrogie, ale mają niewielką sprawność – 25-35%. Istnieje ryzyko gromadzenia się kondensatu na osłaniającej je szybie. Nieco wyższą sprawność (35-45%) mają płaskie kolektory próżniowe. Przy podobnych zyskach energii ich powierzchnia może być mniejsza, nie gromadzi się na niej kondensat i nie zalega kurz. Nie należy się także obawiać korozji na skutek wilgoci wewnątrz kolektora. Są jednak droższe. Jeśli nie zostaną wykonane starannie, do próżni może się z czasem przedostać powietrze i wtedy trzeba naprawić izolację i ponownie wytworzyć próżnię, aby kolektor mógł dalej działać. Wśród wymienionych typów kolektorów najwyższe straty ciepła (nawet do 50% większe niż w tych z powłoką selektywną) mają kolektory z absorberem pokrytym czarnym lakierem. Zależnie od warunków – kształtu dachu, jego nachylenia i usytuowania względem stron świata – kolektory płaskie można montować:

-na dachu;

-w dachu;

-na konstrukcji nośnej na dachu płaskim.

Zawsze należy przy tym przestrzegać zasad zawartych w instrukcji producenta.

Na dachu kolektory montuje się do pokrycia za pomocą specjalnych zaczepów i/lub szyn. Są one mocowane do dachówek uchwytami dachowymi. Te z kolei przytwierdza się do krokwi lub przybitych do nich łat. Uchwyty dachowe są tak uformowane, że sięgają na zewnątrz poniżej dachówki, dzięki czemu po zakończeniu prac montażowych pokrycie jest szczelne. Do uchwytów bezpośrednio przymocowuje się kolektor lub najpierw szynę montażową i dopiero do niej kolektor (lub kilka). Dodatkowe zabezpieczenie przed niekorzystnym działaniem warunków atmosferycznych (wiatru) stanowią różnego rodzaju uchwyty z blachy lub elementy mocujące. Poszczególne kolektory są połączone giętkimi rurami. Aby zapewnić odpowietrzenie, płyta kolektora musi być położona w pozycji lekko skośnej w kierunku strony przyłączeniowej.

Do systemu grzewczego kolektory można podłączyć dwoma falistymi przewodami rurowymi ze stali nierdzewnej, wprowadzanymi do wnętrza dachu przez dachówkę wentylacyjną (rys. 1-3).

W dachu. Ze względów estetycznych w nowych domach kolektory często są integrowane z pokryciem dachowym. Montuje się je wtedy, używając specjalnych uchwytów lub ramy, bezpośrednio na łatach, zamiast części dachówek

Kolektory są zwykle montowane na odpowiednich konstrukcjach nośnych (rys. 5). Ich położenie można zmieniać, dzięki czemu kolektor (kolektory) da się ustawić pod różnym kątem. Optymalny wynosi 45°. Jeżeli kilka kolektorów ma być ustawionych jeden nad drugim, należy zachować między nimi wystarczający odstęp, aby się wzajemnie nie przesłaniały. Minimalny zależy od wysokości, na jakiej zostaną ustawione. Można przyjąć ustawienie pokazane na rys. 8. W przypadku montażu na konstrukcji nośnej pokrycie dachu pozostaje zwykle nienaruszone. Podstawę kolektora trzeba zabezpieczyć (na przykład przed wiatrem lub burzą), obciążając ją płytami betonowymi lub wannami ze żwirem. Nachylenie kolektorów Kąt między kolektorem a powierzchnią ziemi ma duże znaczenie dla wielkości bezpośredniego promieniowania słonecznego i tym samym zysku energetycznego. Najlepsze efekty uzyskuje się wtedy, gdy promienie padają pionowo na powierzchnię kolektora. Jednak położenie Słońca w ciągu roku zmienia się, dlatego optymalny kąt nachylenia kolektora w poszczególnych porach roku jest różny (rys. 7). Na przykład w Niemczech dla kolektorów wykorzystywanych do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w miesiącach letnich najlepszym, kompromisowym rozwiązaniem jest kąt 45° (dla najwyższego położenia Słońca w lecie optymalny kąt nachylenia to 30°, dla najniższego w zimie – 60°). Na pochyłych dachach zmiana nachylenia kolektorów zwykle nie jest możliwa. Z pomiarów wynika jednak, że ich nachylenie między 35 a 50° powoduje tylko nieznaczne zmiany wielkości promieniowania. Kolektor powinien być skierowany na południe (rys. 8), ponieważ wówczas uzyskuje się największą ilość energii (rys. 9). Jeśli jednak względy budowlane dyktują odchylenie od tego idealnego kierunku, jego efekty będą różne w zależności od pory roku. W miesiącach letnich odchylenie od 0 do 45° spowoduje zmniejszenie ilości absorbowanego promieniowania o mniej więcej 10%. Zimą (ogrzewanie pomieszczeń) odchylenie nie powinno być większe niż +35°, gdyż w przeciwnym razie straty będą zbyt duże. Również zwiększanie powierzchni kolektorów nie będzie ekonomicznie uzasadnione.

Uwaga! Dla kolektorów przeznaczonych do przygotowywania ciepłej wody użytkowej odpowiednie jest ustawienie między kierunkiem południowo-zachodnim i południowo-wschodnim. Wszystkie kolektory powinny być skierowane tak samo (wyjątek stanowią kolektory rurowe typu Hest-Pipe). W przeciwnym razie cyrkulacja nośnika ciepła musiałaby być osobno regulowana.

Precyzyjne obliczenie wymaganej powierzchni kolektorów zależy od wielu czynników, na przykład ich typu, wielkości promieniowania całkowitego, udziału solarnego w pokryciu zapotrzebowania, wiatru, temperatury, wielkości zasobnika, izolacji cieplnej, długości przewodów. Obliczenia, nawet gdy są stosunkowo kosztowne i czasochłonne, należy zrobić zwłaszcza dla dużych instalacji. W przypadku domów jedno- i wielorodzinnych wystarczają zwykle wzory obliczeniowe:

A = Aw·K·F

gdzie:

A – wymagana powierzchnia kolektorów [m²],

Aw – właściwa powierzchnia kolektorów [m²·d/kWh] (rys. 10),

K – współczynnik korygujący dla nachylenia i ustawienia kolektora względem stron świata,

F – dzienne zapotrzebowanie na ciepło [kWh/d]

Uwzględniono przy tym istotne czynniki:

G – promieniowanie całkowite w kWh/(m²·d) (rys. 10),

K – współczynnik korygujący dla nachylenia i ustawienia kolektora względem stron świata (tabela),

SF – solarny udział w pokryciu zapotrzebowania [%],

F – zapotrzebowanie na ciepło zasobnika solarnego [Wh/d].

Zarówno wartości na wykresie (rys. 10), w tabeli, jak i obliczona powierzchnia dotyczą kolektora płaskiego pokrytego powłoką selektywną i różnią się w zależności od producenta. Przy obliczaniu powierzchni innych typów kolektorów i/lub innych producentów powinny być przestrzegane odpowiednie wymogi. Producenci oferują zwykle programy komputerowe do obliczania powierzchni kolektorów własnej produkcji. ?

Tekst opracowano na podstawie fragmentów książki „Systemy centralnego ogrzewania i wentylacji. Poradnik dla projektantów i instalatorów” (praca zbiorowa, tłumaczenie z niemieckiego: S. Broszkiewicz, M. Dobrzyński, K. Gasz) wydanej przez Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Książka zawiera zbiór informacji dla osób projektujących, instalujących, eksploatujących i konserwujących nowoczesne systemy grzewcze.