Ring „MI”: kolektory słoneczne. Viessmann

Obecnie stosowane jest specjalne, odporne na starzenie szkło solarne. Trzydziestopięcioletnia tradycja w budowaniu kolektorów słonecznych zobowiązuje do stałego ulepszania i zachowywania najwyższych parametrów oferowanych konstrukcji. Obecnie firma Viessmann proponuje polskim klientom cztery odmiany kolektorów słonecznych.
Dwie wersje kolektorów płaskich: Vitosol 100 – F (typ poziomy SH1B i pionowy SV1B), Vitosol 200 – F (typ poziomy SH2B i pionowy SV2B) i dwie wersje kolektorów próżniowych: Vitosol 200 – T typ SD2A i Vitosol 300 – T typ SP3A o powierzchniach czynnych 2,05 m2 i 3,07 m2. Łącznie jest więc do wyboru osiem typów kolektorów słonecznych. Kolektory płaskie zbudowane są na ramie wykonanej z jednego aluminiowego profilu. Absorber w modelu Vitosol 100 – F pokryty jest selektywną powłoką z czarnego chromu, a w modelu Vitosol 200 – F – powłoką Sol – Titan. Pod absorberem znajduje się miedziana, ułożona w formie meandra, wężownica, którą przepływa płyn solarny. Absorber od góry zabezpieczony jest warstwą szkła solarnego grubości 3,2 mm. Poza innym absorberem kolektory płaskie różnią się między sobą grubością spodniej warstwy izolacyjnej: w modelu Vitosol 200-F jest 50 mm izolacji z wełny mineralnej i izolacja z żywicy melaninowej na ściance bocznej, natomiast tańszy Vitosol 100-F posiada 30 mm izolacji. Ponieważ pod absorberem umieszczona jest pojedyncza wężownica biegnąca z dołu do góry, Viessmann produkuje osobne wersje kolektorów płaskich do montażu pionowego lub poziomego.
Bardzo ważne jest, aby kolektor przeznaczony do pionowego sposobu montażu nie zamontować poziomo. Poza tym że króćce do połączenia instalacji w pole (do 12 sztuk kolektora płaskiego w jednym polu) będę zamiast z boków u góry i na dole, to niewłaściwie ułożony meander utrudni odpowietrzenie instalacji. Wszystkie kolektory płaskie mają identyczne wymiary 2380 x 1056 i grubość 90 mm (Vitosol 200-F) lub 72 mm (Vitosol 100-F). Powierzchnia brutto to 2,51 m2, a powierzchnia czynna 2,32 m2 przy połączeniu do 12 sztuk kolektora w jedno pola oznacza możliwość zbudowania pola solarnego o łącznej powierzchni aż 27,84 m2 z zachowaniem odległości między płytami jedynie ok. 2 cm. Oznacza to bardzo małą powierzchnię zabudowy takiego pola: długość 12,88 m przy wysokości 2,38 m, czyli 30,65 m2 powierzchni zabudowy. Warto dodać, że łączna długość przewodów łączących kolektory w takim polu wyniesie tylko 44 cm. Straty ciepła wynikające z połączeń między kolektorami są więc małe. Symulacje strat ciepła dużych instalacji solarnych wykonywane niezależnym programem TSOL informują o spadku strat ciepła na przewodach od 18 do 25% w stosunku do instalacji solarnych opartych o kolektory konkurencji. Podłączenie zasilania i powrotu możliwe jest z jednej strony kolektora (pola kolektorów) lub z jednej strony zasilanie, a z drugiej powrót, w zależności wymagań inwestora. Sposób przyłączenia kolektora nie wpływa na jego pracę.
Meandrowy układ wężownicy pod absorberem gwarantuje równomierną pracę wszystkich kolektorów w polu i powierzchni pojedynczego kolektora. Nie występują strefy przegrzewu i zastoju płynu solarnego jak może się zdarzać w konstrukcjach opartych o układ harfowy. Rozwiązano także spotykany problem parujących kolektorów. W obudowach fabrycznie wykonywane są otwory wentylacyjne, zapewniające wydostawanie się pary wodnej na zewnątrz. Oczywiście, otworki wentylacyjne nieznacznie zwiększają straty ciepła kolektora, ale czy lepiej mieć pole zaparowanych kolektorów i teoretycznie nie tracić ciepła, którego przecież przez zaparowany kolektor nie odbieramy wcale? A może lepiej mieć minimalnie większe straty, ale pewność, że kolektory cały czas pracują bez ryzyka zaparowania? Odpowiedź na to pytanie pozostawiam Czytelnikom. Zalecanym kątem montażu kolektorów płaskich jest dowolny kąt pomiędzy 20 a 70 stopni. W oparciu o kolektory płaskie firmy Viessmann w Częstochowie zbudowano największą w Europie instalację solarną. Zastosowano 598 płyt solarnych o łącznej powierzchni czynnej 1495 m2.

Ciosy z próżni Kolektory próżniowe firmy Viessmann to dwie różniące się sposobem pracy konstrukcje. Vitosol 200 – T to kolektor próżniowy o bezpośrednim przepływie czynnika solarnego we wnętrzu próżniowej tuby, natomiast Vitosol 300 – T oparto o zaawansowaną technologię heat-pipe (rurka ciepła). Częścią wspólną obu konstrukcji jest rura próżniowa wykonana ze specjalnego szkła antyrefleksyjnego grubości 1,5 mm charakteryzującego się o 15% mniejszym rozpraszaniem i odbijaniem promieni słonecznych od szkła hartowanego. Wewnątrz szklanej rury jest izolacyjna próżnia, w której umieszczono 0,1 m2 miedzianej płytki pokrytej absorberem Sol – Titan, pod którą jest rurka z płynem solarnym (model Vitosol 200 – T) lub specjalna rurka heat-pipe w modelu Vitosol 300 – T. Ponieważ w tubach kolektora Vitosol 30 – T nie przepływa czynnik solarny, wymiana tuby kolektora nie wymaga spuszczania płynu solarnego, a nawet wyłączania instalacji solarnej. Tuby można wymieniać na pracującej instalacji! W każdej z tub kolektora znajduje się kilka gramów wody zamkniętej pod ciśnieniem około 0,3 bara. Obniżenie ciśnienia sprawia, że zamknięta w środku woda ma bardzo małą temperaturę wrzenia. Parując, woda przechodzi do góry kolektora, gdzie oddaje ciepło poprzez specjalny kondensator do płynu solarnego, po czym schłodzona i skroplona woda opada na dół rurki i ponownie ogrzewa się od płytki absorbera. Kupując kolektor Vitosol 300 – T, musimy pamiętać, że jedynym sposobem montażu jest ustawienie go z tubami pod kątem 20-70 stopni od poziomu. Przy innych kątach nie uzyskamy zamierzonego przez producenta sposobu pracy kolektora. Praktycznie dowolny sposób montażu umożliwia drugi kolektor próżniowy Vitosol 200 – T nazywany „kolektorem do zadań specjalnych”. Jego konstrukcja sprawia, że może być montowany praktycznie w dowolnej pozycji: pionowo, poziomo, na płasko, na fasadzie i pod dowolnym kątem. Jedynym ustawieniem niedozwolonym jest montaż z rurą zbiorczą u dołu i rurami solarnymi skierowanymi ku górze, czyli „do góry nogami”. Funkcjonujące na rynku przekonanie, że kolektory próżniowe są lepsze od kolektorów płaskich, jest prawdziwe dla produktów firmy Viessmann. Klient oczekujący jak największych uzysków energii solarnej i wydajnej pracy w okresach chłodniejszych powinien zainwestować w instalację opartą o kolektory próżniowe firmy Viessmann.
Jednak często słyszymy, że równie wydajne są kolektory próżniowe o podwójnym przeszkleniu (np. najczęstszy rynkowy standard – kolektory o podwójnej rurze szklanej i zwierciadłach tzw. CPC). Jest to wprowadzanie klienta w błąd, a informacje o wydajności kolektorów CPC nie znajdują potwierdzenia w praktyce! W typowych kolektorach CPC promieniowanie słoneczne musi przejść przez dwie warstwy szkła, zanim dotrze do powierzchni absorbera. Pojawia się pytanie, ile energii słonecznej ulega odbiciu lub rozproszeniu, przechodząc przez dwie warstwy szkła? Na podstawie oficjalnie przedstawianych przez producentów badań zgodnych z normą PN-EN 12975 (co daje możliwość ich wiarygodnego i jednoznacznego porównania) okazuje się, że kolektory dwururowe CPC mogą co najwyżej konkurować z kolektorami płaskimi firmy Viessmann. Na wykresach (rys. 1, 3 i 5) pokazano, jak przebiega wykres sprawności kolektorów firmy Viessmann w porównaniu z typowymi kolektorami o podwójnej rurze szklanej i zwierciadłach tzw. CPC.
Dodatkowo zaznaczono zakres pracy typowej instalacji solarnej służącej do przygotowywania ciepłej wody użytkowej. Okazuje się, że nawet podstawowy w ofercie firmy Viessmann kolektor płaski Vitosol 100 – F generuje o 12,8% więcej mocy z 1 m2 (rys. 2) przy typowej pracy na podgrzewie ciepłej wody użytkowej. Kolektor płaski Vitosol 200 – F jest o 21% lepszy od konkurenta CPC (rys. 4), a próżniowy Vitosol 200-T generuje wyższą moc o 19,6% przy podgrzewie wody użytkowej (rys. 6). Z szybkiej analizy wykresu na rys. 5 wynika, że kolektor próżniowy Vitosol 200 – T w całym zakresie swojej pracy przewyższa sprawnością konstrukcje typu CPC, co oznacza, że również przy wspomaganiu ogrzewania Vitosolem 200 – T użytkownik śmiało może założyć większe uzyski ciepła z kolektora firmy Viessmann niż z kolektorów typu CPC. Okazuje się, że sens stosowania kolektorów CPC jest wątpliwy przy każdym z zastosowań. Przy podgrzewie wody użytkowej przegrywają sprawnością z płaskimi kolektorami firmy Viessmann, a przy wspomaganiu centralnego ogrzewania próżniowy kolektor Vitosol 200 – T również okazuje się lepszy.

Coś do montażu
Na zakończenie warto dodać, że do każdego z typów kolektorów Viessmann oferuje zestawy montażowe przeznaczone praktycznie do każdego rodzaju dachu. Aby wyeliminować ilość kombinacji części montażowych i ułatwić naukę montażu w zależności od pokrycia dachu, zmieniają się elementy bezpośrednio montowane w konstrukcji dachu, natomiast pozostała część elementów montażowych jest uniwersalna.
dr inż. Paweł Kowalski
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf

Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij