Niedawno zgłosił się do mnie zrozpaczony inwestor z zapytaniem, co można poprawić w instalacji solarnej składającej się z 75 rur próżniowych, które nie są w stanie nagrzać zbiornika 200-litrowego do temperatury 60oC podczas bezchmurnego dnia. Podczas rozmowy telefonicznej nie bardzo byłem w stanie uwierzyć, że taka ilość rur próżniowych nie jest w stanie nagrzać takiego zbiornika. Po wizycie na miejscu okazało się to prawdą, pomimo że kolektory użyte do budowy tej instalacji posiadają znak Solar Keymark. Po sprawdzeniu w danych technicznych okazało się, że sprawność tych kolektorów była na poziomie 42,5% dla powierzchni apertury. Kolektor 30-rurowy, według obliczeń, dawał w warunkach laboratoryjnych maksymalną moc na poziomie 1368 W, co przy całym tym zestawie powinno dać nieco ponad 3,4 kW. Oczywiście w warunkach rzeczywistych powinniśmy uzyskać z tego zestawu około 2,5 kW po odliczeniu strat na przesyle

Z inwestorem uzgodniliśmy wymianę kolektorów na inne o przepływie bezpośrednim, natomiast wadliwe zabraliśmy do analizy. Po wyjęciu wszystkich elementów „ciepłej rurki” okazało się, że blaszka odpowiedzialna za transport ciepła z wewnętrznej rury do parownika posiada grubość tylko 0,1 mm i jest mocno pogięta (fot. 1).

Kluczowa blaszka

Ta blaszka jest kluczowym elementem w przekazywaniu ciepła we wnętrzu rury. W takim wykonaniu transport ciepła z rury szklanej do parownika był praktycznie niemożliwy, a ciepło było odzyskiwane tylko z nagrzanego powietrza. Prawidłowo wyprofilowana blacha pokazana jest na fotografii 2. Wyraźnie widać, że na całym obwodzie blacha ściśle przylega do powierzchni szkła. Ponieważ ten zestaw pracował około półtora roku, to szczelność „ciepłych rurek” powinna być zachowana. Niestety, z tej ilości rur odseparowaliśmy 11 rurek, gdzie czynnik odpowiedzialny za transport ciepła do skraplacza ulotnił się. Po analizie końcówek, które powinny być zaspawane, okazało się, że są one jedynie mocno zaciśnięte, co nie dawało gwarancji szczelności. Następną wadą tego typu kolektorów jest umiejscowienie płynu odpowiedzialnego za transport ciepła z parownika do skraplacza. Jest on umiejscowiony w dolnej części rurki. Wystarczy, że dolną część rury przesłoni cień pochodzący z komina, kalenicy, wykuszu budynku, a nawet dużego liścia, to taka rura skutecznie przestaje transportować ciepło, pomimo że cień pada tylko na jej dolnym końcu.

Wady montażu

Na te wszystkie wady konstrukcyjne nakładają się jeszcze wady w montażu kolektorów heat pipe. Duża liczba instalatorów, nie znając zasady działania, montuje poszczególne kolektory w zestaw, łącząc je szeregowo. Błąd tego typu połączeń skutkuje tym, że przepływający glikol podgrzewany jest przez każdą następną rurkę skraplacza. O ile w kolektorze jest 15 rur, to nie ma większego problemu, ale jeżeli takie kolektory połączymy szeregowo w zestaw składający się z 4 kolektorów, to ostatni kolektor pracuje praktycznie z bardzo niewielką sprawnością. Dzieje się tak dlatego, że glikol przychodzący na ten kolektor jest już mocno ogrzany i niewiele ciepła odbierze, przepływając, w myśl zasady – im większa temperatura, tym mniejsza sprawność.

To wymaga napiętnowania…

Gdyby to był odosobniony przypadek, to nie powstałby ten artykuł. Jednak coraz więcej osób sygnalizuje spadek wydajności energetycznej w kolektorach próżniowych opartych o zasadę działania heat pipe. W kolektorach tego typu, niestety, nie da się poprawić wad konstrukcyjnych i pozostaje tylko wymiana kolektorów.

Instalatorzy, którzy montują tego typu systemy, wiedzą o takich przypadkach i dla potwierdzenia tych wad skontaktowałem się z właścicielem firmy, która wykonała już setki różnych instalacji opartych na kolektorach płaskich i próżniowych. Podczas rozmowy zasygnalizowałem, że tanie chińskie kolektory nie wytrzymają próby czasu i po dwóch latach będą do wymiany. Odpowiedź była zaskakująca: „Znamy problem, ale o tym nie uprzedzamy klientów”.

Ponieważ łamy „Magazynu Instalatora” są kierowane głównie do firm, również tych montujących kolektory, uważam, że takie potraktowanie potencjalnych użytkowników jest karygodne i wymaga napiętnowania. Tym bardziej, że tego typu kolektory dofinansowywane są z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska, a więc z pieniędzy polskiego podatnika. W tym miejscu należałoby zastanowić się, jak nie dopuścić do sprzedaży takich bubli, bo cierpi na tym użytkownik. Otóż norma EN 12975-2:2006 „Słoneczne systemy grzewcze i ich elementy” nie precyzuje dolnego pułapu uzysku energetycznego. Dlatego kolektory przechodzą wszelkie badania i uzyskują certyfikaty. Szkoda, że w naszym kraju nie przyjął się znak handlowy pod nazwą „Błękitny Anioł”, który wyraźnie precyzuje dolny pułap uzysków energetycznych kolektora, nie dopuszczając kolektorów o niskiej sprawności, króluje zaś „Solar Keymark” kładący nacisk na powtarzalność i trwałość wyrobu (ISO: 9001). Ponieważ kolektory próżniowe budowane są głównie ze szkła, miedzi, aluminium i stali nierdzewnej, to niezależnie kto i jak je wykona, wieloletnia trwałość i tak zostanie zachowana.

Uważam, że problemem niskich sprawności energetycznych powinien zająć się Instytut Energetyki Odnawialnej lub Związek Pracodawców Forum Energii Odnawialnej, który zrzesza w dużej części polskich producentów kolektorów słonecznych dbających o jakość swoich wyrobów. Na pewno będzie to z korzyścią dla użytkowników instalacji solarnych, a pieniądze pochodzące z dopłat nie będą marnotrawione.

Wiele jest polskich firm produkujących dobre i sprawdzone kolektory próżniowe, niestety przegrywają na naszym rynku z zalewem taniej chińszczyzny, a duża grupa instalatorów, co widać na powyższym przykładzie, dla chęci łatwego zysku naraża potencjalnych użytkowników na wielotysięczne straty.

Witold Jabłoński

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