HMV rendszer áttekintése Bemutatkozás Egyedi gyártású rendszerelemek bemutatása Saját rendszer méretezése és építése Árlista az egyedi gyártmányokról
Hogy a legolcsóbb? Napkollektor típusok összehasonlítása Egy mûködõ rendszer bemutatása Saját rendszer árkalkuláció Linkajánló

Alapjában véve három, konstrukciójában, vagy a felhasznált anyagok minõségében különbözõ kollektortípust szeretnék összehasonlítani, mégpedig a:

Elsõnek a két síkkollektort vessük össze.


    A két különbözõ felépítésû napkollektor hatásfok görbéje az alábbi képen látható 1000W/m2 erõsségû nyári derült idõs, és 250W/m2 intenzitású nyári borult idõ esetén. Megfigyelhetõ, hogy a  polikarbonát fedés kisebb fényáteresztõ képessége miatt a kezdeti hatásfok kb. 14%-kal kisebb értékrõl indul. A hõmérséklet különbség növekedésével viszont a hatásfok különbség egyre csökken a polikarbonát jobb hõszigetelõ képessége miatt, és fõleg kisebb, például 250 W/m2 sugárzás intenzitás esetén a polikarbonát fedés hatására a két hatásfok értéke közelít egymáshoz. Nagyon magas kollektorhõmérsékletek esetén viszont a szelektív bevonatnak köszönhetõen kisebb az abszorber felület  visszasugárzása, így ezeknél a kollektoroknál a hatásfok romlása nem olyan nagy mértékû, mint a nem szelektív bevonat esetén:

  Mivel a hatásfok a fenti ábra szerint jelentõsen függ a kollektor és a környezet hõmérsékletének a különbségétõl, valamint a napsugárzás intenzitásától, kollektortípust az adott köryezeti tényezõk figyelembevételével érdemes választani.
Azt, hogy egy kollektor egy adott pillanatban éppen milyen hatásfokkal üzemel, csak egy adott rendszerbe illesztve, feltételezett idõjárási jellemzõk és geometriai méretek ismeretében lehet megtudni.
Ennek modellezésére, és a kétféle konstrukció összehasonlitása céljából, azonos idõjárási körülményeket és effektív kollektorfelületet feltételezve, egy teljes napot félórás idõintervallumokra bontottam, és minden egyes idõszakra egy Excel táblázatkezelõ programmal kiszámítottam az intervallumra jellemzõ besugárzási és hatáfok értékek. Ezekkel tovább számolva végül az idõszakonkénti, és a maximális elért vízhõfok értékek adódtak.
Az Excel szimulációs program letölthettõ, így a modellezéseket mindenki saját maga is elvégezheti.
 

A program letöltése

Elõszõr a bemeneti adatokat kell megadnunk:

Nézzünk az eredményeket:

Egy derült, márciusi nap folyamán a nap végére elért vízhõmérséklet emelkedések értékeiben a két kollektortípussal kb. 8%-nyi eltérés adódik, vagyis a kollektorok kezdeti hatásfok-különbségeinek (14%) csak alig több mint a fele:

A következõ ábrán megfigyelhetõ az kollektorok nap folyamán elért hatásfok értékei. Látható, hogy a vízhõmérséklet emelkedésével a hatásfokok egyre roszabb értékûek, és a különbség a két kollektor között egyre csökken, ezért adódik az elõbb említett kisebb eredõ különbség a vízhõmérsékletekben.

Lássunk ugyan ezt egy derült, nyári nap esetén is. A két kollektortípussal az elért vízhõfok emelkedés tekintetében most kb. 10%-nyi eltérés adódik. A
szelektív bevonat jól érvényesül a nappali órákban nyáron, maximális sugárzásintenzitás esetén, fõleg a délutáni, magas kollektorhõmérsékletnél.

Nézzük ugyan ezt egy derült, decemberi nap esetén is. A gyengébb fényintenzitás és nagyobb hõmérsékletkülõnbség miatt a kollektorok olyan munkapontban dolgoznak, ahol a különbség kettõjük között a legkevesebb, így eredményképpen a két különbözõ esetben a tárolóban csak kb. 5%-os lesz a hõfokemelkedés különbsége:

    Hogy mi legyen a döntõ a választásnál? A válasz aránylag egyszerû: az, amelyik gazdaságilag nagyobb nyereséget termel, vagyis azonos leadott hõmennyiséghez viszonyítva kisebb a bekerülési költsége. Ez az igény pedig egyértelmûen az egyedi gyártású polikarbonátos kollektor javára billenti a mérleget, mivel a leadott hõmennyiségek különbsége nyáron, a legrosszabb esetben is 10%;  addig a költségarányuk átlagosan 110eFt/89eFt=1,24, vagyis egy átlagos gyári kollektor 24%-kal többe kerül. Téli, vagy átmeneti idõszakos alkalmazás esetén, például fûtésrásegítéskor alkalmazásuk mindenképpen indokolt.
 

A PC-s kollektortípus üzemi körülményeinek optimalizálása:

    Az elõbbiek figyelembevételével a rendszer tervezésekor azt az irányelvet kell betartani, hogy polikarbonátos kollektorok alkalmazása esetén a túl magas víz és kollektorhõmérséklet alkalmazását kerülni kell, például a választható nagyobb tárolótérfogat alkalmazásával.
 

Külünbözõ típusú egyedi kollektorok:

    A kollektorpanel konstrukciója lehetõvé teszi a különbözõ anyagú fedéstípusok alkalmazását akár a gyártás során, akár a felhasználó általi csere útján. A gyártás során az üregkamrás PC lapnak alternatívája lehet a tömör 3mm vastagságú PC lap, melynek elõnye a nagyobb fényáteresztõ képessége. A gyártáskor lehetõség van szelektív bevonatos abszorber lemez beépítésére is, amely fõleg az alacsonyabb külsõ hõmérséklet esetén biztosít nagyobb energiahozamot. Mindkét alternatíva sajnos emeli a gyártási költségeket. Az alábbi táblázat összehasonlítja a három konstrukciót:
 
Fedés és abszorberbevonat: Napi energiahozam csökkenés a gyári kollektorhoz képest márciusban Napi energiahozam csökkenés a gyári kollektorhoz képest júniusban Napi energiahozam csökkenés a gyári kollektorhoz képest szeptemberben Napi energiahozam csökkenés a gyári kollektorhoz képest decemberben Felár az alapkiépítés-
hez képest:
Hatásfokgörbe elsõ tagja Hatásfokgörbe
második tagja
Hatásfokgörbe
harmadik tagja
A konstrukció jellemzõje, felhasználása:
Alapkiépítés:
8mm üregk. PC + nem szelektív bevonat
8% 10% 9% 5% - 0,69 3 0,022 Jó hõszigetelése miatt használati melegvízkészítésre egész évben alkalmas, nyáron a nagyobb sugárzási veszteségek miatt az elérhetõ maximális vízhõfok kb. 70-80 °C.
8mm üregk. PC + szelektív bevonat 3% 7% 4% -1% +5000 Ft 0,69 3 0,011 Mivel alacsony külsõ hõmérsékleten is jó hatásfokú, így nagy dõlésszögû tetõkre (>45 fok) javasolt, ahol az átmeneti és a téli idõszakban is nagy a beesési szög, és így a napsugárzás ilyenkor is jól hasznosul . Egész éves felhasználásra, az elérhetõ magas vízhõfok miatt fûtésrásegítésre is megfelelõ.
3mm tömör. PC + nem szelektív bevonat 7% 5% 5% 9% +7500 Ft 0,75 4 0,022 Mivel jobb a fényáteresztõ képessége, de nagyobb a visszasugárzása, tipikusan nyári felhasználásra alkalmas ott, ahol kicsi a tetõ dõlésszöge (<35 fok),  így nyáron a legjobban hasznosítja a napsugárzást. 

    A táblázat adatai esetén 3 db kollektorpanellel, 300l tárolótérfogattal, 12 C alsó és felsõ vízhõfokkal és 40 fokos tetõ dõlésszöggel számoltam.
A táblázatban megadott hatásfokgörbe tagokat beírva a szimulációs táblázatkezelõ programba, a módosított kollektorpanelek napi energiahozama különbözõ beállítások mellett is kiszámítható.
 
 

A három kollektortípus együttes összehasonlítása:


Ha az elõzõekhez hozzávesszük a vákumcsöves kollektort is, akkor az alábbi programmal összehasonlíthatjuk tudásukat:
 
 

A program letöltése

A három kollektortípust úgy érdemes összehasonlítani, hogy a kollektorfelületük fordítottan legyen arányos a bekerülési költségükkel!