UKÁZKOVÝ MODEL
(pro vzdělávací účely)

Solární kolektor PROECO SC-MINI
- 5 vakuových trubic s tepelnou trubicí - 58/500 mm
- hliníkový rám (lze namontovat na šikmý nebo rovný povrch)

Konstrukce kolektoru:

Solární kolektor se skládá z vakuových trubic vyrobených z borosilikátového skla. Během výroby byla použita pečlivě vybraná směs oxidů SiO2 a B2O3, což vede k produktu s vynikající chemickou odolností a výjimečnou čistotou a uniformitou. Borosilikátové sklo je šetrné k životnímu prostředí a lze jej opakovaně recyklovat. Byl také použit proces tepelného žíhání (popouštění). V kombinaci s nízkou tepelnou roztažností typickou pro borosilikátové sklo to vede k mimořádně vysoké odolnosti vůči teplotním změnám ve srovnání s běžným sklem. Trubice jsou odolné vůči krupobití až do velikosti 25 mm. Použití trubek o průměru 47 mm a 58 mm umožňuje soustředné umístění v sobě. Vzduch mezi trubkami je odčerpán a trubky jsou svařeny dohromady. Vakuum mezi dvěma vrstvami skla je vynikajícím izolantem a zabraňuje tepelným ztrátám. Během procesu trojité magnetronové metalizace se nanáší absorbér (sloučenina, která absorbuje sluneční záření a přeměňuje ho na tepelnou energii). Nová speciální absorpční vrstva ALN/AIN-SS/CU s přídavkem mědi představuje další generaci absorpčních vrstev. Tento nástupce vrstvy AL/N/AL se vyznačuje vyšší účinností (až 12 %) a vynikajícími absorpčními vlastnostmi pro přímé i difúzní sluneční záření. Další absorpční vrstvy jsou navrženy tak, aby v trubicích udržely co nejvíce energie a zabránily ztrátám tepla infračerveným zářením. Vnitřek vakuové trubice se může zahřát až na 300 °C. Uvnitř vakuových trubic je namontována tzv. „tepelná trubice“. Hliníkové chladiče umístěné ve vakuových trubicích podporují přenos energie do měděných tepelných trubic. V souladu s principem snižování bodu varu se snižujícím se tlakem byla tepelná trubice použita ke snížení tlaku uvnitř trubice odváděním vzduchu. V důsledku toho kapalina uvnitř tepelného výměníku tepelné trubice vaří při teplotě pouhých 25 °C. Měď použitá při výrobě tepelné trubice neobsahuje kyslík, což zajišťuje dlouhý a spolehlivý provoz.

Vysoká účinnost kolektoru pramení z jeho schopnosti absorbovat difúzní sluneční záření (např. v zamračených dnech) a minimalizovat tepelné ztráty. Energie se získává nejen z přímého slunečního záření, ale i z odraženého světla. Sběrnice kolektoru je vyrobena z měděné trubky. Uvnitř jsou namontovány měděné objímky, do kterých se zasouvá kondenzátor tepelné trubice. Pro dosažení lepšího kontaktu mezi měděnými povrchy a následně efektivnějšího přenosu tepla se pro kontakty používají vysokoteplotní tepelně vodivé pasty. Sběrnice kolektoru je tepelně izolována minerální vlnou. I když má o něco nižší izolační vlastnosti než polyuretanová pěna, je v tomto případě lepším řešením. Minerální vlna neoxiduje a je odolnější vůči vysokým teplotám, které mohou nastat například při přerušení cirkulace kapaliny v systému. Hlavní kolektor také poskytuje prostor pro montáž teplotního čidla. Pouzdro a rám hlavního kolektoru jsou vyrobeny z hliníku. Použití lehkých kovů je poměrně důležité při montáži kolektorů na střechy budov.

Princip činnosti:

Energie ze slunečního záření ohřívá vnitřek vakuových trubic. Prostřednictvím hliníkových radiátorů se teplo z vnitřku trubice přenáší do „tepelných trubic“. Po chvíli, při teplotě 25 °C, se kapalina v „tepelné trubici“ začne odpařovat. Pára stoupá k hlavě výměníku tepla (kondenzátoru), kde uvolňuje teplo hlavní trubkou kolektoru a kondenzuje. Steče zpět dolů po „tepelné trubici“ a celý proces se opakuje. Topné médium (např. glykol) proudící kolektorem nepřichází do kontaktu s vakuovými trubicemi a absorbérem v nich zabudovaným; pouze absorbuje teplo z kondenzátoru „tepelné trubice“. Spojení mezi „tepelnými trubicemi“ a výměníkem tepla (kterým proudí glykol) je „suché“.

Nejjednodušší a nejlevnější instalací je systém s gravitačním přívodem. Topné médium ohřáté v kolektoru stoupá na vrchol nádrže bez použití oběhového čerpadla. Po uvolnění tepla v nádrži se ochlazené médium vrací do kolektoru. V tomto typu systému musí být akumulační nádrž umístěna nad kolektory. V praxi to vyžaduje umístění kolektorů na stojanech na zemi a akumulační nádrže v prvním patře budovy.

Druhým používaným řešením je systém s nucenou cirkulací. Nemá nevýhody systému s gravitační cirkulací, ale vyžaduje použití čerpadla a automatického regulačního systému. Tento typ systému obvykle používá nádrže vybavené dvěma cívkami (bivalentní nádrže). Ty umožňují provoz se dvěma zdroji tepla. Solární systém je připojen k dolní cívce a kotel k horní cívce. Za příznivých podmínek (teplota média v kolektoru je o 5 až 8 stupňů Celsia vyšší než teplota vody v nádrži) se automaticky aktivuje oběhové čerpadlo, které čerpá ohřáté médium z kolektoru do cívky v nádrži.

V případě poškození vakuové trubky celý systém pokračuje v provozu. Sníží se pouze účinnost systému. Vakuové trubky jsou bez jakýchkoli kapalin, což umožňuje jejich kdykoli vyjmout bez vypuštění systému.

Pro rychlé a snadné připojení kolektoru k akumulační nádrži doporučujeme použít dvojité trubky předizolované syntetickou pryžovou pěnou se zvýšenou tepelnou odolností. Trubky jsou vyrobeny z nerezové oceli nebo měkké mědi. Jejich flexibilita eliminuje potřebu dalších spojek a armatur mezi kolektorem a zásobníkem. Jsou také vybaveny integrovaným ovládacím kabelem (pro čidlo teploty kolektoru). Kromě zachování nejvyšších technických parametrů pro minimalizaci energetických ztrát tento systém výrazně zkracuje dobu instalace a zvyšuje spolehlivost.

Výhody:

- Vyšší účinnost vakuového trubicového kolektoru se systémem tepelných trubic (celoroční provoz).
- Možnost výběru různých velikostí kolektorů pro různé velikosti nádrží.
- Poškození tepelné trubice nevypne celý systém, pouze sníží účinnost kolektoru.
- Snížená pravděpodobnost ucpání kolektoru, ke kterému může dojít u plochých nebo U-trubicových kolektorů.
- Možnost propojení se systémem ústředního topení pro snížení nákladů na energii.