Czy kolektory próżniowe są efektywniejsze zimą?

Majster Guru:– Owszem, są. Jednak nie ma co liczyć na cud. Skoro zimą dociera do nas mało energii słonecznej, to i niewiele jej pozyskamy. Przypomniała mi się rozmowa z przedstawicielem jednej z firm, który twierdził, że ich kolektory są równie efektywne zimą, jak i latem. Coś takiego trudno w ogóle komentować. Czy wie pan, dlaczego kolektory próżniowe są zimą efektywniejsze?

Rury próżniowe znacznie zmniejszają straty ciepła do otoczenia. Dlatego wyposażone w nie kolektory lepiej niż płaskie radzą sobie w warunkach zimowych. fot. VIESSMANN

– Tak myślałem, więc może objaśnię samą budowę obu rodzajów urządzeń.

Różni je budowa absorbera, czyli elementu pochłaniającego promieniowanie słoneczne oraz sposób zabezpieczenia przed stratami ciepła do otoczenia.

W kolektorach płaskich absorberem jest miedziana lub aluminiowa płyta (blacha). W kolektorach próżniowych absorber jest zwykle podzielony na wąskie pasy – po jednym w każdej rurze próżniowej. Żeby efektywnie wykorzystać pozyskane ciepło, kolektor nie może zbyt wiele z niego tracić do otoczenia. Specjalna powłoka absorbera (najczęściej na bazie tlenku tytanu) powoduje, że bardzo dobrze pochłania on promieniowanie słoneczne, a rozgrzany wypromieniowuje niewiele ciepła.

Żeby ograniczyć pozostałe straty ciepła (przez przewodzenie i konwekcję powietrza), obudowa kolektorów płaskich izolowana jest wełną mineralną. Natomiast w kolektorach próżniowych izolatorem jest właśnie próżnia – w przestrzeni bez powietrza nie ma przewodzenia ani konwekcji, pozostaje jedynie strata energii przez promieniowanie.

Ciepło z rozgrzanego absorbera trzeba przekazać dalej. W kolektorach płaskich, od spodu styka się z nim rurka, przez którą przepływa czynnik roboczy (płyn niezamarzający). Z kolei w kolektorach próżniowych, w każdej rurze próżniowej jest umieszczona rurka z przepływającym przez nią czynnikiem roboczym albo tzw. ciepłowód (rurka z cieczą o niskiej temperaturze parowania). Poszczególne ciepłowody muszą być na zewnątrz – poza rurami próżniowymi – połączone "szyną zbiorczą", przez którą przepływa czynnik roboczy.

W kolektorach próżniowych największym problemem jest uszczelnienie miejsca połączenia rury próżniowej z rurką odbierającą ciepło z jej wnętrza. Wystarczy nawet minimalna niedokładność i do wnętrza dostaje się powietrze, a wtedy rura nie ma już właściwości izolacyjnych.

Idea budowy instalacji solarnej jest w sumie dość prosta: płyn rozgrzany w kolektorze przekazuje ciepło wodzie zgromadzonej w zasobniku, a następnie znów się nagrzewa

– Nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Kolektor płaski – przy tej samej powierzchni zabudowy, co próżniowy rurowy – ma większą powierzchnię absorbera (pochłaniającą promieniowanie), za to gorszą izolację termiczną. W efekcie kolektor płaski uzyskuje więcej ciepła latem, gdy nasłonecznienie jest intensywne, a straty ciepła względnie niewielkie. Za to jesienią i zimą przewagę będzie miał rurowy kolektor próżniowy, bo mniej ciepła straci do otoczenia. Ostatecznie wracamy do podstawowego pytania – co chcemy osiągnąć dzięki kolektorom?