logo  

Strona poświęcona technicznym aspektom instalacji

solarnych i nie tylko

 

Kolektory próżniowe heat-pipe czas na wymianę.

 

 

 

W czerwcowym numerze Magazynu Instalatora na łamach artykułu "Znakowane Kolektory" nadmieniłem jak w majestacie znaku Solar Keymark wprowadzane są do obrotu w naszym kraju kolektory próżniowe o żenująco niskiej sprawności. Tym bardziej, że większość tych kolektorów proponowana  jest wraz z dotacją Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska.

Nie dawno zgłosił się do mnie zrozpaczony inwestor z poradą co można poprawić w instalacji solarnej składającej się z 75 rur próżniowych, które nie są w stanie nagrzać zbiornika 200 litrowego do temperatury 60 stopni w 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, po mimo, 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 według wykresu maksymalną moc na poziomie 1368W, co przy całym tym zestawie powinno dać nieco ponad 3,4kW. 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 0,1mm i jest mocno pogięta (rys1).



rys.1


Ta blaszka jest kluczowym elementem w przekazywaniu ciepła we wnętrzu rury. W takim wykonaniu transport ciepła z rury szklanej do parownika był praktycznie nie możliwy a ciepło było odzyskiwane tylko z nagrzanego powietrza. Prawidłowo wyprofilowana blacha pokazana jest na rysunku poniżej.



rys.2


Wyraźnie widać, że na całym obwodzie blacha ściśle dolega do powierzchni szkła.
Ponieważ ten zestaw pracował około półtora roku to szczelność ciepłych rurek powinna być zachowana. Niestety w 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 po mimo, że cień pada tylko na jej dolnym końcu.
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 praktycznie ostatni kolektor pracuje z bardzo niewielką sprawnością . Dla tego, że glikol przychodzący na ten kolektor jest już mocno ogrzany i przepływając nie wiele ciepła odbierze w myśl zasady im większa temperatura tym mniejsza sprawność.
Gdyby to był jednak odosobniony przypadek to nie powstał by 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 miesięcznika Magazyn 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 się zastanowić jak nie dopuścić do sprzedaży takich bubli, gdzie cierpi na tym użytkownik. Otóż norma EN 12975-2:2006 "Słoneczne systemy grzewcze i ich elementy nie precyzuje dolnego pułapu uzysku energetycznego. Dla tego kolektory przechodzą wszelkie badania i uzyskują certyfikaty. Szkoda, że w naszym kraju nie przyjął się znak handlowy pod nazwą " Błękitny Anioł" wyraźnie precyzujący dolny pułap uzysków energetycznych kolektora nie dopuszczając kolektorów o niskiej sprawności a zaś króluje "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 to wieloletnia trwałość i tak zostanie zachowana.
Uważam, że problemem niskich sprawności energetycznych powinien zająć się Instytut Energetyki Odnawialnej lub może nowopowstały Związek Pracodawców Forum Energii Odnawialnej zrzeszający w dużej części polskich producentów kolektorów słonecznych dbających o jakość swoich wyrobów. Na pewno będzie to z korzyścią dla użytkowników instalacji solarnych a i pieniądze pochodzące z dopłat nie będą marnotrawione

powrót