Jak zbudowane są kolektory rurowe i kiedy warto je wybrać?

Rury kolektora prożniowego wyposaża się w zwierciadła, skupiające promieniowanie słoneczne na absorberze

W produkcji masowej rozwiązaniem problemu stało się podzielenie klasycznego kolektora płaskiego na niewielkie sekcje umieszczane w rurach próżniowych. Niekiedy rury te wyposaża się również w zwierciadła skupiające promieniowanie słoneczne na absorberze. W rezultacie kolektor rurowy ma nie tylko większą sprawność w niskiej temperaturze otoczenia, lecz także lepiej przechwytuje światło rozproszone.

 

Ponadto poszczególne rury można ustawiać (obracać) niezależnie od położenia kolektora jako całości, co bardzo przydaje się tam, gdzie nie da się go zamontować optymalnie, czyli "frontem do słońca". Kolejną zaletą kolektorów próżniowych jest możliwość naprawy poprzez wymianę uszkodzonych rur składowych.

 

Kolektory rurowe można w uproszczeniu podzielić na dwa rodzaje. Pierwszy to kolektory typu mokrego, tzn. takie, w których płyn solarny wpływa do poszczególnych rur kolektora. Drugi, dominujący obecnie typ wyrobów to kolektory typu heat pipe, wykorzystujące tzw. rurkę cieplną (ciepłowód).

 

Ich podstawową zaletą jest możliwość wymiany rur składowych bez rozszczelniania całego obiegu cieczy w instalacji solarnej. Jest jednak jedno "ale": najważniejszy parametr kolektora heat pipe to temperatura parowania czynnika zawartego w rurce cieplnej – poniżej tej temperatury uzysk energii wynosi zero, bowiem kolektor w ogóle nie działa!

Schemat budowy rury kolektora z bezpośrednim przepływem (mokrego). Płyn solarny wpływa do rury i odbiera ciepło od absorbera. Wymiana rury wymaga opróżnienia instalacji z czynnika roboczego

Rura kolektora typu heat pipe. Ciepłowód to zamknięta z obu stron rurka, wykonana np. z miedzi i wypełniona w części substancją o niskiej temperaturze wrzenia. Gdy rurka jest zimna, substancja czynna znajduje się w stanie skroplonym w jej dolnej części. Po nagrzaniu odparowuje, unosi się do góry i oddaje ciepło w wymienniku zamykającym kolektor od góry. Poszczególne rury można wymieniać bez rozszczelniania instalacji

Podstawową wadą kolektorów rurowych, niezależnie od budowy, jest cena – wyższa o 20–30% od ceny porównywalnych pod względem mocy nominalnej kolektorów płaskich, co znacznie wydłuża okres zwrotu inwestycji w instalację solarną. W praktyce, jeżeli nie ma znaczenia, że oszczędności na kosztach przygotowania c.w.u. osiągane będą głównie późną wiosną, latem i wczesną jesienią, to nie ma powodów zakładać kolektorów rurowych, bo płaskie sprawdzą się równie dobrze. W razie dogrzewania wody w basenie używanym w okresie letnim, te drugie będą nawet efektywniejsze.

 

Kolektory rurowe mogą zapewnić nieco większe oszczędności na kosztach podgrzewania wody w skali całego roku, ale okres zwrotu inwestycji się wydłuży, jest to zatem wybór dla bardziej wymagających inwestorów. Zastosowanie kolektorów próżniowych może być też bardzo wskazane w przypadku, kiedy możliwość zmiany ustawienia poszczególnych rur pozwala uniknąć strat wynikających z niemożności zamontowania całego kolektora w optymalny sposób.

Adam Jamiołkowski
fot. otwierająca: Lilianna Jampolska