Napkollektoros fűtés napenergiával

Cikk mentése a konyvjelzők közé
Cikk nyomtatása
Cikk elküldése levélben

Gyakran felmerül a kérdés, hogy egy napkollektoros rendszer képes lehet e egy családi ház fűtésére is. Az egyszerű válasz szerint igen, technikailag képes lehet. Ezzel együtt egy napkollektoros, vagy napenergiát hasznosító fűtési rendszer tervezése során rendkívül körültekintően kell eljárni.

Passzív és aktív fűtés napenergiával

Amikor egy épület napenergiával történő fűtésről, vagy napkollektoros fűtésről beszélünk, technológiai, gépészeti vagy szerkezeti kialakítást tekintve sokféle megoldás jöhet szóba. Technikai szempontból alapvetően kétféle napenergiával történő fűtési koncepciót különböztethetünk meg: aktív és passzív rendszerűt.

Passzív fűtés napenergiával

Passzívnak fűtésnek azokat az építészeti megoldásokat nevezzük, amelyek egy adott épület szerkezeti kialakításának köszönhetően képesek a napenergiát fűtési célra hasznosítani. Az ilyen épületek az előrelátó tervezésnek köszönhetően jelentős fűtési energiát képesek megtakarítani gépészeti megoldások nélkül. Részint az ilyen technológiai megoldásokat alkalmazó házakat hívjuk passzív háznak.
Amennyiben a tervezés során az épület hőmegtartó képességére is nagy hangsúlyt fektetnek, a passzív fűtés adott esetben a fűtési igény jelentős részét is fedezheti. Ehhez viszont nagyon komoly szigetelési és hőmegtartó légcserélő rendszert kell kiépíteni, és nem elhanyagolható szempont az épület környezete, tájolása sem.
A passzív fűtési megoldások egy jellegzetes példája, hogy a nap pályájának a téli és nyári időszak közti magasságkülönbségét kihasználva télen az épületbe besütő nap fűti a házat, nyáron viszont a megfelelően kialakított árnyékolásnak köszönhetően a napsugárzás a legaktívabb, déli órákban nem tud bejutni az épületbe.
A passzív házak a különösen magas hőmegtartó képességüknek és az ilyen tudatos tervezésnek köszönhetően képesek elérni a rendkívül alacsony 15 kWh/m2/év külső forrásból származó fűtési energiaigényt. Az összehasonlítás végett: egy átlagos épület energiaigénye 250 kWh/m2/év körül változhat.
Passzív napenergiás fűtés hatékonyan csak abban az esetben alkalmazható, ha az adott épület képes a besugárzott hőt hatékonyan tárolni.

Aktív fűtés napenergiával

Aktívnak fűtésnek nevezzük azokat az általában gépészeti megoldásokat, melyekben jellemzően egy motor segítségével levegőt vagy valamilyen folyadékot keringtetve próbálják meg a napsugárzás energiáját csapdába csalni és fűtésre felhasználni. A napkollektoros fűtés is pontosan ilyen aktív napenergiás fűtési rendszernek tekinthető. Az aktív napenergiás fűtési rendszerek attól függően, hogy milyen közeget használunk a hő továbbítására, két csoportba oszthatók:

  • levegős napkollektor fűtés
  • folyadékos napkollektor fűtés

Folyadékos és levegős napkollektor fűtés

Bár a napkollektoros fűtés kifejezetten a folyadékos rendszerek közé tartozik, érdemes pár szót a levegős napkollektorokról is ejteni.

Levegős napkollektor, légkollektor

A levegős napkollektorokat kizárólag fűtési céllal alkalmazzák. Ezekben a rendszerekben a nap energiáját közvetítő közeg a levegő. Ezt a levegőt melegíti fel a napsugárzás és a rendszer kialakításától függően ezt keverik be a helyiségek levegőjébe

  • közvetlenül, vagy
  • közvetve egy hőcserélőn keresztül.

A levegős légkollektor rendszerek még kevésbé ismertek, de e téren jelentős változás állhat be, ha a passzív ház technológiák és az ehhez kapcsolodó levegős hőcserélő rendszerek jobban elterjednek. Előnyük, hogy rendkívül egyszerű szerkezetek, ezért a folyadékos rendszereknél olcsóbban előállíthatóak, kezelhetők és egyszerűségükből adódóan tartósabbak is. A folyadékos rendszerekkel szemben az üzemeltetésük is egyszerűbb, mivel nem tartalmaznak veszélyes fagyálló folyadékot, ami esetleg megfagyhat, túlhevülhet, vagy sérülés esetén elszivároghat.
További előnyük, hogy gyorsabban bemelegszenek, így a nap elején hamarabb képesek megkezdeni működésüket, mint folyadékos társaik. Ezzel szemben viszont fontos megjegyezni, hogy a levegő messze nem olyan jó hőközvetítő közeg, mint a folyadék, ezért a levegős fűtési rendszerek hatékonysága alacsonyabb, mint a folyadékosoké. Továbbá míg a folyadékos rendszerek képesek a napközben termelt energia tárolására is, erre a levegős rendszerek alkalmatlanok, ami egy-két napos rossz idő esetén komoly hátrányt jelent a folyadékos rendszerekkel szemben.

Folyadékos napkollektor fűtés

Ahogyan azt már korábban említettük a napkollektoros fűtés a legjellemzőbb formája a napenergiás aktív fűtési rendszereknek. A napkollektorokat jellemzően háztartási melegvíz előállítására alkalmazzák, de ugyanez a rendszer képes lehet egy alacsony hőfokú (amelyben a keringő folyadék 30-40°C körüli) fűtési rendszer kiszolgálására is. Ilyen fűtési rendszer lehet például a padlófűtés vagy a falfűtés.

A napenergiát hasznosító fűtési rendszerek legnagyobb hátulütője, hogy télen, amikor leginkább szükségünk van a fűtésre, akkor a legkevesebb a napsugárzás. Ennek oka a rövidebb nappali periódusokban, az alacsonyabb napállásban és a gyakoribb rossz időben keresendő. Így télen kevesebb energiát tudunk a napsugárzás segítségével a fűtési energia előállítására használni.

Napkollektoros fűtés energiaigénye

A gyakorlatban a napkollektoros fűtés jellemzően fűtés rásegítésre használható, mivel megnövelt panel felület mellett is csak a késő tavaszi, kora öszi fűtési időszakokban képes közel a teljes fűtési igényt kiszolgálni. A rásegített rendszer viszont szinte bármilyen lehet a már említett alacsony hőfokú fűtési rendszerek közül. Akár a környezetbarát hőszivattyús fűtésre is rásegíthetünk még ilyen módon.

Napkollektoros fűtés gyakorlati lehetőségei

Akár napkollektoros fűtésrásegítésben, akár önálló napkollektoros fűtési rendszerben gondolkodunk, három dolgot érdemes átgondolnunk:

  1. Milyen fűtési energiaigénye van az adott épületnek?
    Egy adott épület fűtési energiaigénye rendkívül különböző lehet. Egy átlagos épület fűtésére évente kb. 250 kW/m2/év. Ezzel szemben egy energiatakarékos ház fűtési igénye 50, míg egy passzív házé már csak 15 kW/m2/év alatt van. Könnyű belátni, hogy egy jobban szigetelt házban sokkal hatékonyabban működhet egy napkollektoros rendszer akár önállóan vagy rásegítésként is.
  2. Van-e elegendő, megfelelő tájolású hely a napkollektorok elhelyezésére?
    Általánosságban azt lehet elmondani, hogy ha önálló fűtésként szeretnénk a napkollektoros fűtést alkalmazni, akkor 1m2 napkollektor 4-5m2 lakótér hatékony fűtésére lehet alkalmas. Egy 150m2-es családi ház esetében ez nagyjából 30m2 napkollektor felületet jelent.
  3. A fűtési szezonon kívül a napkollektorok által termelt "hulladék hőt" milyen célra tudjuk hasznosítani.

Fontos tudni, hogy ahhoz, hogy egy napkollektoros fűtési rendszert hatékonyan üzemeltessünk, mindenféleképpen hasznosítanunk kell a fűtési szezonon kívül megtermelt hőmennyiséget is. A nap nyáron is süt. Mint tudjuk, erősebben is mint télen. A tetőre szerelt napkollektorok így nyáron is összegyűjtik a napsugárzás energiáját, amit valamilyen célra fel kell használnunk, mert ha nem tesszük, esetleg túlmelegedhet a rendszer, vagy egyszerűen csak nem lesz hatékony a beruházás, és nem térül meg a befektetésünk. Ezért ilyen nagy felületű fűtésre is alkalmas napkollektor rendszer kiépítése csak abban az esetben ajánlott, ha a rendszer, fűtési szezonon kívüli "hulladék hőjének" felhasználására is van lehetőség. Ilyen felhasználási lehetőség lehet a használati melegvíz előállítása és a medencefűtés alkalmazása.

Egy szabadban elhelyezett medence nagy mennyiségű vizet tárol, aminek a fűtésére a napkollektoros rendszer hőjét fűtési szezonon kívül is kiválóan felhasználhatjuk. Egy medence vízmennyisége és fűtési energiaigénye elegendő lehet a napkollektoros fűtési rendszerünk által megtermelt felesleges hőmennyiség hatékony felhasználására. Így egy pl. medencefűtésre is használt napkollektoros fűtés hatékonyabban ki tudja szolgálni egy családi ház fűtési igényeit is.


Utoljára módosítva: 2010. december 11. @ 11:19
Kövesd az Aeco-t a Twitteren!
powered by Saurus FREE CMS