Jaký je rozdíl mezi plochými a trubicovými solárními kolektory?

Chcete modernizovat nebo efektivně doplnit svůj topný systém? Viessmann nabízí systémová řešení na míru pro použití v rodinných a bytových domech. Nabídka sahá od kondenzačních kotlů na fosilní paliva až po obnovitelné zdroje a hybridní řešení. Kromě toho zahrnuje sortiment Viessmann také generátory tepla poháněné elektřinou. Jaký topný systém je tedy pro vás ten pravý, jak můžete ušetřit energii a zároveň snížit náklady a jaké služby nabízí Viessmann pro moderní topné systémy? Na této stránce naleznete informace o různých řešeních vytápění a systémů a také důležité údaje, na jejichž základě se můžete rozhodnout pro koupi.

Plochý solární kolektor

Jako první si vezmeme na rozbor plochý sluneční kolektor, který se skládá ze 4 základních částí. První je rám a dno kolektoru. Tvoří základní nosný prvek, do kterého jsou instalovány ostatní díly. Zpravidla se vyrábí jako plechový výlisek ze dvou kusů, aby byla zajištěna těsnost proti vlhkosti, která by mohla způsobit degradaci vnitřních částí kolektoru.

Do této „vany“ se následně instaluje tepelná izolace, která minimalizuje tepelné ztráty na zadní straně kolektoru a zvyšuje tak tepelnou účinnost. Nejdůležitější částí kolektoru je tepelně vodivý kovový absorbér, ke kterému je nalisován nebo navařen trubkový registr (potrubí s teplonosnou kapalinou). Selektivní povrch absorbéru přeměňuje energii dopadajících fotonů na teplo, které je odvedeno teplonosnou kapalinou na místo spotřeby.

Posledním dílem je krycí solární sklo, které omezuje tepelné ztráty sáláním, protože je nepropustné vůči dlouhovlnnému záření a zároveň vytváří před absorbérem vzduchovou vrstvu, která tvoří tepelný odpor mezi absorbérem a okolním prostředím.

Trubicový solární kolektor

Základním prvkem trubicového slunečního kolektoru jsou skleněné trubice. Uvnitř trubice je během výroby vytvořen velmi nízký tlak, resp. vysoké vakuum. Vlivem téměř dokonalé absence molekul plynu je minimalizován přenos tepla vedením a prouděním a tepelné ztráty jsou tak způsobovány jen sáláním absorbéru uloženého uprostřed podél celé trubice. Samotný absorbér dělíme na dva základní typy. První z nich je přímo protékán, kde absorpční plocha je tepelně vodivým spojem propojena s potrubím, přes které proudí teplonosná látka odvádějící teplo na místo potřeby. Druhým typem absorbéru je tzv. tepelná trubice (heat pipe), v níž je absorpční plocha vodivě spojena s výparníkem, ve kterém se vypařuje pracovní látka.

Princip funkčnosti tepelné trubice je následující. Vlivem slunečního záření se pracovní látka ve výparníkové části odpaří. Vzniklá pára samovolně stoupá do vrchní kondenzační části, v níž se vysráží (zkondenzuje) a opět steče do výparníkové části. Změnou skupenství z páry na kapalinu se uvolňuje značné množství tepla, které odvádí teplonosná látka obtékající kondenzační část tepelné trubice. Samotný kolektor sestává z několika kusů skleněných vakuových trubic, uvnitř kterých se nacházejí zmíněné tepelné trubice nebo absorbéry s přímým průtokem.

Rozdílné vlastnosti plochého a trubicového solárního
kolektoru

Odlišné konstrukce obou kolektorů způsobují i rozdílné vlastnosti a chování kolektorů v určitých podmínkách. Základní rozdíly jsou v ploše, kterou kolektory přímo využívají k zachycení slunečních paprsků a způsob izolace kolektorů. Plochý kolektor využívá k zachycení paprsků až 90 % své celkové plochy, přičemž kolektor trubicový jen zhruba 50 %. Naopak izolačními vlastnostmi je výhodnější trubicový kolektor, který využívá principu vakua, podobný jako známe z termosek.

Ploché kolektory díky své větší absorpční ploše dosahují vyšších tepelných zisků hlavně v letních měsících, ale paradoxně mohou být výhodnější i během zimy, kdy mohou díky horší tepelné izolaci roztát vrstvu námrazy nebo sněhu a opět spolehlivě fungovat. Naopak, vakuová izolace trubkového kolektoru brání úniku tepla do okolí tak dokonale, že vrstva sněhu může pokrývat kolektor i několik dní a tím ho vyřadit z provozu po dobu, dokud sníh sám neroztaje.

Obecně však trubicový kolektor dosahuje větších tepelných zisků v chladnějším počasí, právě díky menším tepelným ztrátám. Také válcovitý tvar lépe odvádí vodu a neumožňuje zachytávání nečistot, např. v podobě listí, které snadno propadne do prostoru mezi samotnými trubicemi. Nevýhodou válcového kolektoru je nemožnost obnovení vakua v trubicích, které díky absenci dokonale těsných materiálů a spojů po několika letech tuto izolační schopnost postupně ztrácejí. Obecně můžeme tedy říci, že ploché kolektory jsou vhodnější pro provoz v letních měsících a částečně i v zimě a vakuové trubicové kolektory zase během chladných jarních a podzimních měsíců. Opět však velmi záleží na konkrétní lokalitě a způsobu využití kolektorů.

Dříve než se definitivně rozhodnete

Samozřejmě, v procesu rozhodování o využití solárního kolektoru (ať už plochého nebo trubkového) musí být zodpovězeno několik otázek. Od těch základních (např.: Chceme kolektor využívat k ohřevu vody nebo na přitápění? Jaká je spotřeba teplé vody v domácnosti?) až po ty odbornější (např. způsob montáže, materiály, z jakých jsou jednotlivé komponenty kolektoru). 

Pokud vás tedy možnost využití sluneční energie prostřednictvím kolektorů láká, dobře se seznamte s detaily o jednotlivých produktech, abyste si ze široké nabídky na trhu vybrali opravdu to, co nejvíce vyhovuje vašim podmínkám a požadavkům.