Napkollektorok szerelési lehetőségei
2011/4. lapszám | VGF&HKL online | 36 394 |
Figylem! Ez a cikk 15 éve frissült utoljára. A benne szereplő információk mára aktualitásukat veszíthették, valamint a tartalom helyenként hiányos lehet (képek, táblázatok stb.).
Az ügyfél kívánságától, az építészeti lehetőségektől és a napkollektor típusától függően különböző módon szerelhetők fel a napkollektorok. A gyakorlatban legjellemzőbben alkalmazott szerelési módok ismertetése révén szeretném felhívni a figyelmet néhány szerelési, illetve tervezési kérdésre.
Ferde tetőre szerelés
A napkollektorok elhelyezése a gyakorlatban jellemzően ferde tetőre való szereléssel valósul meg. A tetőre történő szerelés a legegyszerűbb és a leggyorsabb szerelési mód. A kollektorok fekvő vagy álló helyzetben használhatók attól függően, hogy a rendelkezésre álló tetőfelületet hogyan tudjuk a lehető legjobban kihasználni. A napkollektor-gyártók szinte mindegyike különbséget tesz az álló és a fektetett elrendezésű kollektorok között, azaz nem változtatható meg a kollektor helyzete a beépítés során. Minden síkkollektorra igaz, hogy az alsó és felső részén helyezkedik el az osztó- és gyűjtőcső.
1. ábra: Ferdetetőre szerelés helyszükséglete.
Az álló kollektorok esetén a gyűjtő- és osztócsövek a kollektor rövidebb oldalaival párhuzamosak, míg a fektetett kollektorok esetén a hosszabb oldallal. A kollektorok helyes hidraulikus működése és a légtelenedés miatt fontos a megfelelő szerelési irány betartása (3. ábra). A napkollektorok tartókeretre kerülnek, amelyeket a tető borításától függően kialakított rögzítő készletekkel lehet a tetőszerkezethez erősíteni. Eltérő rögzítő eszközök szükségesek például a hullámcseréphez, a zsindelyhez vagy síkpalához, illetve a hullámlemezzel fedett tetőkhöz. A szerelés nagy előnye, hogy a tetőburkolat zárt marad, és a tetőhéjazat megőrzi tömítő funkcióját. A kollektorok dőlésszöge megegyezik a tető hajlásszögével, tájolása pedig a tetősík tájolásával. A tetőszerkezet nagymértékű bontása nélkül szerelhető, így ideális megoldás az utólagos telepítések esetén.
A kollektorok elhelyezése során figyelemmel kell lenni bizonyos szerelési távolságokra, hogy a biztonságos rögzítés és a csatlakozások kialakítása megoldható legyen. Általános szabály, hogy a tetőgerinctől kb. 60 cm távolságig (kb. 2 cserépsor) engedjük csak fel a kollektorokat, annak érdekében, hogy a csatlakozó cső tetőn belüli szerelése és a légtelenítő elhelyezése még elvégezhető legyen. A több kollektorból álló kollektormező mellett a tető alatt lévő csatlakozóvezetékek számára kb. 50 cm helyet kell biztosítani. A kollektorokhoz csatlakozó csővezetékeket legegyszerűbben a tetőn kialakított szellőző elemeken (például szellőző cserép) tudjuk bevinni a padlástérbe. Ezek a csatlakozó csövek előre szigetelt, flexibilis csövek. Az egyéb szerelési távolságokat az adott gyártó szerelési útmutatói tartalmazzák (1. ábra).
2. ábra: Tetősíkba szerelt napkollektor.
Tetősíkba szerelés
A tetőbe történő szerelés esztétikailag nagyon megnyerő megoldás, ráadásul a tető befedése nélkül már készre szerelhető. Jellegéből adódóan elsősorban új építéseknél javasoljuk. Mind álló, mind fekvő kollektorok esetén alkalmazható, de csak síkkollektoroknál. Vákuumcsöves kollektorok esetén nem alkalmazható ez a beépítési mód. A síkkollektorok a lemezszegéllyel együtt tömítetten lezárják a tetőt. A különböző tetőborításoknak (hullámcserép, zsindely/pala, hódfarkú cserép) megfelelő szerelőkészletek állnak rendelkezésre. A több kollektorból álló mezőket a tetősík-ablakokhoz hasonlóan megfelelő soroló elemekkel lehet kialakítani attól függően, hogy a kollektorok egymás mellett vagy egymás felett helyezkednek el. Mivel a kollektorok csatlakozásai is rejtettek, az elkészült kollektormező szinte belesimul a tetőszerkezetbe, így biztosítva az elegáns megjelenést (2. ábra). Mindkét esetben különös figyelmet kell fordítani a csővezetésre. A síkkollektorok leüríthetősége és az esetleges stagnálási állapot során kialakuló gőzképződés miatt a kollektorok alsó csatlakozási pontja fölé lehetőleg ne vezessük a visszatérő csővezetéket, azaz kerüljük el azt, hogy a kollektor alsó részében bennrekedhessen a szolárfolyadék.
Stagnálás akkor alakulhat ki, amikor a szolárrendszer tárolója nem tud több hőt felvenni, és a kollektorok túlmelegednek. Amennyiben a kollektorból nem tud távozni a szolárfolyadék stagnálás esetén, az a folyadék idő előtti tönkremeneteléhez vezethet, ami további problémákat (korróziós jelenség, dugulás) okozhat. A szolárfolyadék öregedését a PH-érték változása (savasodás) mellett a színváltozás is jellemzi, így a rendszeres karbantartás során ezeket ellenőrizni kell. A másik fontos dolog a légtelenítés kérdése. Mint minden zárt rendszerben, a napkollektoros rendszerekben is fontos a légtelenítés, amit jellemzően a rendszer magas pontján elhelyezett speciális légtelenítő lát el. Kivitelezés során különös figyelmet kell fordítanunk a rendszerben lévő légtelenítőkre. A fűtési rendszerektől eltérően napkollektoros rendszereknél üzem közben zárva tartandók a légtelenítők alatti karbantartó csapok. Ennek azért van jelentősége, mert stagnálás közben gőz képződhet a kollektorokban és a hozzájuk tartozó csatlakozó csövekben, viszont ezt a gőzt nem szabad kiengedni a szabadba, mert ezzel csökkenne a rendszer nyomása, ami további problémákat okozhat. A légtelenítőknek csak feltöltéskor és karbantartáskor van jelentősége, épp ezért egyre gyakrabban találkozhatunk olyan építési móddal, ahol nem alkalmaznak helyi légtelenítőt.
3. ábra: Álló és fektetett napkollektorok.
Ezekben az esetekben nagyteljesítményű feltöltő berendezéssel töltik fel a szolárrendszert, és közben légtelenítik is azt. A napkollektoros rendszerekre is igaz, hogy a feltöltést követő üzemben mikrobuborékok válnak ki, amelyeket el kell távolítani. Javasoljuk mikrobuborék-leválasztó beépítését. Bizonyos gyártók által ajánlott szivaty-tyúállomások kompletten szerelt egységei tartalmazzák a mikrobuborék-leválasztót is. Tetőtéri elhelyezésű szolár hőközpont esetén relatív rövid lehet a csővezeték hossza a kollektorok és a tágulási tartály között. Azokban az esetekben, amikor a kollektorok és a tágulási tartály közötti csővezetékszakasz űrtartalma kevesebb, mint a tágulási tartály folyadékfelvevő képességének 50%-a, minden esetben ún. előtéttartályt (puffertartályt) kell alkalmazni. Ez általában 10 m-nél rövidebb csővezetékhosszt jelent. Az előtéttartályt a tágulási tartály elé kell beépíteni, és feladata, hogy növelje a térfogatot.
Lapostetőre szerelés
A lapostetőre szerelés a kollektorok tájolásának és dőlésszögének optimális beállítását teszi lehetővé. Ez a szerelési megoldás használható a lapostetőkön kívül akár talajon, például kertben is. A kis lejtésű tetőfelületek (pl. 15°) esetén is jó megoldást nyújt a napkollektorok elhelyezésére. Megfelelő állványokkal mind álló, mind fekvő kollektorok esetén is alkalmazható. A lapostetőre való állványok különböző dőlésszögben állíthatók, így elérhető az alkalmazási területhez optimális meredekség.
4. ábra: Lapostetőre szerelés helyszükséglete.
Néhány jellemző alkalmazás és hozzá tartozó dőlésszög:
- meleg víz: 30-45°
- meleg víz + medence: 30-45°
- meleg víz + fűtésrásegítés: 45-60°
Állványokon történő kollektor-elhelyezéskor ügyelni kell az egymás mögötti kollektorsorok távolságára is. Ez elsősorban nagyobb rendszereknél fordulhat elő, ahol a szükséges kollektorfelületet csak több sorból álló mezővel tudjuk fedezni. Ekkor a sorok közötti távolságot a napsütés jellemző beesési szöge alapján határozhatjuk meg. A legkedvezőtlenebb időszak ilyen szempontból a tél, hiszen ekkor alacsony a nap beesési szöge, azért a kollektorsorok között nagyobb távolságot kell tartani, hogy elkerüljük a leárnyékolást (4. ábra). A lapostetőre való kollektortelepítés különös figyelmet igényel, ugyanis a kollektorokat nem minden esetben lehet a tetőszerkezethez rögzíteni például dűbelekkel a vízszigetelés miatt.
5. ábra: Napkollektorok súlyozása lapostetőn. Mivel kollektoronként több száz kilogramm súlyról is szó lehet, így statikus tervező bevonása elengedhetetlen a födémszerkezet teherbírásának ellenőrzésére
Éppen ezért más megoldást kell találni arra, hogy a kollektorok ne mozdulhassanak el a helyükről. Több megoldás is van a kollektorok rögzítésére. Egyik a kollektortartó állványok lesúlyozása. Ekkor az épület magasságától függően táblázatokból kiválasztható a kollektoronkénti súlyigény, amit például nehezékteknőkkel lehet megoldani. Másik megoldás szerint betontalpakat készítenek, és ezekhez dűbelezik le az állványokat. A szükséges talpméret meghatározása az alkalmazott beton sűrűségéből és a súlyigényből számolható ki. Jellemzően kavicsbetont alkalmaznak, aminek a sűrűsége kb. 2200 kg/m3. Mivel kollektoronként több száz kilogramm súlyról is szó lehet, így statikus tervező bevonása elengedhetetlen a födémszerkezet teherbírásának ellenőrzésére (5. ábra).
Gyakran alkalmazott megoldás, hogy fémgerendákból álló, önálló tartószerkezetet építenek a tetőre, attól kb. 40-50 cm-rel kiemelve, amit a födémhez rögzítenek, majd a tartó- állványokat már ehhez a platformhoz rögzítik. Lényeges a fémelemek megfelelő korrózióvédelméről gondoskodni. Ennek a megoldásnak egyik előnye, hogy pontosan síkba állítható a kollektormező, hiszen a síktető sem teljesen sík a vízgyűjtők kialakítása miatt. Ritkábban alkalmazott megoldás az állványok sodronyokkal való „lehorgonyzása”, de esetleges alkalmazását, mint az előzők kiegészítését, mindenképpen említeni kell. A különböző gyártói szerelési útmutatók a kollektorok felülete alapján meghatározva erre is adnak ajánlást, hogy adott várható szélterhelés mellett milyen erővel kell a sodronyokat megfeszíteni.
Az állványra telepített kollektorok speciális kialakítása a homlokzati szerelési mód. Ezekben az esetekben csak fektetett kialakítású kollektorokat alkalmazhatunk, hogy ne legyen nagy a faltól való elállás. Az állványok szintén különböző dőlésszögben állíthatók, hasonlóan a síktetős megoldáshoz. A már fent leírtakon túlmenően itt feltétel a stabil és teherbíró falszerkezet. Feltétlenül fontos megjegyezni, hogy az állványok falra történő rögzítése előtt a falszerkezetnek megfelelően kell kiválasztani a megfelelő csavarokat, dűbeleket.
