Meleg vizet a napfény melege által.
A napkollektor olyan épületgépészeti berendezés, amely a napenergia felhasználásával közvetlenül állít elő fűtésre, vízmelegítésre használható hőenergiát.
A hétköznapi nyelvben gyakran összetévesztik a napelemmel, amely a napsugárzást elektromos energiává alakítja. Bár működési elvük részben hasonló, nem összekeverendőek, a napelemekről részletesen írtunk előző cikkünkben (Napelemek).
A napkollektor csak tavasszal és ősszel, mint átmeneti, illetve télen, mint kisegítő fűtés ajánlható, és használata feltételezi az épület megfelelő hőszigetelését.
Működési elvének lényege, hogy hőcserélő közeg (jellemzően folyadék, de előfordulnak levegős változatok is) alkalmazásával a Nap energiáját hasznosítja. A fényelnyelő réteg, ami matt fekete, festékkel bevont rész, (abszorber) a beeső napfény hatására felmelegszik, majd ezt a hőt átadja, az alatta lévő csőkígyóban keringő hőcserélő közegnek. A csőkígyó másik oldalán hőszigeteléssel védekeznek az átégés, illetve a hő veszteség ellen. A hőcserélő közeg a keringése alatt leadja a felvett hőt, és újra felmelegszik a napfény által. (Hasonlóan működnek a távfűtés elvéhez, csak itt nem kazán, hanem a Nap a melegítés forrása.)
Jellemzően beszerelési költségük alacsony, üzemeltetési költségük minimális, csak a vezérlés és a kisegítő fűtőpatron fogyaszt áramot elhanyagolható mértékben. Ezzel szemben a költségmegtakarítás jelentős a melegvíz előállítása során. Fűtés esetén már komoly rendszert kell kiépítenünk, a sok cső, és a tetőre szerelt, nagy felületű fényelnyelő réteg miatt.
Amellett, hogy üzemeltetési költségei alacsonyak, további előnyei, hogy zajmentes, 100%-ban környezetbarát, és a rendszer kiépítéséhez állami támogatás is igényelhető.
Típus szerint megkülönböztetünk síkkollektort és vákuumcsöves napkollektort. Míg a sík felületre csak adott időpontban van merőleges besugárzás, addig a henger felületre beeső fény, mindig merőlegesen érkezik. Ezért a vákuumcsöves napkollektorok télen és az átmeneti időszakban 20-30%-kal nagyobb teljesítményt adnak le. Mindig a felhasználás dönti el, hogy melyik rendszert érdemes telepíteni, de a beszereléssel bízzunk meg szakembert.
A síkkollektor egy dobozszerkezet, elől üvegezve, hátul hő szigetelve. A napsugárzást elnyelő abszorberre van erősítve a csőkígyó. Előnye, hogy teljes felületével részt vesz a hőtermelésben, de mivel szigetelése gyenge, ezért sok hőenergiát veszít el a téli időszakban. Elsősorban nyári felhasználásra, pl. medencefűtés, ajánlható.
A vákuumcsöves napkollektor a vákuum rendkívül jó hőszigetelési tulajdonságait hasznosítja. Duplafalú üvegcsövet használnak hozzá, amely két fala közül - hasonlóan egy termoszhoz,- kiszivattyúzzák a levegőt, így biztosítva a hőszigetelést. A dupla falú üvegcső belső felületén lévő nagy fényelnyelő képességű abszorpciós bevonat a beérkező fénysugár 100%-át elnyeli. A csövek belsejében lévő hőtermelő egységek (heatpipe vagy U pipe) függetlenek a vákuum miatt a környezeti hőmérséklettől, így télen is kitűnően működnek. Ezen napkollektorok működése csak a napsugárzás intenzitásának függvénye.
A vákuumcsöves napkollektorok két fajtája a heatpipe és az U pipe rendszerű.
A heatpipe rendszer esetében könnyen párolgó folyadék szállítja a hőt, a cső felső végén lévő kondenzfejbe. A kondenzfej átadja a hőt a gyűjtőcső keringő fagyálló folyadékának, miközben a gáz ismét cseppfolyósra változva visszafolyik a rézcső aljába, és a folyamat újra ismétlődik.
Az U pipe rendszerben, a hő egy „U” alakú rézcsőhöz jut el, amiben fagyálló áramlik. A fagyálló, mint hőszállító eszköz, egy hőcserélőn keresztül adja át a meleget a puffer tárolóban lévő víznek. Az „U” cső különböző számú vákuumcsővel a napkollektor tetején található gyűjtőcsőhöz kapcsolódik.
Működés szerint rendszerezve a vákuumcsöves napkollektorok két fajtája létezik a gravitációs és a nyomás alatt lévő rendszer. A gravitációs esetén, a magasban lévő tartályban tárolódik a napkollektor által felmelegített víz, s emiatt előfordulhat, hogy a víznyomás nem mindig megfelelő. A nyomás alatt lévő rendszerben szivattyúval állítják elő a folyamatos megfelelő nyomást. Míg a gravitációst csak tetőre szerelhetjük fel, a nyomás alatt lévőt a ház körül bárhová.
A szerkezetek elhelyezkedése alapján megkülönböztetünk all in one rendszert ahol minden (csövek, tartály hőcserélő fűtőpatron) egy helyen, kültéren található. Ezek olcsóbbak, egyszerűbben beszerelhetők, de télen fennáll az elfagyás veszélye, ezért érdemes belőlük ilyenkor a vizet leereszteni. A split rendszereknél a napkollektorok vannak csak a szabadban, minden egyéb házon belül, így ezek bírják az áttelelést.
Még néhány szempont, amit érdemes figyelembe venni a napkollektorokkal kapcsolatban.
Felszerelésüket érdemes más épületgépészeti felújítással összekapcsolni, mert így eloszlanak az állványozás, helyreállítás költségei. Felszerelhetünk egy komplett rendszert, de lehetőségünk van meglévő bojlerek elé kapcsolni a napkollektort.
Előnyös, ha a kollektor és a tároló között kicsi a távolság, egyrészt rövidebb csővezetéket kell kiépítenünk, másrészt a szigetelés költséget is megspóroljuk.
Magyarországon érdemes napkollektorokat elhelyezni, mivel 2000 óra/év a napsütéses órák száma, és a napsugárzás beesési szögek is kedvezőek. A kollektorok tájolás szempontjából a DK, D, DNY irányú, ferde tetőkre helyezhetők el legkedvezőbben. A napkollektorokra télen, vagy jégesőben leselkedik veszély, ilyenkor a gyenge minőségű csövek, üvegek megrepedhetnek, egyébként élettartamuk akár 20-30 év is lehet.
