Solárne kolektory: Tlakové a Drain-Back systémy

V solárnom systéme s kolektormi je potrebné nejako dostať teplo z kolektorov do bojlera, kde zohreje vodu. Na to sa používa kvapalina, ktorá v systéme obieha. Existujú v zásade dva spôsoby, ako je v solárnom systéme riešený nútený obeh kvapaliny (nie obeh „samotiažou“), ktorá prenáša teplo z kolektorov do zásobníka vody (bojlera), a to tlakový systém a tzv. drain-back systém. Ten druhý sa síce príliš nepresadil, používa ho len obmedzený počet výrobcov (u nás ho ponúka jedna zahraničná značka), predsa však je dobré vedieť o rozdieloch medzi nimi viac.

Tlakový solárny systém

Pri tlakovom solárnom systéme je solárny okruh vždy úplne naplnený solárnou kvapalinou pod tlakom. Aby sa predišlo roztrhnutiu rúrok v kolektore mrazom, používa sa nemrznúca kvapalina (roztok polypropylén glykolu a vody), ktorá má bod tuhnutia -35 až -40 °C.
Samozrejme sa bude objem solárnej kvapaliny so zmenou jej teploty meniť, pri zahriatí bude väčší a pri ochladení sa objem zmenší. Taktiež pri takzvanej stagnácii kolektora, kedy na kolektor svieti slnko, ale voda v bojleri je už dostatočne ohriata a systém je teda vypnutý, môže teplota kvapaliny v kolektore stúpnuť aj cez 180 °C, čím sa tlak kvapaliny ešte zvyšuje. Na vyrovnanie týchto zmien objemu slúži expanzná nádoba, ktorá predchádza vytváraniu veľkých tlakov v systéme, ktoré by ho mohli poškodiť.

Drain-back solárny systém

V pokojovom stave, keď nebeží obehové čerpadlo, je všetka kvapalina vnútri budovy (pod strechou). Nad úrovňou obehového čerpadla je drain-back nádoba, kde kvapalina z kolektorov stečie.
Keď sa solárne kolektory dostatočne zahrejú, spustí sa obehové čerpadlo, ktoré vytlačí kvapalinu do kolektorov a cez vrchol okruhu. Kvapalina prúdi v okruhu a prenáša teplo z kolektorov do zásobníka. Hladina kvapaliny v drain-back nádobe vtedy klesne.
Po vypnutí čerpadla (napríklad v noci alebo keď voda v zásobníku dosiahne cieľovú teplotu), kvapalina stečie zo solárnych kolektorov zase späť do drain-back nádoby.
„Výhodou“ tohto systému má byť, že kvapalina sa v kolektoroch neprehrieva a je možné použiť aj vodu (nemusí byť nemrznúca kvapalina). Nepríjemnosťou však je, že často dochádza k situáciám, kedy je do „rozpálených“ kolektorov natlačená studená kvapalina. To im nerobí dobre a je otázne, ako sa to časom na nich prejaví.
Tiež musí obehové čerpadlo vyvíjať vyšší tlak (a tým klesá jeho účinnosť a zvyšuje sa spotreba elektrickej energie), pre užívateľa to však nie je podstatný rozdiel.

Výhody a nevýhody jednotlivých systémov

	Tlakové systémy	Drain-back systémy
Požiadavky na inštaláciu	Väčšia variabilita, tento systém je možné využiť aj v situáciách, kde nie je možné zabezpečiť dokonalé vyspádovanie rúrok solárneho okruhu vyžadované pri drain-back systéme. O niečo zložitejšie plnenie kvapaliny do systému, ktorá musí byť pod určitým tlakom a bez vzduchových bublín.	Rúrky solárneho okruhu nad úrovňou drain-back nádoby musia byť veľmi dobre vyspádované, aby kvapalina vždy stiekla. Objem drain-back nádoby obmedzuje možný objem kvapaliny nad jej úrovňou, teda dĺžku rúrok nad nádobou a počet kolektorov. Prípadne je možné použiť väčšiu nádobu, čím sa však zbytočne zvyšuje objem kvapaliny a cena. O niečo jednoduchšie plnenie systému, keďže je beztlakový.
Prevádzka	Plynulejšia prevádzka, keďže nedochádza k plneniu a vyprázdňovaniu kolektorov a rúrok pri každom spustení a vypnutí obehového čerpadla. Taktiež sa tým eliminujú možné nepríjemné zvukové efekty, ktoré sa môžu rúrkami šíriť.	Zámerom tohto systému a jeho hlavnou proklamovanou výhodou je, že kvapalina v okruhu nie je vystavená vysokým teplotám počas „stagnácie“ kolektorov v lete a prípadne nízkym teplotám v zime (a teda nemusí byť použitá nemrznúca kvapalina). Skutočný prínos tejto „výhody“ je však diskutabilný, keďže solárnej kvapaline cyklické ohrievanie a ochladzovanie teplôt nejako zásadne fyzikálne ani chemicky nevadí – jej vlastnosti sa tým nemenia.
Cena, náklady	Zvyčajne nižšia cena.	Cena týchto systémov je vyššia, i keď je veľmi diskutabilne „odôvodnená“ reálnymi prínosmi.
Celkovo

Ktorý systém je teda lepší a viac sa oplatí

Rozdiely medzi týmito systémami v dosahovaných výsledkoch (aby kolektory zohriali vodu v zásobníku) sú z hľadiska používateľa minimálne, ani jeden z nich sa nevyznačuje nejakými zásadnými výhodami alebo nevýhodami. Aj jeden aj druhý dosiahnu to, čo sa od nich očakáva. Drain-back systém môže byť však nepoužiteľný tam, kde nie je možné dosiahnuť vyspádovanie rúrok. Dôležitým faktorom tak bude aj cena, ktorá je v prípade drain-back systémov na slovenskom trhu vyššia. Pri rovnakých prínosoch môže byť vyššia cena tým podstatným kritériom rozhodovania medzi nimi.

Zdroj: http://www.quest.sk/tlakove-drainback-solarne-systemy/