Shema sončne namestitve za toplo vodo v enodružinski hiši.
Solarni kolektorji sami niso dovolj za delovanje sistema za pripravo tople vode s sončno energijo. To je seveda najpomembnejši element sončne napeljave, toda ko pogledamo njegovo oceno stroškov, se izkaže, da njihova cena pogosto ne predstavlja niti polovice stroškov celotnega projekta. Preverite, kaj je še potrebno in za kaj je namenjeno?
Gradnja sončne napeljave. Oglejte si, kako lahko dobite toplo vodo s pomočjo sončne energije
Rezervoar za vodo
Pomembna postavka ocene stroškov je sončna posoda. Potrebno je za shranjevanje ogrevane vode in s tem energije, pridobljene zahvaljujoč sončnim kolektorjem .
V najpogosteje uporabljeni raztopini se tekočina (običajno vodna raztopina glikola), segreta v kolektorju, prevaža do toplotnega izmenjevalnika, ki se nahaja v rezervoarju, in samo skozi njega segreva vodo. Sončni rezervoarji imajo večjo kapaciteto od tistih, ki so namenjeni sodelovanju samo s kotli. Poleg tega so to ponavadi dvovalentne naprave, to je tiste, ki omogočajo segrevanje vode iz dveh virov - poleg kolektorjev je lahko grelni kotel ali toplotna črpalka. Torej nimajo enega, temveč dva izmenjevalnika toplote, običajno v obliki tuljav (obstajajo tudi cevni izmenjevalci v stratificiranih nakladalnih rezervoarjih) in jih imenujemo dvojna tuljava (glej sliko 1). Dokler energije iz kolektorjev zadostujejo za segrevanje vode, drugi vir toplote ne deluje.
Poleg (ali namesto) drugega toplotnega izmenjevalnika ima lahko sončni rezervoar tudi škrbino za vgradnjo električnega grelca. Uporablja se, kadar je vir toplote v hiši kotel na trdo gorivo, ki se ne zažene samodejno, ali kadar je v hiši samo električno ogrevanje. Ta rešitev pomeni, da vroče vode tudi v slabem vremenu ne bo zmanjkalo. Poleg tega ne potrebujemo našega posredovanja - kotel ali grelec se samodejno zaženeta, ko temperatura vode v rezervoarju pade pod nastavljeno vrednost.
Če želimo, da sončna napeljava podpira tudi ogrevanje prostora, bomo potrebovali še en hranilnik - dvojno lupino (z drugim rezervoarjem v notranjosti - glej sliko 2). Tekočina, segreta v kolektorjih, napaja toplotni izmenjevalec, ki se nahaja v prostoru med zunanjo in notranjo lupino rezervoarja. Voda, ki napaja to instalacijo za centralno ogrevanje, se ogreva iz izmenjevalnika. Po drugi strani pa segreva tudi vodo iz pipe, ki napolni notranji rezervoar. V notranjem rezervoarju je drugi izmenjevalec, ki ga napaja kotel ali toplotna črpalka, ki se zažene, ko sončna energija ne more zagotoviti želene temperature vode.
Sončni rezervoarji
regulator
Sončni regulator se uporablja za nadzor namestitve. Sprejema signale temperaturnih senzorjev, ki ga merijo na iztoku tekočine iz kolektorja in v rezervoarju, na višini sončnega izmenjevalnika toplote. Ko temperaturna razlika preseže nastavljeno vrednost, krmilnik zažene obtočno črpalko, ki sili pretok tekočine skozi kolektorje in izmenjevalnik rezervoarja. Če krmilnik komunicira s krmilnikom kotla, je mogoče samodejno optimizirati njegovo delovanje, da izkoristi sončno energijo kar najbolje.
Obtočna črpalka
V instalaciji sili kroženje tekočine, zahvaljujoč temu pa je mogoče v rezervoarju prevažati toploto iz kolektorjev do izmenjevalnika. Hitrost rotorja črpalke je lahko spremenljiva, nato pa jo regulator prilagodi količini energije, ki jo prejmejo sončni kolektorji (počasnejši pretok, ko je temperatura absorberja nižja). Obtočna črpalka porabi električno energijo, zato delovanje sončnega sistema ni povsem brezplačno. Vendar stroški te energije v majhni napravi ne presegajo več deset zlot na leto, zato jo pogosto upoštevamo, če upoštevamo donosnost uporabe zbiralnikov.
Varnostna skupina
Ta ekspanzijska posoda, varnostni ventil in manometer so nepogrešljivi elementi vseh ogrevalnih naprav. Ko se temperatura tekočine, ki jo napolni, poveča, se njen volumen poveča. Da ne bi zvišali tlaka, kar bi lahko povzročilo rušenje komponent sistema, odvečno tekočino prevzame ekspanzijska posoda z gibko membrano. Če se kljub temu tlak dvigne nad varno vrednost, se varnostni ventil odpre in odvečna tekočina teče v posebno posodo (ker tekočina običajno vsebuje glikol, je ni mogoče izpustiti v kanalizacijo). Varnostna skupina ima običajno tudi ventil za polnjenje / odvajanje naprave.
Gravitacijska zavora
To je ventil, ki preprečuje, da bi tekočina tekla skozi sistem, ko je obtočna črpalka izključena. Vroča tekočina, ki polni izmenjevalnik toplote v rezervoarju, bi lahko zaradi naravne sile plovnosti ponoči tekla proti kolektorjem, ki se ohladijo. Na ta način bi se izgubila toplota iz rezervoarja. Uporaba ventila preprečuje ta neželen pojav.
Sončna postaja
Imenujejo ga tudi črpalna skupina. Na voljo je v kompletu in tovarniško sestavljeni: črpalka, gravitacijska zavora, sklopka na varnostno skupino, plus termometri, merilnik tlaka, merilnik pretoka, zaporni ventili in včasih tudi regulator. Celotna postavljena je v ohišje, ki ščiti pred izgubo toplote.
Samodejni odzračevalnik zraka
Ta naprava je nameščena na najvišji točki namestitve (na zgornjem robu kolektorja) skupaj z zapornim ventilom, ki ga je treba po odzračevanju sistema zapreti. Odprtina se uporablja za odstranjevanje zraka iz cevi, ki bi preprečeval, da bi v njih krožila tekočina. Če je v sistemu nameščen ločilnik zraka, je mogoče odzračevati. Po polnjenju s polnilno črpalko je treba sistem enkrat odzračiti.
Sončne instalacije so lahko gravitacijske, to je brez obtočne črpalke
Gibanje tekočin v ceveh povzroči sprememba njegove gostote zaradi spremembe temperature. Takšna namestitev je preprostejša in seveda cenejša od črpanja, poleg tega je ni potrebno napajati z električno energijo.
Vendar ima njegova uporaba nekaj omejitev. Najprej morajo biti sončni kolektorji pod rezervoarjem z ogrevano vodo, cevi, ki povezujejo elemente napeljave, morajo biti kratke, z najmanjšim številom ovinkov, tako da je upornost pretoka čim manjša. Iz istega razloga gravitacijski sistemi običajno delujejo kot neposredni - v rezervoarju ni tuljave, komunalna voda (iz vodnjaka ali iz oskrbe z vodo) pa teče skozi sončne kolektorje, ki se nato stekajo v pipe. Nenehni stik absorberja z neobdelano vodo je razlog za njegovo pospešeno uničenje zaradi rasti kamna. Poleg tega, ker voda zamrzne pri negativni temperaturi, namestitev ne more delovati, ko se prehladi - zaradi tovrstnih sistemov so priljubljeni le v državah z zagotovo toplejšim podnebjem kot pri nas.
Solarne instalacije so v bolj toplih državah veliko bolj priljubljene kot na Poljskem. Zahvaljujoč dolgotrajnemu soncu in visoki temperaturi okolice celo primitivni zagotavljajo veliko vroče vode.