Közvetlen és közvetett szoláris hőrendszerek

A használati víz melegítésének többféle módja van. A napenergiát rögzítő lapos napkollektorokat használó szoláris melegvíz-rendszerek direkt vagy közvetett rendszerekbe sorolhatók, attól függően, hogy hogyan továbbítják a hőt a rendszeren keresztül. A víz sikeres felmelegítéséhez és nappali és éjszakai használatához napkollektorra van szüksége, amely felfogja a hőt és átadja a víznek, valamint egy melegvíztartályra, amely tárolja a meleg vizet, amikor arra szükség van.

Közvetlen szoláris hőrendszerek
A közvetlen szoláris melegvíz-rendszerek, más néven aktív nyílt hurkú rendszerek, szivattyúkat használnak a víz keringetésére a rendszeren keresztül. A hidegebb vizet közvetlenül a házból egy központi tárolóba vagy merülőtartályba pumpálják, és a napkollektorok melegítik. A forró víz elhagyja a lapos kollektorokat és visszatér a tartályba, folyamatos hurkot hozva létre. Onnan a vizet hasznosítható melegvízként visszaszivattyúzzák a házba.

Használható alacsony nyomású 12-voltos szivattyú, amelyet egy kis fotovoltaikus cella vagy elektronikus vezérlő táplál, így a rendszer környezetbarátabb. A direkt rendszereket gyakran használják meleg éghajlatú és kevesebb hideg nappal rendelkező területeken, vagy télen a víz elvezetésére, hogy megakadályozzák a víz befagyását a csövekben. Konzerválás céljából nem adható a vízhez vegyszer, mert a síkkollektorokon át keringő víz ugyanaz, mint az otthoni víz.

A passzív közvetlen vízmelegítési rendszerben a rendszer nem használ szivattyút vagy vezérlőmechanizmust, hogy a keletkezett hőt a tárolótartályba továbbítsa. Ehelyett a passzív rendszer az úgynevezett "nyílt hurok rendszer", amely a természetes gravitációt használja a víz keringtetésére a rendszeren keresztül. Ez a fajta rendszer napkollektoros lapos kollektort használ valamilyen vízszintesen szerelt tároló tartállyal kombinálva, amely közvetlenül a kollektor felett helyezkedik el.

A nap által felmelegített víz természetes úton, konvekcióval emelkedik fel a napkollektorcsöveken keresztül a fenti tárolóba. Ahogy a felmelegített víz belép a fenti tárolóba, a hidegebb víz kiszorul és a gravitációs erő hatására a kollektor aljára folyik, mivel a hideg víz sűrűbb, mint a meleg víz. A meleg víz emelkedésének és a hűvösebb víz csökkenésének ezt a ciklusát "termoszifon áramlásnak" nevezik, és segítség nélkül megismétlődik, amikor süt a nap.

Termoszifonos vízmelegítő rendszer
Az úgynevezett távoli termoszifon rendszer ugyanazon az elven működik, mint a korábbi passzív direkt termoszifon rendszer, azzal a különbséggel, hogy a tárolótartály a tetőtérben vagy üregben van elhelyezve, ezáltal nagyobb területen osztja el a súlyt, miközben védi a tárolótartályt a hideg időjárástól. és hőmérsékletek. A termoszifon folyamat megfelelő működéséhez azonban a tárolótartály aljának legalább 300-500 mm-rel a lapos kollektor teteje felett kell lennie. Ezt a távolságot a rendszer „fejmagasságának” is nevezik.

Közvetett szoláris hőrendszerek
A közvetett melegvíz-rendszerek, más néven zárt hurkú rendszerek, abban különböznek a korábbi termoszifonos rendszerektől, hogy a szolár síkkollektortól elkülönített hőcserélőt használnak a tároló tartályban lévő víz melegítésére.

A közvetett melegvíz-rendszerek olyan aktív rendszerek, amelyekhez szivattyúra van szükség, hogy a hőátadó folyadékot a kollektorból a tartályban lévő hőcserélőbe keringessze, amely aztán egy zárt hurkú rendszerben keringeti. Ahelyett, hogy pusztán víz lenne felmelegítve és el van választva a fő használati melegvíz-ellátástól, a rendszer fagyálló folyadékot, jellemzően 50%-os glikol/víz keveréket tartalmaz a fő zárt körben.

Közvetett szoláris hőrendszerek A Thermosyphon rendszerek a legelterjedtebb szoláris melegvíz-rendszerek a piacon, és a legtöbb kereskedelmi passzív közvetlen napkollektoros melegvíz-rendszer ezt a tetőtéri lapos kollektor és tárolótartály kombinációját használja.

Az ilyen rendszer beépítésénél azonban ügyelni kell, mivel a napkollektorok, a tárolótartály és maga a víz együttes tömege nagyobb lehet, mint amennyit a tartótető elbír.

Ha passzív szoláris vízmelegítő rendszert használnak egy nagyobb épületben, mint egy ház, üzlet vagy iroda, általában több tárolótartály van a víz melegítésére.
Egy hőcserélő továbbítja a hőt a kollektorban lévő fagyálló folyadékból a tárolótartályban lévő vízbe. A hőcserélő lehet egy réz tekercs a tárolótartály alsó részén, vagy egy lapos lemezcserélő a tárolótartályon kívül.

Ennek a zárt hurkú közvetett fűtési rendszernek az egyik fő előnye, hogy a fagyálló megoldás egész évben üzemelhet olyan területeken, ahol a hőmérséklet fagypont alatt van, miközben megvédi a rendszert a korróziótól a kollektorig a kezeletlen, gázokat és különböző oldott sókat tartalmazó csapvíztől.

A kényszerkeringésű közvetett vízfűtési rendszer fő előnye, hogy mivel a legtöbb otthon gáz- vagy olajbojlert és beépített hőcserélős hőcserélős melegvíz-tárolót használ, a meglévő használati melegvíz-rendszert könnyű napenergiává alakítani. fűtés egyszerűen egy lapos kollektor és egyetlen szivattyú hozzáadásával.

Hatékonyabb is lehet a rendszer, és a melegvíz tároló bárhol elhelyezhető a lakásban, mivel nem kell magasabban lennie a kollektornál, mint a korábbi passzív vagy termoszifon rendszerekben.

Az egyik hátrány azonban az, hogy a zárt hurkú rendszerek elektromos áramra támaszkodnak a keringető szivattyú meghajtására, ami drága vagy megbízhatatlan lehet. Egyes kialakítások kis alacsony nyomású szivattyúkat és fotovoltaikus paneleket használnak kollektorokkal együtt, így a rendszer hatékonyabb és környezetbarátabb. Nagyobb telepítéseknél és hidegebb éghajlaton a melegvíz tartály az épület tetője alatt található, így a kényszerkeringtetésű közvetett szoláris melegvíz-melegítés a jellemző.