Schéma solárnej inštalácie pre teplú vodu v rodinnom dome.
Samotné solárne kolektory nestačia na prevádzku systému na prípravu teplej vody s využitím slnečnej energie. Toto je, samozrejme, najdôležitejší prvok solárneho zariadenia, ale keď sa pozrieme na jeho odhad nákladov, ukázalo sa, že ich cena často nepredstavuje ani polovicu nákladov celého projektu. Skontrolujte, čo je potrebné a na čo je určené?
Konštrukcia solárneho zariadenia. Pozrite sa, ako môžete získať horúcu vodu pomocou slnečnej energie
Nádrž na vodu
Dôležitou položkou v odhade nákladov je solárna nádrž. Je nevyhnutná na skladovanie ohriatej vody, a teda aj energie získanej solárnymi kolektormi .
V najbežnejšie používanom roztoku sa kvapalina (zvyčajne vodný roztok glykolu) zahrievaná v kolektore dopravuje do výmenníka tepla v nádrži a iba cez ň ohrieva vodu. Solárne nádrže majú väčšiu kapacitu ako nádrže určené na spoluprácu iba s kotlami. Okrem toho sú to zvyčajne bivalentné zariadenia, t. J. Zariadenia umožňujúce ohrievanie vody z dvoch zdrojov - okrem kolektorov to môže byť aj vykurovací kotol alebo tepelné čerpadlo. Nemajú teda jeden, ale dva výmenníky tepla, zvyčajne vo forme zvitkov (vo vrstvených plniacich nádržiach sú aj rúrkové výmenníky) a nazývajú sa dvojité zvitky (pozri obrázok 1). Pokiaľ energia dodávaná z kolektorov postačuje na ohrev vody, druhý zdroj tepla nefunguje.
Okrem (alebo namiesto) druhého výmenníka tepla môže solárna nádrž obsahovať tiež rúrku na pripojenie elektrického ohrievača. Používa sa, keď je zdrojom tepla v dome kotol na tuhé palivo, ktorý sa nespustí automaticky alebo keď je v dome iba elektrické kúrenie. Toto riešenie znamená, že horúca voda nebude stekať ani za nepriaznivého počasia. Ďalej nepotrebujeme zásah - kotol alebo ohrievač sa spustia automaticky, keď teplota vody v nádrži klesne pod nastavenú hodnotu.
Ak chceme, aby solárne zariadenie podporovalo aj vykurovanie miest, potrebujeme ďalšiu akumulačnú nádrž - dvojitý plášť (s druhou akumulačnou nádržou vo vnútri - pozri obrázok 2). Kvapalina zahrievaná v kolektoroch napája výmenník tepla umiestnený v priestore medzi vonkajším a vnútorným plášťom nádrže. Voda dodávajúca toto zariadenie ústredného kúrenia je ohrievaná z výmenníka. Na druhej strane ohrieva tiež vodu z kohútika, ktorá plní vnútornú nádrž. Vo vnútornej nádrži je druhý výmenník napájaný z kotla alebo tepelného čerpadla, ktorý sa spustí, keď solárna energia nedokáže zabezpečiť požadovanú teplotu vody.
Solárne nádrže
regulátor
Solárny ovládač sa používa na riadenie inštalácie. Prijíma signály z teplotných senzorov, ktoré ich merajú na výstupe kvapaliny z kolektora a v nádrži, vo výške solárneho výmenníka tepla. Keď teplotný rozdiel prekročí nastavenú hodnotu, regulátor spustí obehové čerpadlo, ktoré núti prúdiť kvapalinu cez kolektory a výmenník nádrže. Ak regulátor komunikuje s regulátorom kotla, je možné automaticky optimalizovať jeho prevádzku tak, aby čo najlepšie využil solárnu energiu.
Obehové čerpadlo
Núti cirkuláciu kvapaliny v zariadení, vďaka čomu je možné prenášať teplo z kolektorov do výmenníka v nádrži. Rýchlosť rotora čerpadla môže byť variabilná, potom regulátor reguluje množstvo energie prijímanej solárnymi kolektormi (pomalší prietok, keď je teplota absorbéra nižšia). Obehové čerpadlo spotrebúva elektrinu, takže prevádzka solárneho systému nie je úplne zadarmo. Náklady na túto energiu v malej inštalácii však nepresahujú niekoľko desiatok zlotých ročne, a preto sa pri posudzovaní ziskovosti využívania kolektorov často prehliada.
Bezpečnostná skupina
Táto expanzná nádoba, bezpečnostný ventil a tlakomer sú nevyhnutnými prvkami akéhokoľvek vykurovacieho zariadenia. Keď sa teplota tekutiny, ktorá ju napĺňa, zvyšuje, jej objem sa zvyšuje. Aby sa nezvýšil tlak, ktorý by mohol viesť k prasknutiu komponentov systému, prebytočná tekutina sa zachytáva expanznou nádobou s pružnou membránou. Ak napriek tomu tlak stúpne nad bezpečnú hodnotu, bezpečnostný ventil sa otvorí a prebytočná tekutina tečie do špeciálnej nádoby (pretože kvapalina obvykle obsahuje glykol, nemôže sa vypúšťať do kanalizácie). Bezpečnostná skupina má obvykle tiež ventil na plnenie / vyprázdňovanie zariadenia.
Gravitačná brzda
Je to ventil, ktorý zabraňuje pretekaniu kvapaliny systémom, keď je vypnuté obehové čerpadlo. Horúca tekutina, ktorá plní výmenník tepla v nádrži, by mohla v dôsledku prirodzenej vztlakovej sily prúdiť smerom k ochladeným kolektorom v noci. Týmto spôsobom by sa stratilo teplo z nádrže. Použitie tohto ventilu bráni tomuto nežiaducemu javu.
Solárna stanica
Nazýva sa tiež skupina čerpadiel. Je ponúkaný v súprave a vo výrobe namontovaný: čerpadlo, gravitačná brzda, pripojenie k bezpečnostnej skupine, plus teplomery, manometer, prietokomer, uzatváracie ventily a niekedy tiež regulátor. Celá je umiestnená v skrini, ktorá chráni pred tepelnými stratami.
Automatické odvzdušnenie
Toto zariadenie je nainštalované v najvyššom bode inštalácie (na hornom okraji kolektora) spolu so uzatváracím ventilom, ktorý by mal byť po odvzdušnení systému zatvorený. Odvzdušňovač sa používa na odstránenie vzduchu z potrubí, ktoré by zabránilo cirkulácii tekutiny v nich. Ak je v systéme nainštalovaný odlučovač vzduchu, je možné upustiť od vetrania. Po naplnení plniacim čerpadlom sa musí systém odvzdušniť jedenkrát.
Solárne zariadenia môžu byť gravitačné, t.j. bez obehového čerpadla
Pohyb tekutín v potrubiach je spôsobený zmenou jeho hustoty v dôsledku zmeny teploty. Takáto inštalácia je jednoduchšia a samozrejme lacnejšia ako čerpanie, navyše nemusí byť napájaná elektrinou.
Jeho použitie má však určité obmedzenia. V prvom rade musia byť solárne kolektory pod nádržou s ohrievanou vodou a potrubia spájajúce prvky zariadenia musia byť krátke, s najmenším počtom ohybov, aby bol čo najmenší možný prietokový odpor. Z toho istého dôvodu gravitačné systémy zvyčajne pracujú ako priame - v nádrži nie je žiadna špirála a úžitková voda (zo studne alebo zo zdroja vody) tečie cez solárne kolektory, ktoré potom tečú do kohútikov. Nepretržitý kontakt absorbéra s neupravenou vodou je dôvodom jeho rýchlejšej deštrukcie v dôsledku rastu kameňa. Navyše, pretože voda zamrzne pri negatívnej teplote, inštalácia nemôže fungovať, keď zchladne - kvôli tomuto typu systémov sú populárne iba v krajinách s určite teplejšou klímou ako tá naša.
Solárne zariadenia sú oveľa populárnejšie v teplých krajinách ako v Poľsku. Vďaka dlhodobému slnečnému žiareniu a vysokej okolitej teplote poskytujú aj primitívne veľké množstvo teplej vody.