4.3. Соларни инсталации за греење на домашна вода

Домашното греење на водата е далеку областа каде што се инсталирани повеќето соларни инсталации.

4.3.1 Системи за кружење врз основа на разликата во густината

Бидејќи топла вода има помала специфична тежина од студената, кога се загрева, таа се крева во колекторот и системот за цевки, достигнувајќи до резервоарот (кој е поставен горе), додека од другата страна тече поладна вода од резервоарот до колекторот. . Циркулацијата се јавува кога водата во колекторот е потопла од таа во резервоарот и е сè посилна бидејќи количината на зрачење е поголема и со тоа се зголемува температурната разлика помеѓу колекторот и резервоарот. Овој принцип се нарекува кружење врз основа на разликата во густината или радијаторот.

Предности: кружењето се одвива скоро идеално автоматски, соларното коло работи без пумпа, без дополнителен извор на топлина и без регулатори. Поради оваа причина, овој принцип се користи насекаде каде што е пожелно да се инсталираат мали, едноставни инсталации или каде што нема мрежа за снабдување со електрична енергија. За разлика од „соларниот систем со стандарден тип“, пумпата и контролниот систем повеќе не се потребни, што предизвикува значително намалување на цената на системот.

Покрај тоа, радијаторските системи можат да работат релативно непречено со отворено сончево коло (ако кружењето се врши со пумпа, за ова е потребна одредена пониска граница на притисок). Така, инсталацијата е поедноставена, бидејќи повеќе не мора да биде отпорна на притисок и уредите како што се манометарот, вентилот за притисок или вентилот за вентилација повеќе не се потребни.

Недостатоци: недостатоци се маргиналните хидраулични услови: стапката на проток, соодветно протокот, не се прилагодливи, а движечката сила е релативно мала. Така, има релативно ниски протоци, што ги зголемуваат температурите во колекторот и ја намалуваат неговата ефикасност. Сепак, ова може да се избегне, како кај системите со низок проток, со усвојување на соодветна техника, особено со квалитетен разменувач на топлина со соларно коло. Сепак, хидрауличниот отпор против струјата мора да биде мал, бидејќи во спротивно протокот на ладилникот може да запре. Разменувачите на топлина со куќиште обично се поставуваат за оваа намена.

Покрај тоа, големината и изводливоста на ваквите системи се ограничени од маргиналните услови. Резервоарот мора во секој случај да се монтира над колекторите за да може струјата да се пренесе во резервоарот; препорачливо е да се избегне монтирање на долги хоризонтални цевки затоа што на овој начин повторната циркулација не би се одвивала правилно. Хидрауличниот отпор против струјата во цевките мора да биде многу мал, што значи дека пресекот на цевките мора да биде голем, а должината на цевките помеѓу колекторот и резервоарот да биде многу мала. За да се избегне несакана кружење на термичкиот агенс помеѓу колекторот и резервоарот ноќе, кога резервоарот е значително потопол од колекторот, се препорачува да се инсталира вентил за затворање што може лесно да се управува.

Покрај ограничувањата на просторот и оние што ги наметнува инсталацијата (монтирање на резервоарот на покривот може да биде проблем од гледна точка на просторот) постојат и ограничувања наметнати од статички (оптеретување на покрив), естетски ефекти (резервоарите што се гледаат однадвор немаат позитивен естетски ефект), како и ограничувања наметнати од вообичаената практика на инсталација, соодветно поврзување со постојната инсталација.

Области на употреба

Во Централна Европа, инсталациите базирани на густина ретко се користат: соларниот резервоар обично се поставува во подрумот, што е можно поблиску до системот за греење, бидејќи надворешните резервоари имаат премногу загуби на топлина поради климата во оваа област. Состојбата е сосема поинаква во Јужна Европа, соодветно во медитеранската област: климата е поблага (но не е доволно топла за да не биде потребна топла вода воопшто), а надворешните резервоари имаат помали загуби на топлина; тука, инсталациите за централно греење се невообичаени како подрумите, а барањата за удобност и естетски ефект (сè уште) не се толку големи. Од овие причини, радијаторските системи се пораспространети во областа на Медитеранот, кои се наоѓаат на илјадници покриви (рамни) и имаат површина до 10 м2, така што покривот не е преоптоварен. Покрај најголемиот пазар на соларна топлинска енергија во светот, имено Кина, земја во која доминираат едноставни инсталации на радијатори, има и земји како Австралија, јужноамерикански земји и Индија. Така, радијаторските системи се далеку најраспространети соларни инсталации.

Предности и недостатоци на различните конфигурации на растенијата

отворен радијаторски систем со коло

Предности: во споредба со опишаниот систем, нема разменувач на топлина или експанзионен сад, бидејќи соларното коло е отворено. Сепак, инсталиран е плови, кој го запира снабдувањето со ладна вода на одредено ниво. Можете исто така да користите многу едноставни резервоари и компоненти кои не мора да бидат отпорни на притисок. Друга важна предност на системите со коло е добар пренос на топлина, бидејќи не се случуваат загуби на разменувачот на топлина.

Недостатоци: кај отворените системи ризикот од корозија како резултат на продирање на кислород е доста висок. Покрај тоа, нечистотиите можат да стигнат до резервоарот, што значи дека не смее да се исклучи домашната вода да е нечиста. Ова е причината зошто овој систем не е одобрен во Германија за употреба на вода за пиење. Како систем со едно коло, тој не може да работи со антифриз.

Области на употреба: Наједноставниот и најевтиниот радијаторски систем се користи во региони со мал притисок на мрежата за вода за пиење, или каде што централниот систем за снабдување со вода за пиење е често прекинат. Резервоарот е исто така контејнер за складирање, а домашниот притисок на водата се одредува само со разликата во висината помеѓу резервоарот (обично монтиран на покривот) и пумпата за напојување (статички притисок). Системот мора да се испразни ако постои ризик од мраз. Таквите конфигурации се наоѓаат, на пример, во области на Северна Африка.

затворен радијаторски систем со коло

Предности: и во овој случај тоа е едноставен и ефективен концепт. Поради фактот што станува збор за затворен систем, за разлика од системот опишан погоре, ова го исклучува ризикот од нечистотии, истовремено одржувајќи добар пренос на топлина помеѓу колекторот и потрошувачкото коло. Преку директно поврзување со водоводната мрежа постои ризик од корозија како резултат на продирање на кислород низ свежа вода.

Недостатоци: во основното коло е притисокот на водоводната мрежа што има вредност во цевки обично од 4 бари во Централна Европа, вклучува инсталирање на дополнителни уреди за да се осигури безбедноста на инсталацијата, особено инсталирање на експанзионен сад со мембрана и сигурносен вентил. Сепак, абсорбентните елементи ретко се отпорни на таков висок притисок. Во многу земји во светот, притисокот во мрежата за вода за пиење е многу мал. Честопати на покривот има само резервоар за вода (пластична батерија), каде што се формира притисок поради разликата во висината од потрошувачот. Бидејќи Сончевиот систем е исто така често на покривот, може да се појават проблеми поради премалиот притисок врз системот.

Области на употреба: овој тип на инсталација обично се инсталира во региони без ризик од мраз, каде доминантен е нискиот притисок на водата во цевките (не повеќе од 2 бари).

отворен радијаторски систем со 2 кола

Предности: како резултат на одвојување на соларното коло од потрошувачот, може да се користи антифриз смеса за соларно коло за заштита од мраз.Понатаму, може да се инсталира рентабилен, отпорен на притисок контејнер.

Недостатоци: како и во секој отворен систем, постои ризик од корозија како резултат на продирање на кислород и нечистотии, тука особено се однесува на водата за пиење во резервоарот.

Области на употреба: Областите на употреба се слични на оние опишани во претходните случаи. Сепак, оваа конфигурација на инсталацијата е релативно ретка, бидејќи во повеќето области каде што може да се инсталира не постои ризик од мраз, а раздвојувањето на двата кола би значело само поголеми трошоци и помалку предности.

Систем за радијатор со 2 кола, со отворено сончево коло и затворено коло до потрошувачот

Предности: како отворено коло, соларното коло може да се направи, поволно во однос на трошоците од едноставни компоненти, кои не се нужно отпорни на притисок и можат да се полнат со мешавина на вода со антифриз. Поради затвореното коло на потрошувачот, не постои ризик од нечистотии да влезат во водата за пиење.

Недостатоци: во отвореното сончево коло постои висок ризик од корозија поради продирање на кислород. Резервоарот мора да биде отпорен на притисок.

Области на употреба: Главната област на употреба на овие системи се земјите од западен Медитеран. Системот може да работи во текот на целата година и во земјите изложени на ризик од мраз.

Исто така е можно да се инсталира радијаторски систем со 2 кола, од кои соларното коло е затворено и потрошувачкото коло е отворено. Системската конфигурација од овој тип, сепак, нема многу смисла и, според тоа, не е многу имплементирана.

затворен радијаторски систем со 2 кола

Предностите во однос на другите системи се малиот ризик од корозија и навлегувањето на нечистотии во водата за пиење, како и можноста за воведување на антифриз во соларното коло.

Недостатоци: од сите видови досега наведени системи, ова е секако најскапиот, бидејќи компонентите отпорни на притисок мора да се инсталираат насекаде и, поради затвореното соларно коло, не може да се издаваат дополнителни уреди како што е садот. експанзивен вентил или сигурносен вентил.

Области на употреба: системи од овој тип обично се инсталираат на Медитеранот, особено во градовите, каде што обично има доволно финансиски средства за инвестирање во соларен систем и каде што притисокот на водата во цевките е толку висок. стабилен за да може да се вгради таков систем.

4.3.2 Системи за присилна циркулација

За разлика од радијаторските системи, соларните инсталации со присилна кружење се опремени со пумпа која има улога на кружење на топлинскиот агенс од соларното коло. За работа на пумпата мора да се постави контролен систем. Важна карактеристика на инсталациите со присилна кружење е присуството на пумпата и контролните или регулационите единици.

Предности: инсталацијата на пумпа за кружење со контролен систем повеќе нема ограничувања на системот за радијатор. Местата за прицврстување на колекторот и резервоарот, како и растојанието помеѓу двата елементи повеќе не се толку важни и повеќе не треба да се прилагодуваат на локалните услови. Покрај тоа, со правилно димензионирање на сите елементи, системот може да работи со максимална ефикасност.

Недостатоци: неповолен е фактот што се потребни дополнителни напори за работа на пумпата и контролниот систем, како и за нивно инсталирање и прилагодување.

Области на употреба: Бидејќи придобивките играат важна улога во пракса, соларните инсталации со присилна кружење станаа стандардни мали системи за Централна и Северна Европа. Големите инсталации не можат да се направат на кој било друг начин освен овој.

Предности и недостатоци на различните конфигурации на растенијата

Соларни инсталации за домашна вода во региони со централна европска климатска употреба, и покрај големиот работен напор, затворениот систем со разменувач на топлина (во сончевото коло), бидејќи е отпорен на мраз и е во согласност со локалните стандарди на технологијата за инсталација.

Предности: за едноставниот и многу флексибилен концепт на оваа инсталација има безброј искуства и разновидност на стандардни префабрикувани компоненти, што значи дека инсталациите од овој тип се релативно ефтини и се испорачуваат во зависност од големината (монтажни пакувања)

Недостатоци: во споредба со радијаторските системи, овој тип на инсталација бара повеќе напор и е поскап.

Области на примена: домашно греење на вода за пиење до 8 лица (колектор (2).

Соларен систем со два кола со надворешен разменувач на топлина со присилна циркулација (за соларно коло) како инсталација со два резервоари

Предности: топлината подобро се пренесува преку надворешен разменувач на топлина. Првиот резервоар може да биде едноставен резервоар под притисок без додатоци. Овој систем може да биде опремен со надворешен разменувач на топлина наместо со внатрешен.

Недостатоци: надворешниот разменувач на топлина бара дополнителен напор за втората пумпа и за поврзување на цевките. И за двата резервоари е потребен релативно голем простор и загубите на топлина се поголеми од оние на еден резервоар со ист волумен на складирање. Двете резервоари мора да бидат садови под притисок за домашна вода.

Области на употреба: овој систем се користи за поголеми инсталации (> 10 м 2), но исто така и за поврзување со веќе постоечки систем каде веќе има втор во однос на последниот случај, системот е стандардно решение, а второто вториот резервоар е обично многу помал, како и во конвенционалните инсталации за греење. Во овој случај е рентабилно да се инсталира дополнителен разменувач на топлина и друга пумпа на врвот на вториот резервоар; последниот има улога да пумпа вода од дополнителниот резервоар до другиот резервоар ако нема блокада.

систем на присилна рециркулација со три кола и внатрешен разменувач на топлина (за соларно коло)

Предности: со одвојување на потрошувачкото коло од резервоарот преку дополнителен разменувач на топлина, може да се постави друг резервоар за тампон без притисок. На пример, вода за греење може да се најде во резервоарот.

Недостатоци: преку дополнителните компоненти (надворешен разменувач на топлина, пумпа плус систем за контрола, приклучок на цевки) системот бара повеќе енергија и е поскап,

Полиња на употреба: системот се користи кога водата во резервоарот е потребна за друго коло (на пример, за грејното коло). Затоа, тој е монтиран таму каде што волуменот на резервоарот надминува 400 l и потребни се посебни мерки за заштита од бактеријата легионела.

Систем со 3 кола со присилна кружење и надворешен разменувач на топлина

Предности: надворешниот разменувач на топлина ги одделува сите кола едни од други. Едноставни тампонски резервоари може да се инсталираат и како соларен резервоар, така што мали резервоари за вода за пиење и домашни вода може да се инсталираат и во големи инсталации.

Недостатоци: овој систем бара доста напор поради бројните дополнителни елементи и трошоците потребни за поврзување на цевките. Загубите на топлина се зголемуваат пропорционално на бројот на резервоари.

Области на употреба: опишаната конфигурација е врска за големи инсталации (колектори со површина> 50 м 2). Сериската врска на неколку резервоари (инсталации со 2, 3 или повеќе резервоари) често е неопходна (поради расположливиот простор итн.). Овој пример покажува дека големите инсталации не се едноставно зголемени копии на помали инсталации, но во голема мера бараат различен дизајн и соодветно поголем напор.

Директно напојување

Во големите мрежи за вода за пиење, како што се оние за големи домови, болници, итн., Сончевата енергија исто така може да се снабдува директно без резервоар. Ова е можно затоа што кога Сончевиот систем произведува енергија, скоро секогаш се случуваат ослободувања на енергија, што значи дека има потреба (потрошувачка) на енергија. Покрај тоа, за инсталации од ваков тип, монтиран е резервоар кој може да се користи доколку е потребно. За таа цел, развиени се монтажни станици, преку кои веќе постојните мрежи можат релативно лесно да се завршат подоцна.