Existuje niekoľko rôznych spôsobov ohrevu úžitkovej vody. Solárne systémy na prípravu teplej vody, ktoré využívajú ploché solárne kolektory na zachytávanie slnečnej energie, možno klasifikovať ako priame alebo nepriame systémy na základe toho, ako prenášajú teplo cez systém. Ak chcete úspešne ohrievať vodu a využívať ju počas dňa aj noci, potrebujete mať solárny kolektor na zachytávanie tepla a jeho odovzdávanie do vody a zásobník na teplú vodu na uskladnenie teplej vody v prípade potreby.
Priame solárne tepelné systémy
Priame solárne systémy na prípravu teplej vody, známe tiež ako aktívne systémy s otvorenou slučkou, využívajú čerpadlá na cirkuláciu vody cez systém. Chladnejšia voda je čerpaná priamo z domu do centrálneho zásobníka alebo ponornej nádrže a ohrievaná solárnymi kolektormi. Horúca voda opúšťa ploché kolektory a vracia sa do zásobníka, čím vytvára súvislú slučku. Odtiaľ sa voda prečerpáva späť do domu ako úžitková teplá voda.
Možno použiť nízkotlakové 12-voltové čerpadlo napájané malým fotovoltaickým článkom alebo elektronickým ovládačom, vďaka čomu je systém šetrnejší k životnému prostrediu. Priame systémy sa často používajú v oblastiach s teplým podnebím a menším počtom chladných dní alebo na odvodnenie v zime, aby sa zabránilo zamrznutiu vody v potrubí. Chemikálie nie je možné pridávať do vody kvôli konzervácii, pretože voda cirkulujúca cez ploché kolektory je tá istá voda, ktorá sa používa v domácnosti.
V pasívnom systéme priameho ohrevu vody systém nepoužíva čerpadlo ani riadiaci mechanizmus na prenos vytvoreného tepla do zásobníka. Namiesto toho je pasívny systém to, čo je známe ako "systém s otvorenou slučkou", ktorý využíva prirodzenú gravitáciu na pomoc pri cirkulácii vody cez systém. Tento typ systému využíva solárny plochý kolektor v kombinácii s niektorým typom horizontálne namontovaného zásobníka umiestneného priamo nad kolektorom.
Voda ohriata slnkom prirodzene stúpa konvekciou cez rúrky solárnych kolektorov do zásobníka nad ním. Keď ohriata voda vstupuje do zásobníka vyššie, chladnejšia voda je vytlačená von a tečie na dno kolektora pod vplyvom gravitačnej sily, pretože studená voda je hustejšia ako horúca voda. Tento cyklus stúpania horúcej vody a klesania chladnejšej vody sa nazýva „tečenie termosifónom“ a opakuje sa bez akejkoľvek pomoci, keď svieti slnko.
Termosyfónový systém ohrevu vody
Takzvaný vzdialený termosifónový systém funguje na rovnakom princípe ako predchádzajúci pasívny priamy termosifónový systém s tým rozdielom, že zásobník je umiestnený v strešnom priestore alebo prázdnom priestore, čím sa hmotnosť rozloží na väčšiu plochu a zároveň sa zásobník chráni pred chladným počasím. a teploty. Aby však proces termosifónu správne fungoval, spodok zásobníka musí byť aspoň 1 až 2 stopy (300 až 500 mm) nad hornou časťou plochého kolektora. Táto vzdialenosť je známa aj ako „výška hlavy“ systému.
Nepriame solárne tepelné systémy
Nepriame systémy teplej vody, tiež známe ako systémy s uzavretou slučkou, sa líšia od predchádzajúcich termosifónových systémov tým, že na ohrev vody v akumulačnej nádrži používajú výmenník tepla oddelený od solárneho plochého kolektora.
Nepriame systémy teplej vody sú aktívne systémy, ktoré vyžadujú čerpadlo na cirkuláciu teplonosnej kvapaliny z kolektora do výmenníka tepla v nádrži, ktorý ju potom cirkuluje v systéme s uzavretou slučkou. Namiesto vody, ktorá sa ohrieva a je oddelená od hlavného prívodu teplej vody pre domácnosť, systém obsahuje nemrznúcu kvapalinu, zvyčajne zmes 50 % glykol/voda, v hlavnej uzavretej slučke.
Nepriame solárne tepelné systémy Termosyfónové systémy sú najbežnejším typom solárnych systémov teplej vody na trhu a väčšina komerčných pasívnych priamych solárnych systémov teplej vody využíva túto kombináciu strešného plochého kolektora a zásobníka.
Pri inštalácii takéhoto systému si však treba dávať pozor, pretože kombinovaná hmotnosť solárnych kolektorov, zásobníka a samotnej vody môže byť väčšia, ako je navrhnutá nosná strecha.
Keď sa pasívny solárny systém ohrevu vody používa v budove väčšej ako dom, obchod alebo kancelária, zvyčajne je na ohrev vody viacero zásobníkov.
Výmenník tepla prenáša teplo z nemrznúcej kvapaliny v kolektore do vody v akumulačnej nádrži. Výmenníkom tepla môže byť medená špirála vo vnútri spodnej časti zásobníka alebo plochý doskový výmenník mimo zásobníka.
Jednou z hlavných výhod tohto nepriameho vykurovacieho systému s uzavretou slučkou je, že nemrznúci roztok môže fungovať celoročne v oblastiach, kde sú teploty pod bodom mrazu, pričom chráni systém pred koróziou kolektora z neupravenej vody z vodovodu s obsahom plynov a rôznych rozpustených solí.
Hlavnou výhodou systému nepriameho ohrevu vody s núteným obehom je, že keďže väčšina domácností používa plynový alebo olejový kotol a zásobník teplej vody so zabudovaným výmenníkom tepla, je možné jednoducho premeniť existujúci systém prípravy teplej vody na solárny systém. vykurovanie jednoduchým pridaním plochého kolektora a jedného čerpadla.
Systém môže byť aj efektívnejší a zásobník teplej vody je možné umiestniť kdekoľvek v domácnosti, pretože nemusí byť vyššie ako kolektor ako v predchádzajúcich pasívnych alebo termosifónových systémoch.
Jednou nevýhodou však je, že systémy s uzavretou slučkou sa spoliehajú na elektrickú energiu na pohon obehového čerpadla, čo môže byť drahé alebo nespoľahlivé. Niektoré konštrukcie využívajú malé nízkotlakové čerpadlá a fotovoltaické panely spolu s kolektormi, vďaka čomu je systém efektívnejší a ekologickejší. Pri väčších inštaláciách a v chladnejších klimatických podmienkach je zásobník teplej vody umiestnený pod strechou budovy, takže nepriamy solárny ohrev teplej vody s núteným obehom je normou.
