Слънчева инсталационна схема за топла вода в еднофамилна къща.
Само слънчевите колектори не са достатъчни за работата на системата за приготвяне на топла вода, използваща слънчева енергия. Това разбира се е най-важният елемент от соларната инсталация, но когато разгледаме нейната оценка на разходите, се оказва, че често цената им дори не представлява половината от цената на целия проект. Проверете какво още е необходимо и за какво е предназначено?
Изграждане на соларна инсталация. Вижте как можете да получите гореща вода, използвайки слънчева енергия
Резервоар за вода
Важен елемент в оценката на разходите е слънчевият резервоар. Той е необходим за съхранение на загрята вода и по този начин енергия, получена благодарение на слънчеви колектори .
В най-често използвания разтвор течността (обикновено воден разтвор на гликол), нагрята в колектора, се транспортира до топлообменника, разположен в резервоара и само през него загрява водата. Слънчевите резервоари имат по-голям капацитет от тези, предназначени за сътрудничество само с котли. В допълнение, това обикновено са двувалентни устройства, т.е. такива, които позволяват нагряването на водата от два източника - в допълнение към колекторите, това може да бъде отоплителен котел или термопомпа. Така че те имат не един, а два топлообменника, обикновено под формата на намотки (има и тръбни обменници в стратифицирани зареждащи резервоари) и се наричат двойни намотки (виж фиг. 1). Докато енергията, доставена от колекторите, е достатъчна за загряване на водата, вторият източник на топлина не работи.
В допълнение към (или вместо) втори топлообменник, соларният резервоар може да има и тръба за закрепване на електрически нагревател. Използва се, когато източникът на топлина в къщата е котел на твърдо гориво, който не се стартира автоматично или когато в къщата има само електрическо отопление. Това решение означава, че горещата вода няма да изтече дори при лошо време. Освен това не се нуждаем от нашата намеса - котелът или нагревателят се стартират автоматично, когато температурата на водата в резервоара падне под зададената стойност.
Ако искаме соларната инсталация също да поддържа отопление на помещения, ще ни е необходим друг резервоар за съхранение - двоен корпус (с втори резервоар за съхранение вътре - вижте фиг. 2). Течността, нагрята в колекторите, захранва топлообменника, разположен в пространството между външната и вътрешната обвивка на резервоара. Водата, доставяща тази инсталация за централно отопление, се загрява от обменника. На свой ред, той също загрява водата от чешмата, пълнеща вътрешния резервоар. Във вътрешния резервоар има втори обменник, задвижван от котел или термопомпа, които стартират, когато слънчевата енергия не е в състояние да осигури необходимата температура на водата.
Слънчеви резервоари
регулатор
Соларният контролер се използва за контрол на инсталацията. Той получава сигнали от температурни сензори, които го измерват на изхода на течността от колектора и в резервоара, във височината на слънчевия топлообменник. Когато температурната разлика надвишава зададената стойност, контролерът стартира циркулационната помпа, принуждавайки потока на течността през колекторите и обменника на резервоара. Ако контролерът комуникира с контролера на котела, е възможно автоматично да се оптимизира работата му, за да се възползва максимално от слънчевата енергия.
Циркулационна помпа
Принуждава циркулацията на течността в инсталацията, благодарение на която е възможно да се транспортира топлина от колектори до обменника в резервоара. Скоростта на ротора на помпата може да бъде променлива, след това регулаторът я настройва към количеството енергия, получена от слънчевите колектори (по-бавен дебит, когато температурата на абсорбатора е по-ниска). Циркулационната помпа консумира електроенергия, поради което работата на слънчевата система не е напълно безплатна. Цената на тази енергия в малка инсталация обаче не надвишава няколко десетки злоти годишно, поради което често се пренебрегва, когато се обмисля рентабилността на използването на колектори.
Група за сигурност
Този разширителен съд, предпазен клапан и манометър са незаменими елементи на всяка отоплителна инсталация. Когато температурата на течността, която я запълва, се повишава, нейният обем се увеличава. За да не се увеличи налягането, което може да доведе до разрушаване на компонентите на системата, излишната течност се поема от разширителния съд с гъвкава мембрана. Ако въпреки това налягането се повиши над безопасната стойност, предпазният клапан се отваря и излишната течност се влива в специален контейнер (тъй като течността обикновено съдържа гликол, тя не може да бъде изхвърлена в канализацията). Групата за безопасност обикновено има и вентил за пълнене / източване на инсталацията.
Гравитационна спирачка
Това е клапан, който не позволява на течността да потече през системата, когато циркулационната помпа е изключена. Горещата течност, която запълва топлообменника в резервоара, може да се дължи на естествената сила на плавателна способност към колекторите, охладени през нощта. По този начин топлината от резервоара ще бъде загубена. Използването на клапан предотвратява това нежелано явление.
Слънчева станция
Нарича се още помпа група. Предлага се в комплект и фабрично сглобени: помпа, гравитационна спирачка, свързване към групата за безопасност, плюс термометри, манометър, разходомер, спирателни клапани, а понякога и регулатор. Целият е поставен в корпус, който предпазва от загуба на топлина.
Автоматичен отдушник
Това устройство е инсталирано в най-високата точка на инсталацията (в горния ръб на колектора) заедно със спирателен вентил, който трябва да бъде затворен след обезвъздушаване на системата. Вентилационният отвор се използва за отстраняване на въздух от тръбите, което би попречило на течността да циркулира в тях. Ако в системата е инсталиран въздушен сепаратор, отдушникът може да бъде освободен. След това системата трябва да се обезвъздуши веднъж след зареждането с помпата за пълнене.
Слънчевите инсталации могат да бъдат гравитационни, т.е. без циркулационна помпа
Движението на течности в тръбите се причинява от промяна в неговата плътност поради промяна на температурата. Подобна инсталация е по-проста и разбира се по-евтина от изпомпването, в допълнение не е необходимо да се захранва с електричество.
Използването му обаче има някои ограничения. На първо място, слънчевите колектори трябва да бъдат под резервоара с нагрята вода, а тръбите, свързващи елементите на инсталацията, трябва да са къси, с най-малък брой завои, така че съпротивлението на потока да е възможно най-ниско. По същата причина гравитационните системи обикновено работят директно - в резервоара няма намотка, а битовата вода (от кладенеца или от водоснабдяването) тече през слънчевите колектори, която след това се влива в крановете. Непрекъснатият контакт на абсорбера с необработена вода е причината за ускореното му разрушаване поради растежа на камъните. Освен това, тъй като водата замръзва при отрицателна температура, инсталацията не може да работи, когато изстине - поради този тип системи са популярни само в страни с определено по-топъл климат от нашата.
Слънчевите инсталации са много по-популярни в топлите страни, отколкото в Полша. Благодарение на продължителното слънчево греене и високата температура на околната среда, дори примитивните осигуряват голямо количество гореща вода.