Tака работи слънчевата топлинна система - Обяснено накратко
Слънчевите топлинни системи използват слънчева енергия за ефективно и икономично загряване на битова вода и/или подпомагане на отоплението. Системите се монтират и използват както в нови, така и в съществуващи сгради.
Как работи слънчевата система?
Слънчевите топлинни системи изискват няколко компонента, за да работят ефективно. Една от най-важните части на системата е слънчевият колектор. Поглъща слънчевите лъчи и ги превръща в топлина. За да може да се използва получената топлина за по-дълъг период от време, е необходим буферен съд за съхранение.
В зависимост от предназначението си, слънчевата топлинна система се проектира и оразмерява по различен начин.
Слънчевите колектори и буферния съд са свързани помежду си с тръбен път и циркулационна помпа. Топлопреносния флуид циркулира в тръбите и пренася произведената топлина към буферния съд за съхраненние. Соларният контролер гарантира безпроблемното функциониране на системата. Той сравнява температурата на флуида в слънчевия колектор с тази на водата в буферния съд за съхранение и стартира или спира циркулационната помпа, ако е необходимо.
От какви компоненти се нуждае една слънчева топлинна система?
1. Слънчеви панели
Слънчевите панели се използват за преобразуване на слънчевата енергия в топлина . Те обикновенно са два вида плоски или вакуумно тръбни и се различават значително по външен вид и технология. По принцип те функционират еднакво. Когато слънчевите лъчи попаднат върху колектора, те се абсорбират от абсорбер и преобразуваната енергия се освобождава в топлопреносния флуид. В зависимост от вида на колектора този флуид се състои от газ, вода или смес от вода и гликол.
Докато плоските колектори имат по-ниска ефективност и затова се използват най-вече за подгряване на топла вода, тръбните колектори са подходящи и за подпомагане на отоплението, благодарение на тяхната особено ефективна работа. За домакинство от двама души трябва да се предвидят 2 - 3 m2 за подгряване и използване на топла вода при плоски колектори. Ако предпочетете вакуумно тръбните колектори 1,5 – 2 m2 ще са ви достатъчни.
За подгряване на топла вода и за подпомагане на отоплението ще са ви необходими поне 4 - 5 m2, в зависимост от вида на сънчевия колектор.
Повече за разликата и свойствата на отделните видове сънчеви колектори можете да прочетете в статията
в блога ни: "Вакуумно тръбни или плоски слънчеви колектори да изберем?" .
2. Съхранение на топлината добита от слънчевата енергия
Буферния съд е централният елемент на слънчевата топлинна система. Той съхранява слънчевата енергия, преобразувана в топлина от слънчевите колектори.
Слънчевите топлинни системи генерират най-много енергия, когато е най-малко необходима, т.е. на обяд. За да може топлината да се използва през другото време на деня, тя трябва да се съхранява временно. В зависимост от вида на системата има резервоари за съхранение на битова топла вода и резервоари за БГВ (битова гореща вода ) за отопление на помещения. Буферния съд има топлообменник и връзки към соларния кръг. След като топлопреносния флуид се загрее в колекторите, той се транспортира до резервоара за съхранение. Там топлината се отделя и охладеният флуид се транспортира обратно към колекторите, където отново се нагрява и така процеса се повтаря .
Схема на система за битова топла вода с вакуумно-тръбен слънчев колектор, помпа и водосъдържател.
3. Слънчев циркулационен кръг
Необходим е слънчев циркулационен кръг за транспортиране на топлината, произведена в колекторите, до буферния съд за съхранение. Соларната верига свързва всички компоненти заедно и обикновено се състои от медни тръби. Топлопреносният флуид, който е отговорен за транспортирането на топлината добита от слънчевата енергия до буферния съд за съхранение, циркулира в тези медни тръби. Специалната соларна течност обикновено се състои от вода и антифриз. С помощта на соларна помпена група тази течност се движи по медните тръби от колекторите до резервоара за съхранение и обратно, за да може да се осъществи топлообмен. Освен тръби по този циркулационен кръг има още фитинги, обезвъздушител, предпазен клапан, диференциален термостат, мембранен разширителен съд, които гарантират безпроблемното функциониране на соларните топлинни системи.
4. Соларен контролер
Соларния контролер е известен също като сърцето на слънчевата топлинна система. Той определя кога помпата на соларния циркулационен кръг да работи и транспортира соларната течност от колекторите към буферния съд за съхранение на топлинната енергия и обратно. За да направи това, соларният контролер непрекъснато сравнява преобладаващата температура в слънчевия колектор с тази в буферния съд. Ако температурата в колектора е по-висока, управляващият блок пуска соларната помпа. Ако температурата на колектора е по-ниска, слънцето вече не грее или резервоарът вече не може да абсорбира енергия, помпата автоматично спира. Соларният контролер може да поеме и допълнителни задачи като превключване в режим на на почивка или контрол на скоростта на циркулация на флуида. В някои системи контролният блок е интегриран в соларната станция .
5. Топлообменник
Топлообменниците отдават топлината от соларната течност, която циркулира по тръбите от слънчевия колектор, на водата в буферния съд. Обикновенно топлообменника предствлява серпентина намираща се вътре в буферния съд, в която топлата соларна течност влиза в контакт със студената вода в буфера и я затопля.
Серпентината е добър топлопроводник и по този начин пренася топлината от една среда в друга.
В зависимост от вида на слънчевата топлинна система и вида на буферния съд за съхранение, топлообменникът е или интегриран директно в соларния резервоар за съхранение или външно в тръбната система. Вътрешните топлообменници се използват най-вече за подготовка на топла вода, докато външните варианти се използват повече за по-големи системи.
Един бърз поглед върху малка част буферните съдове, които предлгаме.
