Sistem solar de încălzire a apei calde

Mulți oameni cred că pompa de căldură – nu este un sistem „solar” adecvat, deoarece nu folosește colectoare. Acești oameni greșesc! Sistemele cu pompe de căldură nu au nevoie de colectoare solare deoarece folosesc un alt tip de energie solară. Acolo unde sistemele de apă caldă solară „convenționale” au nevoie de lumina soarelui pentru a încălzi apa, pompele de căldură scot căldura solară din aerul din jurul nostru și folosesc această căldură pentru a vă crește temperatura apei. Deși pare puțin probabil să existe suficientă căldură în aerul din jur – chiar și într-o zi de iarnă – pentru a încălzi apa până la fierbere!
Sistemele cu pompe de căldură folosesc electricitate pentru a elimina căldura din aer și pentru a o transfera în apă (în principiu sunt aparate de aer condiționat în „modul de încălzire”), dar folosesc aproximativ 75% mai puțină energie electrică pentru a încălzi apa în acest fel – comparativ cu un boiler electric convențional.
Iată un sistem tipic de pompă de căldură - puteți vedea asemănările cu un aparat de aer condiționat!

Acest tip de sistem este cel mai răspândit în Japonia, Israel și Australia, care s-au bucurat de o bază instalată de milioane de sisteme rezidențiale și comerciale în ultimii 30 de ani. Ca și sistemul ICS, sistemul termosifon elimină sistemul de circulație și control.
Cu toate acestea, circulația este asigurată de principiul termosifonării: rezervorul de stocare a apei calde este situat mai sus decât colectorul solar și debitul de circulație este indus atunci când cea mai rece apă din fundul rezervorului de stocare cade prin gravitație printr-o linie de circulație în fundul rezervorului. panou colector solar, unde este încălzit și se ridică. Apa încălzită în panoul colector solar se ridică într-o linie de circulație până la un punct înalt în rezervorul de stocare a apei.

Sistemele de drenaj au mai multe componente, dar sunt concepute special pentru a oferi o funcționare sigură în condiții climatice cu îngheț frecvent în timpul celei mai reci vreme de iarnă. Colectorul solar și sistemul de control sunt aceleași cu sistemul de circulație directă. Cu toate acestea, o soluție antigel este circulată prin colectorul solar și înapoi într-un schimbător de căldură din rezervorul de stocare a apei calde. Adăugarea unui schimbător de căldură se adaugă la costul sistemului și creează un anumit grad de pierdere de energie prin transfer de căldură, iar acest lucru, combinat cu faptul că aceste sisteme sunt instalate de obicei la latitudini mai mari, unde radiația solară este redusă, produce apă solară indirectă. încălzirea mai puțin viabilă decât vărul său de circulație directă.
La fel ca sistemul direct, un sistem de control electronic compară temperatura unui senzor situat la colectorul solar cu temperatura unui senzor situat în fundul rezervorului de stocare a apei calde (unde se află apa cea mai rece). Atunci când temperatura colectorului solar este mai caldă decât apa din fundul rezervorului cu o diferență predeterminată (patru grade, de exemplu), controlul electronic pornește o pompă mică. Cu toate acestea, în sistemul de drainback, fluidul care circulă prin colectorul solar este separată de apa potabilă din rezervorul de stocare a apei calde.
Fie apă, fie o soluție de glicol este circulată prin colectorul solar și un rezervor de drenare. Când pompa se oprește, fluidul din colectorul solar „se scurge înapoi” în rezervorul de drenare, lăsând colectorul solar gol ori de câte ori nu circulă niciun fluid prin el. O a doua pompă de circulație circulă apa potabilă din rezervorul de stocare a apei calde printr-un schimbător de căldură din rezervorul de drenare.

Sistemele de stocare cu colectoare integrale, numite și încălzitoare solare „batch”, combină rezervorul de stocare a apei calde și suprafața colectorului solar într-o singură componentă, eliminând necesitatea pompelor de circulație sau a sistemelor de control automat. În implementarea sa cea mai simplă, un rezervor de stocare a apei vopsit în negru și care se află în lumina soarelui este un sistem ICS rudimentar.
Acest tip de sistem funcționează cel mai bine ca preîncălzitor pentru un încălzitor de apă convențional sau fără rezervor. Linia de apă rece care alimentează încălzitorul convențional de apă este deviată și trimisă mai întâi prin modulul solar ICS. Circulația este asigurată de presiunea rețelei de utilități. Cu alte cuvinte, atunci când apa caldă este extrasă pentru a fi utilizată de la încălzitorul de apă convențional, rezervorul de stocare este completat cu apă încălzită solar în loc de apă rece. Acest lucru permite încălzitorului electric sau pe gaz să funcționeze substanțial mai puțin.

Numit și sistem „activ” sau „buclă deschisă”, acesta este tipul de sistem cel mai des instalat în zonele centrale și de sud ale Floridei și în alte zone cu climă care nu înghețează centura solară din Statele Unite.
În sistemul direct, un sistem electronic de control compară temperatura unui senzor situat la colectorul solar cu temperatura unui senzor situat în fundul rezervorului de stocare a apei calde (unde se află apa cea mai rece). Când temperatura colectorului solar este mai caldă decât apa din fundul rezervorului cu o diferență predeterminată (patru grade, de exemplu), controlul electronic pornește o pompă mică, care atrage apă rece din fundul rezervorului de stocare a apei calde. si il circula prin colectorul solar. Apa încălzită solar este returnată în partea de sus a rezervorului.
Pompa de circulație este foarte mică și utilizează de obicei aproximativ aceeași cantitate de electricitate ca un bec de 100-watt. O altă versiune a acestui sistem folosește un mic panou fotovoltaic (electric solar) pentru a acționa o pompă de circulație de curent continuu (DC).