Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych do podgrzewania wody użytkowej

View site in: Bahasa Indonesia, català, čeština, dansk, Deutsch, English, español, hrvatski, italiano, latviešu, lietuvių, Nederlands, Norsk, тоҷикӣ, português, русский, română, slovenščina, српски / srpski, suomi, svenska, Tagalog, Türkçe, Tiếng Việt, العربية, українська, български, Guān huà, Ελληνικά, हिन्दी, 日本語, 한국어

Najnowsza aktualizacja: 18 luty 2017

Istnieją dwa główne typy instalacji solarnych służących do przygotowania ciepłej wody użytkowej (cwu): **instalacje termosyfonowe** (z naturalnym obiegiem wody zwanym też obiegiem grawitacyjnym) oraz **instalacje z wymuszonym obiegiem wody**.

## Instalacja cwu termosyfonowa

### Opis konstrukcji

System grawitacyjnej (naturalnej) cyrkulacji wody jest systemem najprostszym (rys. 1).
Oznaczenia:

1. Odpływ ciepłej wody użytkowej
2. Izolacja cieplna zbiornika wody
3. Zbiornik wody
4. Kolektor słoneczny (solarny)
5. Dopływ wody zimnej

Opiera się to na zasadzie, że ciepła woda z powodu jej mniejszej gęstości ma tendencję do przepływu w górę w sposób naturalny, wymaga to jedynie żeby zbiornik wody jest umieszczony wyżej niż kolektor.

Gdy zbiornik wody jest usytuowany powyżej kolektora i gdy kolektory solarne są wystawione na działanie słońca, powstaje naturalny przepływ: gorąca woda z kolektora unosi się do zbiornika, przekazuje tam swoje ciepło i ochłodzona wraca z powrotem do dolnej części kolektora. Cyrkulacja ta trwa do dotąd, dokąd temperatura wody znajdującej się w kolektorze jest wyższa od temperatury wody w zbiorniku.

Niektóre małe instalacje termosyfonowe wykonane są w formie "compact", tzn. pozwalają na integrację kolektorów i zbiornika w tej samej zwartej konstrukcji (rys. 2).

### Zalety i wady

Zalety tej konstrukcji to niska cena, prostota i łatwość połączenia elementów składowych. Dużą zaletą jest też jego niezawodność i prostota techniczna: brak zaworów regulacyjnych, brak czujników temperatury i sterownika elektronicznego. System działa bez zasilania elektrycznego, bez żadnej innej energii poza energią słoneczną.

Wady: zbiornik wody jest umieszczony na zewnątrz budynku podobnie jak kolektory, przy niskich temperaturach otoczenia ma miejsce więcej strat ciepła, a w przypadku ujemnych temperatur otoczenia występuje ryzyko zamarznięcia wody.
Z tych powodów, system ten jest powszechny na obszarach o cieplejszym klimacie. W warunkach polskich może być używany w ciepłej porze roku i opróżniany z wody na okres zimowy.

Inną wadą tej konstrukcji to konieczność stosowania przewodów wodnych o dużej średnicy, co ma na celu ułatwienie naturalnej cyrkulacji wody między kolektorem solarnym a zbiornikiem wody.

## Instalacja cwu z obiegiem wymuszonym

Schemat prostej instalacji do podgrzewania cwu przedstawiono na rys. 3. Oznaczenia:

1. Kolektor słoneczny (solarny)
2. System sterowania pompą obiegową zależnie od różnicy temperatur pomiędzy punktami 1 i 5
3. Pompa obiegowa
4. Zbiornik wyrównawczy przeponowy
5. Zbiornik na wodę z dwoma wymiennikami ciepła
6. Dodatkowe konwencjonalne źródło ciepła

Układ z wymuszoną cyrkulacją wody jest bardziej skomplikowany, ale oferuje większą "elastyczność" konstrukcji i umożliwia bezproblemową integrację do struktóry budynku (rys. 4).

Obieg pierwotny (kolektor - zbiornik - wymiennik ciepła) jest wypełniony płynem zabezpieczonym przed zamarzaniem (mieszanka wody i glikolu etylowego). Z tego powodu system ten jest najbardziej rozpowszechniony w Europie.

Temperatury kolektora i zbiornika płynu analizowane są przez układ elektroniczny, który steruje pompą obiegową płynu przenoszącego ciepło, zapewniając że płyn cyrkuluje tylko wtedy, kiedy temperatura w kolektorze solarnym jest większa niż w zbiorniku.

Obieg wtórny: dopływ zimnej wody wodociągowej znajduje się w dolnej części zbiornka, a odpływ ciepłej wody użytkowej w jego części górnej. Ponadto w zbiorniku znajduje się drugi wymiennik ciepła które pochodzi ze źródła tradycyjnego. Włącza się ono tylko wtedy, kiedy promieniowanie słoneczne jest niewystarczające do ogrzania wody do wymaganej temperatury.

Opisana tu konstrukcja zapewnia więcej możliwości ze względu na położenie elementów konstrukcyjnych i zbiornika, nie musi być on koniecznie umieszczony powyżej kolektora, co pozwala łatwo dostosować się do ograniczeń budowlanych (rys. 4). Zbiornik zazwyczaj umieszcza się w miejscu, gdzie istnieje już dodatkowe źródło ciepła (elektryczne lub inne).

## Linki wewnętrzne

* Zasada działania kolektorów solarnych wodnych
* Budowa kolektorów solarnych wodnych
* Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych do ogrzewania gruntu w szklarniach
* Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych do ogrzewania wody w basenach
* Zastosowanie kolektorów solarnych wodnych w prysznicach ogrodowych i kempingowych