Солнечные водонагреватели
Солнечные водонагреватели это специальные устройства, использующие солнечное излучение для получения горячей воды. Солнечные водонагреватели бывают одноконтурные – только горячее водоснабжение (для использования в местах с тёплым климатом) и двухконтурные - горячее водоснабжение и отопление. Солнечные водонагреватели применяются для домашнего и коммерческого горячего водоснабжения, в местах, где трудно или менее выгодно получать горячую воду другим способом.
Можно сказать, что солнечные водонагреватели – один из видов солнечного коллектора, тогда как солнечный коллектор это устройство, преобразующее солнечную энергию в высокую температуру теплоносителя.
Принцип действия солнечного водонагревателя заключается в следующем: теплоноситель, нагретый в солнечном коллекторе, поступает в бак-накопитель косвенного нагрева, где производит теплообмен, нагревая воду. В качестве теплоносителя солнечные водонагреватели используют воду или антифриз (пропилен-гликоль).
Существуют два типа солнечных водонагревателей:
- с естественной циркуляцией (пассивная система)
- с принудительной циркуляцией (активная система).
В пассивной системе, бак-накопитель солнечного водонагревателя монтируется горизонтально и непосредственно над солнечной панелью для создания условий естественной циркуляции (поскольку, нагретая жидкость имеет меньшую плотность и стремится подняться вверх). Такие баки- водонагреватели ещё называют – термосифонные баки. Одноконтурная система термосифонного типа – является наиболее дешёвой системой.
В системе с принудительной циркуляцией используется специальный электрический насос для циркуляции жидкости через солнечный коллектор. В этом случае бак-накопитель солнечного водонагревателя монтируется вертикально, отдельно от коллектора и внутри здания, он может иметь большую ёмкость и оснащаться различным дополнительным оборудованием, а для теплопереноса используется циркуляционный насос, температурные датчики и устройство управления. Двухконтурная система с принудительной циркуляцией будет наиболее дорогой.
Солнечные водонагреватели также подразделяются на системы с открытым (прямым) контуром, или системы с закрытым (косвенным) контуром.
В системе с открытым контуром циркулирует вода, используемая для горячего водоснабжения. В системе с закрытым контуром, в качестве теплоносителя может использоваться вода или антифриз. В любом случае, теплоноситель, нагретый в солнечном коллекторе, поступает в накопительный бак, где передает тепло нагреваемой воде.
Количество горячей воды, которую производит солнечный водонагреватель, зависит от типа и размера системы, количества солнца, доступного на участке установки, угла установки и ориентации.
Чаще всего солнечные водонагреватели устанавливаются на крыше зданий под углом к горизонту, равным географической широте местности. Но, в отдельных случаях, солнечные водонагреватели можно устанавливать просто на открытых пространствах, лишь бы они располагались близко к потребителю.
Солнечные водонагреватели имеют большое количество модификаций и схем подключения, но все они являются аккумулирующими тепло установками, поскольку поступление солнечной энергии происходит только днём, а потребление горячей воды должно быть обеспечено в любой момент.
С задачами аккумуляции тепла хорошо справляются баки-аккумуляторы солнечных коллекторов.
Баки-аккумуляторы солнечных коллекторов это хорошо теплоизолированные водонагревательные баки, оборудованные специальными устройствами, подавляющими вертикальное перемешивание воды по высоте бака (для накопления максимальной температуры в его верхней части, так как именно оттуда ведётся забор воды).
Баки-аккумуляторы обычно применяются тогда, когда установка термосифонного бака невозможна или нецелесообразна. Баки-аккумуляторы выпускаются двух видов: с низким давлением и для систем с магистральным давлением.
Зачастую, баки солнечных водонагревателей дополнительно оснащаются трубчатыми электрическими нагревателями для подогрева воды в холодные или пасмурные дни. Баки-водонагреватели с хорошей теплоизоляцией и вторым (кроме солнечной) источником тепловой энергии, встроенным в корпус – это комбинированные баки.
Комбинированные баки используют один источник энергии как основной источник нагрева, а второй – как резервный. Для комбинированных баков характерен быстрый нагрев и высокий уровень мощности. Правда, прямой нагрев воды в коллекторах не рекомендуется из-за ускорения внутренней коррозии и возможного засорения каналов поглощающей панели механическими взвесями и отложениями солей.
И, наконец, бивалентные баки – это баки с двумя теплообменниками.
