Doğrudan ve Dolaylı Güneş Enerjili Termal Sistemler

Evsel suyu ısıtmanın birkaç farklı yolu vardır. Güneş enerjisini yakalamak için düz plakalı güneş kollektörleri kullanan güneş enerjili sıcak su sistemleri, ısıyı sistem içinde nasıl aktardıklarına bağlı olarak doğrudan veya dolaylı sistemler olarak sınıflandırılabilir. Suyu başarılı bir şekilde ısıtmak ve gece ve gündüz kullanmak için, ısıyı yakalayıp suya aktaracak bir güneş kollektörüne ve ihtiyaç duyulduğunda sıcak suyu depolayacak bir sıcak su deposuna sahip olmanız gerekir.

Direkt Güneş Enerjili Termal Sistemler
Aktif açık döngü sistemleri olarak da bilinen doğrudan güneş enerjili sıcak su sistemleri, suyu sistem içinde dolaştırmak için pompalar kullanır. Soğutucu su doğrudan evden merkezi bir depolama tankına veya daldırma tankına pompalanır ve güneş kolektörleri tarafından ısıtılır. Sıcak su, düz plakalı toplayıcılardan çıkıp tanka geri dönerek sürekli bir döngü oluşturur. Buradan su, kullanılabilir sıcak su olarak evin içine geri pompalanır.

Küçük bir fotovoltaik hücre veya elektronik denetleyiciyle çalıştırılan düşük basınçlı bir 12-voltluk pompa kullanılabilir ve bu da sistemi daha çevre dostu hale getirir. Direkt sistemler genellikle sıcak iklime sahip ve soğuk günlerin az olduğu bölgelerde veya kışın borulardaki suyun donmasını önlemek için drenaj amacıyla kullanılır. Düz plakalı kollektörlerde dolaşan su, evde kullanılan suyun aynısı olduğundan, suya tasarruf amacıyla kimyasal madde eklenemez.

Pasif doğrudan su ısıtma sisteminde sistem, üretilen ısıyı depolama tankına aktarmak için bir pompa veya kontrol mekanizması kullanmaz. Bunun yerine pasif sistem, suyun sistem içinde dolaşımına yardımcı olmak için doğal yerçekimini kullanan "açık döngü sistemi" olarak bilinen sistemdir. Bu tür bir sistem, doğrudan kollektörün üzerine yerleştirilen bir tür yatay olarak monte edilmiş depolama tankı ile birlikte düz plakalı bir güneş kolektörü kullanır.

Güneş tarafından ısıtılan su, güneş kollektörü tüplerinden konveksiyon yoluyla doğal olarak yükselir ve yukarıdaki depolama tankına ulaşır. Isınan su yukarıdaki depolama tankına girdiğinde, soğuk su sıcak sudan daha yoğun olduğundan, soğuk su yerçekimi kuvveti altında dışarı doğru itilir ve kollektörün tabanına akar. Sıcak suyun yükselmesi ve soğuk suyun düşmesinden oluşan bu döngüye "termosifon akışı" denir ve güneş parladığında herhangi bir yardım olmadan kendini tekrar eder.

Termosifon Su Isıtma Sistemi
Uzaktan termosifon sistemi olarak adlandırılan sistem, depolama tankının çatı alanı veya boşluğu içinde yer alması dışında önceki pasif doğrudan termosifon sistemiyle aynı prensipte çalışır, böylece depolama tankını soğuk havadan korurken ağırlığı daha geniş bir alana dağıtır. ve sıcaklıklar. Bununla birlikte, termosifon işleminin düzgün çalışması için, depolama tankının tabanının, düz plakalı toplayıcının üst kısmından en az 1 ila 2 feet (300 ila 500 mm) yukarıda olması gerekir. Bu mesafe aynı zamanda sistemin "kafa yüksekliği" olarak da bilinir.

Dolaylı Güneş Enerjili Termal Sistemler
Kapalı devre sistemler olarak da bilinen dolaylı sıcak su sistemleri, depolama tankındaki suyu ısıtmak için güneş düz plakalı kolektörden ayrı bir ısı eşanjörü kullanmaları açısından önceki termosifon sistemlerinden farklıdır.

Dolaylı sıcak su sistemleri, ısı transfer sıvısını kollektörden tanktaki ısı eşanjörüne dolaştırmak için bir pompaya ihtiyaç duyan ve daha sonra kapalı bir döngü sistemi içinde dolaştıran aktif sistemlerdir. Sistem, yalnızca ısıtılan ve ana kullanım sıcak suyu kaynağından ayrılan su yerine, ana kapalı döngüde genellikle %50 glikol/su karışımı olan bir antifriz sıvısı içerir.

Dolaylı Güneş Enerjili Termal Sistemler Termosifon sistemleri, piyasadaki en yaygın güneş enerjili sıcak su sistemi türüdür ve ticari pasif doğrudan güneş enerjili sıcak su sistemlerinin çoğu, bu çatı üstü düz plakalı kolektör ve depolama tankı kombinasyonunu kullanır.

Ancak böyle bir sistem kurulurken dikkatli olunmalıdır çünkü güneş enerjisi kollektörlerinin, depolama tankının ve suyun toplam ağırlığı, destekleyici çatının kaldırabileceğinden daha fazla olabilir.

Ev, işyeri veya ofisten daha büyük bir binada pasif güneş enerjili su ısıtma sistemi kullanıldığında, genellikle suyu ısıtmak için birden fazla depolama tankı bulunur.
Bir ısı eşanjörü, ısıyı kolektördeki antifriz sıvısından depolama tankındaki suya aktarır. Isı eşanjörü, depolama tankının alt kısmının içinde bir bakır bobin veya depolama tankının dışında düz bir plakalı eşanjör olabilir.

Bu kapalı döngü dolaylı ısıtma sisteminin ana avantajlarından biri, antifriz solüsyonunun, sıcaklığın donma noktasının altında olduğu alanlarda yıl boyunca çalışabilmesi ve aynı zamanda sistemi, gazlar ve çeşitli çözünmüş tuzlar içeren arıtılmamış musluk suyundan kolektöre kadar korozyona karşı koruyabilmesidir.

Cebri sirkülasyonlu dolaylı su ısıtma sisteminin ana avantajı, çoğu evde gaz veya sıvı yakıtlı kazan ve yerleşik ısı eşanjörü bobinli bir sıcak su depolama tankı kullanıldığından, mevcut evsel sıcak su sistemini güneş enerjisine dönüştürmenin kolay olmasıdır. düz plakalı bir toplayıcı ve tek bir pompa ekleyerek ısıtma.

Sistem aynı zamanda daha verimli olabiliyor ve daha önceki pasif veya termosifon sistemlerde olduğu gibi kolektörden daha yükseğe çıkmasına gerek olmadığı için sıcak su deposu evin herhangi bir yerine yerleştirilebilir.

Bununla birlikte bir dezavantaj, kapalı döngü sistemlerinin sirkülasyon pompasını çalıştırmak için elektriğe bağlı olmasıdır, bu da pahalı veya güvenilmez olabilir. Bazı tasarımlarda kollektörlerin yanı sıra küçük düşük basınçlı pompalar ve fotovoltaik paneller kullanılarak sistem daha verimli ve çevre dostu hale getirilir. Daha büyük kurulumlar ve daha soğuk iklimler için, sıcak su deposu bina çatısının altına yerleştirilmiştir, bu nedenle cebri sirkülasyonlu dolaylı güneş enerjisiyle sıcak su ısıtma normdur.