Ηλιακοί συλλέκτες: τύποι, αρχή λειτουργίας, σχεδιασμός συστήματος

Αντλίες θερμότητας αντλούν ενέργεια από το έδαφος, το νερό ή τον αέρα που θερμαίνεται από τον ήλιο. Οι λέβητες χρησιμοποιούν τη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της καύσης καυσίμου, η οποία τελικά είναι επίσης το προϊόν της μετατροπής της ηλιακής ενέργειας κατά τη διάρκεια της μακράς εξέλιξης της Γης. Οι ηλιακοί συλλέκτες είναι, κατά μία έννοια, μοναδικοί: λαμβάνουν ενέργεια απευθείας από τον ήλιο.

Για να έχετε την ευκαιρία να ζεστάνετε το νερό για ζεστό νερό οικιακής χρήσης εντελώς δωρεάν αύριο ή για να θερμάνετε το σπίτι σας, σήμερα θα πρέπει να ξοδέψετε χρήματα για την αγορά ηλιακών συλλεκτών. Δεδομένου του σημαντικού κόστους αυτού του εξοπλισμού, είναι πολύ σημαντικό να μην κάνετε λάθος κατά την επιλογή. Έτσι, θα πρέπει να λάβετε τουλάχιστον γενικές ιδέες σχετικά με τις ιδιαιτερότητες των ηλιακών συλλεκτών και τις αποχρώσεις της δουλειάς τους.

Οι ιδιαιτερότητες χρήσης ηλιακών συλλεκτών

Το κύριο χαρακτηριστικό των ηλιακών συλλεκτών που τις διακρίνει από άλλους τύπους γεννητριών θερμότητας είναι ο κυκλικός χαρακτήρας της δουλειάς τους. Δεν υπάρχει ήλιος - δεν υπάρχει θερμική ενέργεια. Ως αποτέλεσμα, τέτοιες εγκαταστάσεις είναι παθητικές τη νύχτα.

Η μέση ημερήσια παραγωγή θερμότητας εξαρτάται άμεσα από τη διάρκεια των ωρών της ημέρας. Το τελευταίο καθορίζεται, αφενός, από το γεωγραφικό γεωγραφικό πλάτος της περιοχής και, αφετέρου, από την εποχή του χρόνου. Το καλοκαίρι, κατά τη διάρκεια της οποίας η κορυφή της ηλιοφάνειας πέφτει στο βόρειο ημισφαίριο, ο συλλέκτης θα λειτουργήσει με μέγιστη απόδοση. Το χειμώνα, η παραγωγικότητά της μειώνεται, φθάνοντας στο ελάχιστο τον Δεκέμβριο-Ιανουάριο.

Το χειμώνα, η αποδοτικότητα των ηλιακών συλλεκτών μειώνεται όχι μόνο λόγω της μείωσης των ημερήσιων ωρών, αλλά και λόγω αλλαγής της γωνίας εμφάνισης του ηλιακού φωτός. Οι διακυμάνσεις στην απόδοση του ηλιακού συλλέκτη κατά τη διάρκεια του έτους θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά τον υπολογισμό της συμβολής του στο σύστημα παροχής θερμότητας.

Ένας άλλος παράγοντας που μπορεί να επηρεάσει την παραγωγικότητα του ηλιακού συλλέκτη είναι τα κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής. Στη χώρα μας υπάρχουν πολλά μέρη όπου για 200 ημέρες ή περισσότερο το χρόνο ο ήλιος κρύβεται πίσω από ένα παχύ στρώμα σύννεφων ή πίσω από ένα πέπλο ομίχλης. Σε συννεφιασμένες καιρικές συνθήκες, η απόδοση του ηλιακού συλλέκτη δεν πέφτει στο μηδέν, δεδομένου ότι είναι σε θέση να συλλάβει το διάχυτο ηλιακό φως, αλλά μειώνεται σημαντικά.

Η αρχή της λειτουργίας και οι τύποι των ηλιακών συλλεκτών

Είναι καιρός να πούμε λίγα λόγια για τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη. Το κύριο στοιχείο του σχεδιασμού του είναι ένας προσροφητής, ο οποίος είναι ένας χάλκινος δίσκος με συγκολλημένο σωλήνα. Απορροφώντας τη θερμότητα του ηλιακού φωτός που πέφτει πάνω του, η πλάκα (και μαζί με το σωλήνα) θερμαίνεται γρήγορα. Αυτή η θερμότητα μεταφέρεται στο ψυκτικό υγρό που κυκλοφορεί μέσω του σωλήνα, και αυτό με τη σειρά του μεταφέρει περαιτέρω μέσω του συστήματος.

Η ικανότητα του φυσικού σώματος να απορροφά ή να αντικατοπτρίζει τις ακτίνες του ήλιου εξαρτάται, πρώτα απ 'όλα, από τη φύση της επιφάνειας του. Για παράδειγμα, μια επιφάνεια καθρέφτη αντανακλά τέλεια το φως και τη θερμότητα, αλλά μαύρο, αντίθετα, απορροφά. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο εφαρμόζεται μαύρη επίστρωση στην πλάκα χαλκού του προσροφητή (η απλούστερη επιλογή είναι η μαύρη βαφή).

Η αρχή λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη

Μπορείτε να αυξήσετε την ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται από τον ήλιο με σωστή επιλογή γυαλιού που καλύπτει τον προσροφητή. Το κανονικό γυαλί δεν είναι αρκετά διαφανές.Επιπλέον, ορατά, αντανακλώντας μέρος του ηλιακού φωτός που πέφτει πάνω του. Στους ηλιακούς συλλέκτες, κατά κανόνα, προσπαθούν να χρησιμοποιούν ειδικό γυαλί με χαμηλή περιεκτικότητα σε σίδηρο, γεγονός που αυξάνει τη διαφάνειά τους. Για να μειωθεί το κλάσμα του φωτός που ανακλάται από την επιφάνεια, εφαρμόζεται μια αντι-ανακλαστική επίστρωση στο γυαλί. Και έτσι ώστε η σκόνη και η υγρασία, που επίσης μειώνουν την απόδοση του γυαλιού, να μην εισέρχονται μέσα στο συλλέκτη, η θήκη σφραγίζεται και μερικές φορές γεμίζει με αδρανές αέριο.

Παρ 'όλα αυτά τα κόλπα, η αποδοτικότητα των ηλιακών συλλεκτών εξακολουθεί να απέχει πολύ από το 100%, λόγω της ατέλειας του σχεδιασμού τους. Η θερμαινόμενη πλάκα προσροφητή ακτινοβολεί μέρος της θερμότητας που εισάγεται στο περιβάλλον, θερμαίνοντας τον αέρα σε επαφή με αυτό. Προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί η απώλεια θερμότητας, ο προσροφητής πρέπει να είναι μονωμένος. Η αναζήτηση μιας αποτελεσματικής μεθόδου θερμικής μόνωσης του προσροφητή οδήγησε τους μηχανικούς να δημιουργήσουν αρκετές ποικιλίες ηλιακών συλλεκτών, οι συνηθέστερες από τις οποίες είναι επίπεδες και σωληνοειδείς.

Επίπεδα ηλιακοί συλλέκτες

Επίπεδα ηλιακοί συλλέκτες.

Ο σχεδιασμός ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη είναι εξαιρετικά απλός: είναι ένα μεταλλικό κουτί καλυμμένο με γυαλί από πάνω. Για τη θερμομόνωση του πυθμένα και των τοιχωμάτων του σώματος, κατά κανόνα χρησιμοποιείται ορυκτός μαλλί. Αυτή η επιλογή δεν είναι καθόλου ιδανική, καθώς δεν αποκλείεται η μεταφορά θερμότητας από τον προσροφητή στο γυαλί μέσω του αέρα μέσα στον αγωγό. Με μεγάλη διαφορά θερμοκρασίας μέσα στον συλλέκτη και έξω, η απώλεια θερμότητας είναι αρκετά σημαντική. Ως αποτέλεσμα, ένας επίπεδης ηλιακής συλλογής, ο οποίος λειτουργεί τέλεια την άνοιξη και το καλοκαίρι, γίνεται εξαιρετικά ανεπαρκής το χειμώνα.

Επίπεδη συσκευή ηλιακού συλλέκτη

Σωληνωτοί ηλιακοί συλλέκτες κενού

Σωληνοειδείς ηλιακοί συλλέκτες κενού.

Ο ηλιακός συλλέκτης κενού είναι ένας πίνακας που αποτελείται από ένα μεγάλο αριθμό σχετικά λεπτών γυάλινων σωλήνων. Μέσα σε κάθε ένα από αυτά είναι ένας προσροφητής. Για να αποκλειστεί η μεταφορά θερμότητας με αέριο (αέρας), οι σωλήνες εκκενώνονται. Λόγω της έλλειψης αερίου κοντά στους προσροφητές, οι συλλέκτες κενού χαρακτηρίζονται από χαμηλή απώλεια θερμότητας ακόμη και σε παγωμένους καιρούς.

Συσκευή πολλαπλής κενού

Εφαρμογές για ηλιακούς συλλέκτες

Ο κύριος σκοπός των ηλιακών συλλεκτών, καθώς και άλλων γεννητριών θερμότητας, είναι η θέρμανση των κτιρίων και η προετοιμασία του νερού για ένα σύστημα παροχής ζεστού νερού. Απομένει να μάθετε ποιος τύπος ηλιακών συλλεκτών είναι ο πλέον κατάλληλος για να εκτελέσετε μια συγκεκριμένη λειτουργία.

Οι επίπεδες ηλιακές συλλέκτες, όπως διαπιστώσαμε, διακρίνονται από καλές επιδόσεις την άνοιξη και το καλοκαίρι, αλλά είναι αναποτελεσματικές το χειμώνα. Από αυτό προκύπτει ότι δεν είναι πρακτικό να χρησιμοποιηθούν για θέρμανση, η ανάγκη της οποίας προκύπτει ακριβώς από την εμφάνιση του κρύου καιρού. Αυτό, ωστόσο, δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχει καθόλου δραστηριότητα για αυτόν τον εξοπλισμό.

Οι επίπεδες συλλογές έχουν ένα αναμφισβήτητο πλεονέκτημα - είναι σημαντικά φθηνότερα από τα μοντέλα κενού, επομένως, σε περιπτώσεις όπου προβλέπεται η χρήση ηλιακής ενέργειας αποκλειστικά το καλοκαίρι, είναι λογικό να τα αγοράσετε. Οι επίπεδες ηλιακές συλλέκτες ανταποκρίνονται απόλυτα στο έργο της προετοιμασίας του νερού για ζεστό νερό το καλοκαίρι. Ακόμα πιο συχνά χρησιμοποιούνται για να ζεσταίνουν σε μια άνετη θερμοκρασία νερού σε εξωτερικές πισίνες.

Οι σωληνωτές πολλαπλές κενού είναι πιο ευέλικτες. Με την εμφάνιση των κρύων χειμώνα, η απόδοσή τους μειώνεται όχι τόσο σημαντικά όπως στην περίπτωση των επίπεδων μοντέλων, που σημαίνει ότι μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλο το χρόνο.Αυτό καθιστά δυνατή τη χρήση τέτοιων ηλιακών συλλεκτών όχι μόνο για παροχή ζεστού νερού, αλλά και στο σύστημα θέρμανσης.

Σύγκριση επίπεδων και ηλιακών συλλεκτών κενού.

Θέση των ηλιακών συλλεκτών

Η απόδοση του ηλιακού συλλέκτη εξαρτάται άμεσα από την ποσότητα του ηλιακού φωτός που εισέρχεται στον προσροφητή. Συνεπώς, ο συλλέκτης πρέπει να βρίσκεται σε ανοιχτό χώρο όπου ποτέ (ή τουλάχιστον όσο το δυνατόν περισσότερο) η σκιά από τα γειτονικά κτίρια, τα δέντρα που βρίσκονται κοντά στα βουνά κλπ.

Μεγάλη σημασία έχει όχι μόνο η θέση του συλλέκτη, αλλά και ο προσανατολισμός του. Η πιο "ηλιόλουστη" πλευρά στο βόρειο ημισφαίριό μας είναι η νότια πλευρά, που σημαίνει ότι, ιδανικά, οι "καθρέφτες" του συλλέκτη θα πρέπει να στραφούν ακριβώς νότια. Εάν είναι τεχνικά αδύνατο να γίνει αυτό, τότε θα πρέπει να επιλέξετε την κατεύθυνση όσο το δυνατόν πιο κοντά στο νότο - νοτιοδυτικά ή νοτιοανατολικά.

Δεν πρέπει να αγνοήσουμε μια τέτοια παράμετρο όπως τη γωνία κλίσης του ηλιακού συλλέκτη. Το μέγεθος της γωνίας εξαρτάται από την απόκλιση της θέσης του Ήλιου από το ζενίθ, που με τη σειρά του καθορίζεται από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής στην οποία θα λειτουργήσει ο εξοπλισμός. Εάν η γωνία κλίσης δεν έχει ρυθμιστεί σωστά, η απώλεια οπτικής ενέργειας θα αυξηθεί σημαντικά, καθώς ένα σημαντικό μέρος του ηλιακού φωτός θα ανακλάται από το γυαλί του συλλέκτη και συνεπώς δεν θα φτάσει στον απορροφητήρα.

Πώς να επιλέξετε το σωστό ηλιακό συλλέκτη

Αν θέλετε το σύστημα θέρμανσης του σπιτιού σας να αντιμετωπίσει το καθήκον της διατήρησης μιας άνετης θερμοκρασίας στις εγκαταστάσεις και το θερμό και όχι ζεστό νερό που ρέει από τις βρύσες και συγχρόνως σχεδιάστε να χρησιμοποιήσετε έναν ηλιακό συλλέκτη ως γεννήτρια θερμότητας, θα πρέπει να υπολογίσετε εκ των προτέρων την απαραίτητη ισχύ του εξοπλισμού. Στην περίπτωση αυτή, θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ένας αρκετά μεγάλος αριθμός παραμέτρων, συμπεριλαμβανομένου του σκοπού του συλλέκτη (παροχή ζεστού νερού, θέρμανση ή συνδυασμός και των δύο), η ζήτηση θερμότητας του αντικειμένου (συνολική επιφάνεια θερμαινόμενων χώρων ή μέση ημερήσια κατανάλωση ζεστού νερού), κλιματικά χαρακτηριστικά της περιοχής και χαρακτηριστικά της εγκατάστασης συλλέκτη.

Κατ 'αρχήν, η πραγματοποίηση τέτοιων υπολογισμών δεν είναι τόσο δύσκολη. Η απόδοση κάθε μοντέλου είναι γνωστή, πράγμα που σημαίνει ότι μπορείτε εύκολα να υπολογίσετε τον αριθμό των συλλεκτών που απαιτούνται για την παροχή θερμότητας στο σπίτι. Οι εταιρείες που παράγουν ηλιακούς συλλέκτες έχουν πληροφορίες (και μπορούν να τις παράσχουν στον καταναλωτή) σχετικά με τη μεταβολή της ισχύος του εξοπλισμού ανάλογα με το γεωγραφικό γεωγραφικό πλάτος της περιοχής, τη γωνία κλίσης των «καθρεπτών», την απόκλιση του προσανατολισμού τους από το νότο κ.λπ., που σας επιτρέπει να κάνετε τις απαραίτητες τροποποιήσεις κατά τον υπολογισμό της απόδοσης του συλλέκτη.

Κατά την επιλογή της απαιτούμενης ισχύος συλλέκτη, είναι πολύ σημαντικό να επιτευχθεί ισορροπία μεταξύ της έλλειψης και της πλεονάζουσας θερμότητας που παράγεται. Οι ειδικοί συστήνουν να εστιάζουν στη μέγιστη δυνατή ισχύ συλλέκτη, δηλαδή να χρησιμοποιούν τον δείκτη για την πιο παραγωγική καλοκαιρινή περίοδο στους υπολογισμούς. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την επιθυμία του μέσου χρήστη να πάρει εξοπλισμό με περιθώριο (δηλ. Να υπολογίσει τη δύναμη του ψυχρότερου μήνα) έτσι ώστε η θερμότητα από τον συλλέκτη να είναι επαρκής σε λιγότερο ηλιόλουστες φθινοπωρινές και χειμερινές ημέρες.

Ωστόσο, αν ακολουθήσετε το μονοπάτι επιλογής ενός ηλιακού συλλέκτη με αυξημένη ισχύ, τότε στην κορυφή της απόδοσής του, δηλαδή σε ζεστούς ηλιακούς καιρούς, θα αντιμετωπίσετε ένα σοβαρό πρόβλημα: θα δημιουργηθεί περισσότερη θερμότητα από ότι καταναλώνεται και αυτό απειλεί το κύκλωμα να υπερθερμανθεί και άλλες δυσάρεστες συνέπειες . Υπάρχουν δύο επιλογές για την επίλυση αυτού του προβλήματος: είτε να εγκαταστήσετε ένα ηλιακό συλλέκτη χαμηλής ισχύος και παράλληλα να συνδέσετε παράλληλα πλεοναστικές πηγές θερμότητας είτε να αγοράσετε ένα μοντέλο με μεγάλο αποθεματικό ισχύος και να δώσετε τρόπους για να αποφορτίσετε την υπερβολική θερμότητα κατά την περίοδο άνοιξη-καλοκαίρι.

Στασιμότητα του συστήματος

Ας μιλήσουμε λίγο περισσότερο για τα προβλήματα που σχετίζονται με μια περίσσεια θερμότητας που παράγεται. Υποθέστε λοιπόν ότι έχετε εγκαταστήσει έναν επαρκώς ισχυρό ηλιακό συλλέκτη ο οποίος μπορεί να παρέχει πλήρως θερμότητα στο σύστημα θέρμανσης του σπιτιού σας. Αλλά το καλοκαίρι ήρθε και η ανάγκη για θέρμανση εξαφανίστηκε. Εάν μπορείτε να απενεργοποιήσετε την παροχή ρεύματος για έναν ηλεκτρικό λέβητα, απενεργοποιήστε την τροφοδοσία καυσίμου για ένα λέβητα αερίου, τότε δεν έχουμε ενέργεια πάνω από τον ήλιο - δεν μπορούμε να την απενεργοποιήσουμε όταν είναι πολύ ζεστό.

Η στασιμότητα του συστήματος είναι ένα από τα κύρια δυνητικά προβλήματα των ηλιακών συλλεκτών. Σε περίπτωση ανεπαρκούς θέρμανσης από το κύκλωμα συλλέκτη, το ψυκτικό υγρό υπερθερμαίνεται. Σε μια συγκεκριμένη στιγμή, ο τελευταίος μπορεί να βράσει, πράγμα που θα οδηγήσει στον τερματισμό της κυκλοφορίας του κατά μήκος του κυκλώματος. Όταν το ψυκτικό υγρό κρυώσει και συμπυκνωθεί, το σύστημα θα ξαναρχίσει τη λειτουργία του. Ωστόσο, μακριά από όλους τους τύπους ψυκτικών υγρών μεταφέρει ήρεμα τη μετάβαση από μια υγρή κατάσταση σε μια αέρια κατάσταση και αντίστροφα. Ορισμένοι, ως αποτέλεσμα της υπερθέρμανσης, αποκτούν μια ζελατινή συνέπεια, γεγονός που καθιστά αδύνατη την περαιτέρω λειτουργία του κυκλώματος.

Μόνο η σταθερή απομάκρυνση της θερμότητας που παράγεται από τον συλλέκτη θα βοηθήσει στην αποφυγή της στασιμότητας. Εάν ο υπολογισμός της ισχύος του εξοπλισμού γίνει σωστά, η πιθανότητα των προβλημάτων είναι σχεδόν μηδενική.

Εντούτοις, ακόμη και στην περίπτωση αυτή, δεν αποκλείεται η ύπαρξη περιπτώσεων ανωτέρας βίας, επομένως πρέπει να προβλεφθούν εκ των προτέρων τρόποι προστασίας από υπερθέρμανση:

1. Εγκατάσταση δεξαμενής για τη συσσώρευση ζεστού νερού. Εάν το νερό της κύριας δεξαμενής του συστήματος παροχής ζεστού νερού έχει φτάσει στο μέγιστο που έχει οριστεί και ο ηλιακός συλλέκτης συνεχίζει να τροφοδοτεί θερμότητα, η αυτόματη αλλαγή θα γίνεται και το νερό θα αρχίσει να θερμαίνεται ήδη στο εφεδρικό δοχείο. Το δημιουργημένο απόθεμα ζεστού νερού μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οικιακές ανάγκες αργότερα, σε συννεφιασμένες καιρικές συνθήκες.

2. Θέρμανση νερού στην πισίνα. Οι ιδιοκτήτες σπιτιών με πισίνα (δεν έχει σημασία, εσωτερική ή εξωτερική) έχουν μια μεγάλη ευκαιρία να εκτρέψουν την υπερβολική θερμότητα. Ο όγκος της πισίνας είναι ασύγκριτα μεγαλύτερος από τον όγκο οποιουδήποτε οικιακού χώρου αποθήκευσης, από τον οποίο προκύπτει ότι το νερό μέσα σε αυτό δεν θα ζεσταθεί τόσο πολύ που δεν μπορεί πλέον να απορροφήσει θερμότητα.

3. Αποστραγγίστε το ζεστό νερό. Εάν δεν υπάρχει η δυνατότητα να περάσετε υπερβολική θερμότητα, μπορείτε απλά να αποστραγγίσετε το ζεστό νερό από τη δεξαμενή αποθήκευσης για ζεστό νερό σε μικρές αποχετεύσεις σε μικρές ποσότητες. Το κρύο νερό που εισέρχεται στη δεξαμενή θα μειώσει τη θερμοκρασία ολόκληρης της έντασης, η οποία θα συνεχίσει να απομακρύνει τη θερμότητα από το κύκλωμα.

4. Εξωτερικός εναλλάκτης θερμότητας με ανεμιστήρα. Εάν ο ηλιακός συλλέκτης έχει υψηλή χωρητικότητα, η υπερβολική θερμότητα μπορεί επίσης να είναι πολύ μεγάλη. Σε αυτή την περίπτωση, το σύστημα είναι εφοδιασμένο με ένα πρόσθετο κύκλωμα γεμάτο με ψυκτικό. Αυτό το πρόσθετο κύκλωμα συνδέεται με το σύστημα μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας εξοπλισμένου με ανεμιστήρα και τοποθετημένος έξω από το κτίριο. Εάν υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσης, η υπερβολική θερμότητα εισέρχεται στο πρόσθετο κύκλωμα και "απελευθερώνεται" στον αέρα μέσω του εναλλάκτη θερμότητας.

5. Η απόρριψη της θερμότητας στο έδαφος. Εάν εκτός από τον ηλιακό συλλέκτη στο σπίτι υπάρχει αντλία θερμότητας εδάφους, μπορεί να αποσταλεί υπερβολική θερμότητα στο πηγάδι. Σε αυτή την περίπτωση, λύνετε δύο προβλήματα ταυτόχρονα: αφενός, προστατεύετε το κύκλωμα συλλέκτη από υπερθέρμανση και από την άλλη αποκαθιστάτε το αποθεματικό θερμότητας στο έδαφος που εξαντλείται κατά τη διάρκεια του χειμώνα.

6. Απομόνωση ηλιακού συλλέκτη από το άμεσο ηλιακό φως. Αυτή η μέθοδος είναι μια από τις πιο απλές από τεχνική άποψη. Φυσικά, η αναρρίχηση στην οροφή και η χειροκίνητη κουρτίνα του συλλέκτη δεν αξίζει τον κόπο - είναι δύσκολο και ανασφαλές. Είναι πολύ πιο λογικό να εγκαταστήσετε μια τηλεχειριζόμενη οθόνη, όπως ένα ρολό. Μπορείτε ακόμη να συνδέσετε τη μονάδα ελέγχου αποσβεστήρα στον ελεγκτή - εάν η θερμοκρασία στο κύκλωμα αυξηθεί επικίνδυνα, ο συλλέκτης θα κλείσει αυτόματα.

7. Αποστράγγιση ψυκτικού υγρού. Αυτή η μέθοδος μπορεί να θεωρηθεί ως καρδινάλιος, αλλά ταυτόχρονα είναι αρκετά απλή.Εάν υπάρχει κίνδυνος υπερθέρμανσης, το ψυκτικό υγρό αποβάλλεται μέσω αντλίας σε ειδική δεξαμενή που είναι ενσωματωμένη στο κύκλωμα του συστήματος. Όταν οι συνθήκες γίνουν και πάλι ευνοϊκές, η αντλία επιστρέφει το ψυκτικό υγρό στο κύκλωμα και ο συλλέκτης θα αποκατασταθεί.

Άλλα εξαρτήματα του συστήματος

Δεν αρκεί να συλλέγουμε απλώς τη θερμότητα που εκπέμπεται από τον ήλιο. Είναι απαραίτητη η μεταφορά, η συσσώρευση, η μεταφορά τους στους καταναλωτές, ο έλεγχος όλων αυτών των διαδικασιών κλπ. Αυτό σημαίνει ότι εκτός από τους συλλέκτες που βρίσκονται στην οροφή, το σύστημα περιέχει πολλά άλλα στοιχεία, τα οποία μπορεί να είναι λιγότερο αισθητά αλλά όχι λιγότερο σημαντικά. Ας επικεντρωθούμε μόνο σε μερικούς από αυτούς.

Ψυκτικό μέσο

Η λειτουργία ψυκτικού υγρού στο κύκλωμα του συλλέκτη μπορεί να είναι είτε νερό είτε μη ψυκτικό υγρό.

Το νερό έχει πολλά μειονεκτήματα που επιβάλλουν ορισμένους περιορισμούς στη χρήση του ως ψυκτικού μέσου στους ηλιακούς συλλέκτες:

• Πρώτον, σε παγωμένες θερμοκρασίες παγώνει. Έτσι ώστε το παγωμένο ψυκτικό να μην σπάσει τους σωλήνες του κυκλώματος, θα πρέπει να αποστραγγιστεί με την προσέγγιση του κρύου καιρού, που σημαίνει ότι το χειμώνα δεν θα λάβετε ακόμη και μικρές ποσότητες θερμικής ενέργειας από τον συλλέκτη.
• Δεύτερον, ένα υπερβολικά υψηλό σημείο βρασμού νερού μπορεί να προκαλέσει συχνή στασιμότητα το καλοκαίρι.

Το μη ψυκτικό υγρό, σε αντίθεση με το νερό, έχει ένα σημαντικά χαμηλότερο σημείο πήξης και ένα ασύγκριτα υψηλότερο σημείο βρασμού, γεγονός που αυξάνει την ευκολία χρήσης του ως ψυκτικού μέσου. Ωστόσο, σε υψηλές θερμοκρασίες, η "μη κατάψυξη" μπορεί να υποστεί μη αναστρέψιμες αλλαγές, επομένως θα πρέπει να προστατεύεται από υπερβολική υπερθέρμανση.

Προσαρμοσμένη αντλία για ηλιακά συστήματα

Για να εξασφαλιστεί η αναγκαστική κυκλοφορία του ψυκτικού μέσου κατά μήκος του κυκλώματος συλλογής, απαιτείται μια αντλία προσαρμοσμένη για ηλιακά συστήματα.

Εναλλάκτης θερμότητας ζεστού νερού χρήσης

Η μεταφορά θερμότητας από το κύκλωμα του ηλιακού συλλέκτη στο νερό που χρησιμοποιείται στην παροχή ζεστού νερού οικιακής χρήσης ή στον θερμαντικό φορέα του συστήματος θέρμανσης πραγματοποιείται μέσω εναλλάκτη θερμότητας. Κατά κανόνα, για τη συσσώρευση ζεστού νερού, χρησιμοποιείται δεξαμενή μεγάλου όγκου με ήδη ενσωματωμένο εναλλάκτη θερμότητας. Είναι λογικό να χρησιμοποιείτε δεξαμενές με δύο ή περισσότερους εναλλάκτες θερμότητας: αυτό θα σας επιτρέψει να αντλήσετε θερμότητα όχι μόνο από τον ηλιακό συλλέκτη αλλά και από άλλες πηγές (αέριο ή ηλεκτρικό λέβητα, αντλία θερμότητας κλπ.).

Αυτοματισμοί

Ένα τέτοιο πολύπλοκο σύστημα δεν μπορεί να κάνει χωρίς αυτοματοποίηση, το οποίο ελέγχει και ελέγχει τη διαδικασία. Ο ελεγκτής σας επιτρέπει να αυτοματοποιήσετε το έργο του συλλέκτη: αναλύει τη θερμοκρασία στο κύκλωμα και τη δεξαμενή αποθήκευσης, ελέγχει την αντλία και τις βαλβίδες που είναι υπεύθυνες για την κίνηση ψυκτικού υγρού κατά μήκος του κυκλώματος. Αν το ψυκτικό υγρό στο κύκλωμα και το νερό της δεξαμενής υπερθερμανθεί, ο ελεγκτής θα δώσει εντολή να απορρίψει τη θερμότητα σε εναλλακτικό ψύκτη θερμότητας - πρόσθετο δοχείο νερού ή εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας.

Εάν στο τέλος της ημέρας η θερμοκρασία του νερού στη δεξαμενή αποθήκευσης υπερβεί τη θερμοκρασία του ψυκτικού υγρού στο κύκλωμα συλλέκτη, ο αυτοματισμός θα σταματήσει την κυκλοφορία του ψυκτικού υγρού κατά μήκος του κυκλώματος έτσι ώστε η συσσωρευμένη θερμότητα να μην απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα μέσω του ίδιου του συλλέκτη. Οι σύγχρονοι ελεγκτές καθιστούν δυνατή την απομακρυσμένη παρακολούθηση της λειτουργίας του συστήματος και, εάν είναι απαραίτητο, πραγματοποιούν προσαρμογές.

Σήμερα δεν θα είναι δύσκολο να βρεθεί ένας ηλιακός συλλέκτης και κάποια από τα εξαρτήματα που είναι απαραίτητα για τη λειτουργία του στην αγορά. Είναι πολύ πιθανό να συναρμολογηθεί ένα σύστημα από στοιχεία που αγοράζονται ξεχωριστά. Ωστόσο, οι κατασκευαστές προσφέρουν έτοιμα κιτ, τα οποία περιλαμβάνουν συλλέκτη, αντλίες, δεξαμενές αποθήκευσης, αυτοματισμό ελέγχου κλπ. Η αγορά ενός τέτοιου κιτ δεν είναι μόνο εξοικονόμηση χρόνου, αλλά και εγγύηση της απόδοσης του συστήματος.