Θερμοσίφωνες

Ηλιακά συστήματα για θέρμανση ζεστού νερού

Αυτά είναι από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ηλιακά συστήματα για οικιακή χρήση.

Ανάλογα με τον τρόπο λειτουργίας και εγκατάστασης, διακρίνονται οι εξής τύποι ηλιακών συστημάτων για ζεστό νερό – ενεργά και παθητικά συστήματα. Τα ενεργά είναι αυτά που κατά την εγκατάσταση τους τοποθετούνται ειδικοί ελεγκτές και κυκλοφορητές. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ενεργά ηλιακά συστήματα είναι με ηλιακούς συλλέκτες με σωλήνες Heat Pipe. Τα παθητικά ηλιακά συστήματα είναι τα θερμοσιφωνικά συστήματα.

Θερμοσιφωνικά ηλιακά συστήματα

Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στην θερμοκρασιακή αναστροφή – το ζεστό νερό από τον ηλιακό συλλέκτη ανεβαίνει στα ανώτερα στρώματα και μεταφέρεται στη δεξαμενή, μετά επιστρέφει στο σύστημα και η διαδικασία επαναλαμβάνεται συνεχώς. Σε γενικές γραμμές, το νερό που περνά από το σύστημα θερμαίνεται, αυξάνεται σε όγκο, ανεβαίνει στους σωλήνες και φτάνει στον συλλέκτη. Ο ηλιακός συλλέκτης και ο θερμοσίφωνας είναι ένα ενιαίο σύστημα και γι' αυτό ο τύπος αυτός ονομάζεται μονομπλόκ σύστημα. Με την προσθήκη ηλεκτρικής αντίστασης, τα θερμοσιφωνικά ηλιακά συστήματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν όλο το χρόνο. Το σύστημα είναι απλό και έχει πολύ υψηλή αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής, διακρίνονται οι εξής τύποι θερμοσιφωνικών συστημάτων:

• Ανοιχτό θερμοσιφωνικό σύστημα: Χαρακτηρίζεται από άμεση σύνδεση μεταξύ της δεξαμενής και των σωλήνων του ηλιακού συλλέκτη. Το σύστημα δεν λειτουργεί υπό πίεση από το δίκτυο ύδρευσης και χρησιμοποιεί την αρχή της βαρύτητας του νερού. Για το λόγο αυτό, απαιτείται διαφορά ύψους μεταξύ της τοποθέτησης του ντους και του θερμοσίφωνα. Εάν αυτό δεν είναι δυνατό, μπορεί να προστεθεί ενισχυτική αντλία. Ο φθηνότερος τρόπος είναι η χρήση επιπλέον δοχείου διαστολής για την πλήρωση της δεξαμενής. Τέτοιο σύστημα δεν μπορεί να συνδεθεί με τον υπάρχοντα ηλεκτρικό θερμοσίφωνα.
• Κλειστό θερμοσιφωνικό σύστημα υπό πίεση: Άμεση σύνδεση με το δίκτυο ύδρευσης. Μπορεί να τοποθετηθεί παντού, ακόμη και κάτω από το επίπεδο του ντους. Οι σωλήνες κενού δεν έρχονται σε άμεση επαφή με το νερό και η δεξαμενή λειτουργεί υπό πίεση. Αυτά τα θερμοσιφωνικά συστήματα, αν και λίγο πιο ακριβά, λειτουργούν ανεξάρτητα από την καταστροφή ενός ή περισσότερων σωλήνων. Μπορούν επίσης να συνδεθούν με τον ηλεκτρικό θερμοσίφωνα του σπιτιού.
• Θερμοσίφωνας με εναλλάκτη θερμότητας: Πρόκειται για έναν εναλλάκτη θερμότητας στον οποίο προστίθενται σωλήνες κενού. Το νερό για θέρμανση συνδέεται με τον εναλλάκτη θερμότητας, ο οποίος έχει είσοδο και έξοδο, και θερμαίνεται καθώς περνά μέσα από αυτόν. Οι απώλειες από εξάτμιση είναι ελάχιστες, διατηρώντας έτσι σταθερό όγκο νερού στη δεξαμενή. Πολλά θερμοσιφωνικά συστήματα μπορούν να συνδεθούν μεταξύ τους για μεγαλύτερη χωρητικότητα.

Διαχωρισμένα συστήματα

Ο ηλιακός συλλέκτης και η δεξαμενή νερού είναι ξεχωριστά και μπορούν να τοποθετηθούν σε μεγάλη απόσταση μεταξύ τους. Υπάρχει ένας ηλιακός ελεγκτής που διαχειρίζεται την αντλία, η οποία πραγματοποιεί την ανταλλαγή θερμότητας. Το σύστημα θέρμανσης και το ηλιακό σύστημα μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα ενιαίο σύστημα.

• Διαχωρισμένα συστήματα υπό πίεση: Το υγρό κυκλοφορεί σε κλειστό κύκλωμα μεταξύ του ηλιακού συλλέκτη και της δεξαμενής, στην οποία συνδέεται ένα δοχείο διαστολής, το οποίο αντισταθμίζει την θερμική διαστολή του υγρού. Συνήθως χρησιμοποιείται προπυλενογλυκόλη. Αυτά τα συστήματα είναι πιο σύνθετα και απαιτούν προκαταρκτικό σχεδιασμό και εγκατάσταση από ειδικό.
• Ανοιχτά διαχωρισμένα συστήματα (ατμοσφαιρικά): Χρησιμοποιείται νερό και ο κύκλος στον οποίο κυκλοφορεί είναι συνδεδεμένος με τον εξωτερικό αέρα (ατμόσφαιρα). Ο ηλιακός συλλέκτης είναι απλούστερος και οι δεξαμενές μπορεί να είναι υπό πίεση ή όχι. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί δοχείο διαστολής ή αυτόματη αποστράγγιση. Η απόδοση του ανοιχτού ηλιακού συστήματος είναι πολύ υψηλότερη από αυτή των συστημάτων υπό πίεση.