Schematy instalacji do podgrzewania wody.
W zależności od sposobu wykorzystania energii uzyskanej w kolektorze, różne są rozwiązania techniczne, układy połączeń i systemy sterowania całością urządzeń. W praktyce stosowane są dwa rodzaje układów: układy bezpośrednie i
układy pośrednie.
Układy bezpośrednie.
Najprostszym rozwiązaniem jest układ pokazany na rys. 1. W układzie tym nie ma możliwości regulacji temperatury wody i jest ona funkcją chwilowej gęstości promieniowania słonecznego oraz poboru i przepływu wody.
.
Rys. 1. Układ do podgrzewania wody bez zasobnika.
Układy takie są stosowane do podgrzewania wody w basenach kąpielowych lub np. do pojenia bydła.
Na rysunku 2 pokazano bezpośredni układ z zasobnikiem. Może być on stosowany w tych przypadkach, gdy pobór wody jest względnie równomierny i występuje głównie w godzinach największego nasłonecznienia.
Rys. 2. Układ bezpośredni z zasobnikiem.
W układzie tym zasobnik wyrównuje zmiany temperatury wody spowodowane chwilowym poborem. Większą stabilizację temperatury wody można uzyskać w układzie bezpośrednim z doładowaniem zasobnika (rys. 3.)
Układy pośrednie.
Gdy urządzenia mają być eksploatowane w czasie całego roku oraz aby usunąć niebezpieczeństwo przyspieszonej korozji, stosowane są układy pośrednie. W układach tych woda lub inny czynnik roboczy przepływający przez kolektory nie miesza się z czynnikiem użytecznym. Obieg w
układzie kolektora może być grawitacyjny lub wymuszony działaniem pompy. Zasobnik, w zależności od potrzeby, może być wyposażony w dodatkowe źródło ciepła np. grzejnik elektryczny.
Układy bez dodatkowego źródła ciepła.
Rys. 4. Układ do podgrzewania wody z grawitacyjnym obiegiem czynnika i otwartym naczyniem wzbiorczym.
Układ (rys. 4.) może być eksploatowany tylko wówczas, gdy zasobnik umieszczony jest powyżej kolektora. Zaletą tego układu jest to, że nie wymaga on
zastosowania automatyki.Czynnik roboczy samoczynnie krąży w układzie kolektor - wężownica.
W układzie pokazanym na rys. 5 kolektor i zasobnik mogą być usytuowane dowolnie.
Rys. 5. Układ do podgrzewania wody z obiegiem pompowym i zamkniętym naczyniem wzbiorczym.
Układ taki wymaga doprowadzenia energii do pompy oraz automatycznego sterowania pracą pompy. Wymaga także stosowania urządzeń zabezpieczających instalację przed wzrostem ciśnienia. Jego zaletą są mniejsze straty cieplne wynikające z możliwości stosowania przewodów o dwukrotnie mniejszej średnicy oraz lepszy odbiór energii cieplnej wynikający z możliwości regulacji wydatku pompy.
Układy z dodatkowym źródłem ciepła.
W wielu przypadkach występują okresy , w których strumień energii słonecznej jest niewystarczający do zapewnienia dostawy ciepła. Wówczas konieczne jest stosowanie układów z dodatkowym źródłem ciepła. Dodatkowym źródłem ciepła może być grzejnik elektryczny, przepływowy podgrzewacz wody, kocioł
gazowy, olejowy lub węglowy.Na rysunkach 6 - 9 przedstawiono najczęściej spotykane systemy dodatkowego podgrzewania wody.
Rys.6. Układ do podgrzewania wody z dodatkowym podgrzewaczem w zbiorniku.
Rys.7. Układ do podgrzewania wody z dodatkowym przepływowym wymiennikiem ciepła.
Na rys. 7 pokazano układ, w którym zastosowano podgrzewacz przepływowy działający w chwili poboru wody. Zapewnia to uzyskanie najwyższej sprawności przy stosunkowo najmniejszym zużyciu ciepła dodatkowego.
Rys. 8. Układ do podgrzewania wody z dodatkowym podgrzewaczem i dwustrefowym zasobnikiem ciepła.
Rys. 9. Układ
do podgrzewania wody z dodatkowym podgrzewaczem w zasobniku Z2 i zasobnikiem Z1.
Układ pokazany na rysunku 6 jest najmniej korzystny pod względem ekonomicznym. Woda krążąca w układzie kolektora ma najwyższą temperaturę, przez co sprawność kolektorów jest najmniejsza spośród opisanych. W celu obniżenia temperatury czynnika roboczego stosuje się zasobnik dwustrefowy (rys. 8.). Układ na rysunku 9 ma niższą sprawność cieplną, lecz jego pewność zasilania oraz stabilność temperatury ciepłej wody użytkowej jes
t najwyższa spośród wszystkich układów. Wielkość zasobnika Z2 i wartość stosunku Z1/Z2 zależy od rodzaju dodatkowego źródła ciepła, jego bezwładności cieplnej, sposobu przyłączenia i automatyki.