Leitfaden zur Auswahl eines Solarwarmwasserbereiters

Eine solare Warmwasserbereitung besteht in der Regel aus folgenden Komponenten: Solarthermiekollektoren, einem Wasserspeicher, einem Zirkulationssystem mit Umwälzpumpe und Temperaturregler sowie einer Gas- oder Elektronachheizung. In einem indirekten Solarwarmwasserbereitersystem wird ein zusätzlicher Wärmetauscher sowie ein zusätzlicher Drainback-Behälter benötigt. In diesem Lernartikel werden wir den Betrieb von solaren Warmwasserbereitungssystemen untersuchen und Sie durch die komplizierten und manchmal verwirrenden Klassifizierungen dieser Systeme führen.

Arbeitsprinzipien von Solarwarmwasserbereitern

Bevor wir uns verschiedene Arten von Warmwasserbereitern ansehen, wollen wir uns zunächst mit der Funktionsweise von Solarwarmwasserbereitern befassen. Zunächst einmal fangen auf Ihrem Dach installierte solarthermische Kollektoren Sonnenstrahlung ein und erhitzen damit eine Flüssigkeit im Absorber. Dieser Prozess unterscheidet sich grundlegend von Solar-Photovoltaik (PV)-Modulen, die Strom erzeugen, den Sie in Ihrem Haus verwenden. Sonnenkollektoren wandeln Energie in Strom um. Solarwarmwasserbereiter übertragen Energie. Wir wissen, dass dies verwirrend sein kann, aber wir bezeichnen die Solarmodule, die Strom erzeugen, als Sonnenkollektoren oder Solarmodule. Sonnenkollektoren in einem Solarwarmwasserbereiter sehen vielleicht etwas ähnlich aus, sind aber völlig unterschiedlich.

Klassifizierung von Solaranlagen zur Wassererwärmung

Direkt und indirekt

Solare Warmwasserbereitungssysteme können auf viele Arten klassifiziert werden. Eine grundlegende Möglichkeit, Solarheizungen zu unterscheiden, basiert darauf, was in ihren Solarkollektoren erhitzt wird. Daraus ergeben sich zwei unterschiedliche Kategorien: direkte und indirekte Systeme. Direkte solare Wassererwärmungssysteme, auch Open-Loop-Systeme genannt, zirkulieren Haushaltswasser, das wir zum Duschen und Händewaschen verwenden, vom Wassertank zu den Kollektoren und zurück.

Auf der anderen Seite verwenden indirekte oder geschlossene Solarwarmwasserbereiter einen Wärmetauscher, um Ihr Wasser von einer Wärmeübertragungsflüssigkeit zu trennen, normalerweise Frostschutzmittel, das in den Kollektoren und im Rohrleitungssystem zirkuliert. Obwohl teurer und wartungsintensiver, arbeiten indirekte Systeme zuverlässig unter sehr kalten oder heißen Bedingungen. Die Wärmeträgerflüssigkeit verhindert sowohl das Einfrieren als auch das Überhitzen.

Aktiv und passiv

elektrisches GerätBasierend darauf, ob eine externe Kraft im Zirkulationssystem verwendet wird, kann der Solarwarmwasserbereiter in aktive und passive Systeme eingeteilt werden. Aktive solare Warmwasserbereitungssysteme verwenden Pumpen, um Haushaltswasser oder Frostschutzmittel durch das System zu zirkulieren. Sie regeln auch den Gesamtprozess mit elektronischen Reglern, direkte passive und aktive solare Warmwasserbereitungssysteme, unter denen der Temperaturregler die Schlüsselkomponente ist. Der Temperaturregler überwacht die Temperaturdifferenz zwischen der aus dem Solarkollektor austretenden Flüssigkeit und dem Wasser im Speicher. Typischerweise schaltet der Regler die Pumpe ein, wenn die Flüssigkeit (Brauchwasser oder Frostschutzmittel) im Kollektor etwa 5-8 Grad Celsius wärmer ist als das Wasser im Tank, und schaltet die Pumpe aus, wenn sich der Temperaturunterschied 3-4 Grad Celsius nähert. Dieses Regelverfahren verhindert, dass die Pumpe zu oft taktet und das Wasser im Tank überhitzt.

Da sie keine Pumpen verwenden, verlassen sich passive Solarwarmwasserbereiter ausschließlich auf natürliche wärmegetriebene Konvektionskräfte und die Schwerkraft, um Wasser oder Wärmeübertragungsflüssigkeit durch das System zu zirkulieren. Da bei Konvektion warmes Wasser aufsteigt und kühles Wasser abfällt, sollte der Speicher immer über den Sonnenkollektoren platziert werden. Obwohl passive solare Warmwasserbereitungssysteme weniger kosten als aktive Systeme, etwa 20 % bis 50 %, und keine Wartung erfordern, sind sie relativ ineffizient und können überhitzen oder einfrieren. Aktive Systeme bieten auch mehr Freiheit beim Systemdesign und ermöglichen eine präzise Temperaturregelung, wodurch Ihr Solarwasserheizungserlebnis so angenehm wie möglich wird

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Vergleich von Solaranlagen zur Wassererwärmung

Wenn in Ihrem Haushalt viele Menschen leben und Sie sich in einem warmen Klima befinden, ist ein direktes aktives Solarwarmwasserbereitersystem wahrscheinlich die beste Option, wenn Sie die Gesamtkosten und die Effizienz berücksichtigen.

Wenn Ihr Wasserverbrauch zu Hause in den Morgenstunden aufgrund des Duschens und Kochens höher ist, aber nach der Schule der Kinder und Sie im Büro abnimmt, sollten Sie einen aktiven Solarwarmwasserbereiter mit Drainback-System wählen, um sicherzustellen, dass Ihr Wasser verbraucht wird Wasser wird nachts warm gehalten.

Wenn Sie das ganze Jahr über heißes Wetter haben und keine Zeit und kein Geld für die Wartung aufwenden möchten, ist ein passives Direktsystem am sinnvollsten.

Wenn Sie in einer Gegend mit gemäßigtem Klima leben und kein großes Budget haben, können Sie sich für ein Thermosiphonsystem entscheiden, wenn Sie einen Speicher über den Sonnenkollektoren montieren können.

DiagrammWenn Sie in einer kalten Gegend leben, ist ein indirektes System eine logische Wahl, da die Wärmeübertragungsflüssigkeit, normalerweise Frostschutzmittel, den Betrieb über einen größeren Temperaturbereich ermöglicht.