BTE Solar: Güneş Enerjili Su Isıtma Sisteminin Prensibi ve Bileşenleri

Güneş Enerjisiyle Su Isıtma Sisteminin Prensibi ve Bileşenleri

Güneş Enerjisinin Kullanımı:

Güneş enerjili su ısıtıcısı, güneş ışığını termal enerjiye dönüştürerek, insanların günlük yaşam ve üretim için sıcak su ihtiyaçlarını karşılamak üzere suyu düşük sıcaklıklardan yüksek sıcaklıklara kadar ısıtan bir ısıtma cihazıdır. Güneş enerjili su ısıtıcıları, yapısal türlerine göre vakum tüplü güneş enerjili su ısıtıcıları ve düz plakalı güneş enerjili su ısıtıcıları olarak sınıflandırılır.

Çalışma Prensibi:

Güneş ışığı, ısı emici tüpteki ilk cam katmanından geçer ve güneş enerjisini emen ikinci katmanın siyah ısı emici katmanına çarpar. Çünkü iki cam katmanı arasındaki vakum yalıtımı ısı transferini önemli ölçüde azaltır (radyasyonla ısı transferi yine de gerçekleşir, ancak ısı iletimi ve taşınımı ortadan kalkar). Isının çoğu cam tüpün içindeki suya aktarılır ve suyu ısıtır. Isınan su daha hafif hale gelir ve cam tüpün ısıtılmış yüzeyi boyunca yukarı doğru akarak yalıtımlı su depolama tankına girer. Tanktaki nispeten daha soğuk su ise, cam tüpün arkadan aydınlatılmış yüzeyi boyunca akarak suyu yeniler. Bu döngü, yalıtımlı su depolama tankındaki suyu sürekli ısıtarak sıcak su elde edilmesini sağlar.

Güneş Enerjisiyle Su Isıtma Sisteminin Bileşenleri

1. Düz Levha Güneş Kollektörü

Sistemdeki ısı toplayıcı elemandır. İşlevi, elektrikli su ısıtıcısındaki ısıtma elemanına benzer. Elektrikli ve gazlı su ısıtıcılarının aksine, güneş kollektörleri güneş ışınımı ısısını kullanır, bu nedenle ısıtma süresi güneş radyasyonu belirli bir seviyeye ulaştığında sınırlıdır.

Günümüzde Çin pazarında en yaygın güneş kollektörü türü, tamamen camdan yapılmış vakum tüplü güneş kollektörüdür. Bu kollektör, bir dış tüp ve bir iç tüpten oluşur ve iç tüp, seçici emici bir kaplama ile kaplanmıştır. Düz plakalı güneş kollektörleri, kollektör panelinde siyah krom gibi ısı emici bir film kullanır ve metal tüp, kollektör paneline kaynaklanır. Düz plakalı güneş kollektörleri, vakum tüplü kollektörlerden biraz daha pahalıdır, ancak son yıllarda, özellikle yüksek katlı konut binalarındaki balkona monte güneş enerjili su ısıtıcıları için maliyetleri artmaktadır. Tamamen camdan yapılmış vakum tüpleri genellikle 3,3 metrelik yüksek borosilikat ultra sert camdan yapılır ve seçici emici kaplama, vakum püskürtmeli seçici kaplama işlemi kullanılarak uygulanır.

2. Yalıtımlı Su Deposu

Sıcak su depolamak için bir kap. Kollektör boruları tarafından toplanan sıcak su, ısı kaybını önlemek için yalıtımlı bir su deposunda depolanmalıdır. Bir güneş enerjili su ısıtıcısının yalıtımlı su deposu, bir iç depo, bir yalıtım katmanı ve bir su deposu kabuğundan oluşur. Su deposunun iç astarı, sıcak su depolamak için önemli bir bileşendir ve malzeme mukavemeti ve korozyon direnci son derece önemlidir. Mevcut malzemeler arasında paslanmaz çelik ve emaye bulunur. Yalıtım malzemesinin kalitesi, özellikle soğuk havalarda önemli olan ısı yalıtımının etkinliğini doğrudan etkiler. Poliüretan integral köpük, tercih edilen bir yalıtım yöntemidir. Dış kabuk genellikle renkli kaplamalı çelik, galvanizli çelik veya paslanmaz çelikten yapılır. Yalıtımlı bir su deposu, mükemmel yalıtım, korozyon direnci ve temiz su kalitesi gerektirir.

3. Parantez

Bu braket, kollektörü ve yalıtımlı su deposunu destekler. Sağlam, stabil ve rüzgara, kara, eskimeye ve pasa dayanıklı olmalıdır. Genellikle paslanmaz çelik, alüminyum alaşımı veya plastik püskürtme kaplamalı çelikten yapılır.

4. Bağlantı Boruları

Güneş enerjili su ısıtıcısı önce sıcak su deposuna soğuk su çeker, ardından kollektör aracılığıyla ısıyı yalıtımlı su deposuna aktarır. Sıcak su deposu, iç mekan soğuk ve sıcak su hatlarına bağlanarak tüm sistem için kapalı bir devre oluşturur. Doğru tasarlanmış ve doğru bağlanmış güneş enerjisi boruları, güneş enerjisi sisteminin optimum çalışması için çok önemlidir. Güneş enerjisi boruları yalıtılmalıdır. Soğuk kuzey bölgelerinde, kullanıcıların soğuk kış aylarında bile güneş enerjisiyle sıcak sudan yararlanabilmelerini sağlamak için boruların dış duvarlarına ısıtma kabloları döşenmelidir.

5. Kontrol Bileşenleri

Sıcaklık Farkı Kontrollü Isı Toplama Sirkülasyonu: Güneş enerjili sıcak su yerden ısıtma sistemi, bir kolektör sıcaklık sensörü ve bir su sıcaklık sensörü içerir. Kolektör güneş ışınlarını emdikten sonra, kolektör borularının sıcaklığı yükselir. Kolektör ile su deposu arasındaki sıcaklık farkı ayarlanan değeri aştığında, algılama sistemi bir komut başlatarak merkezi su ısıtıcısından kolektöre soğuk su pompalayan bir sirkülasyon pompasını çalıştırır. Isıtılan su daha sonra su deposuna geri döner ve depodaki su ayarlanan sıcaklığa ulaşır.