Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι ένα ενεργητικό ηλιοθερμικό σύστημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης. Χρησιμοποιείται ευρύτατα στις χώρες με μεγάλη ηλιοφάνεια, όπως για παράδειγμα στις χώρες της Μεσογείου και φυσικά την Ελλάδα, η οποία και πρωτοπορεί στους ηλιακούς θερμοσίφωνες από τη δεκαετία του '70.
Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι η πιο απλή και γνωστότερη ηλιακή συσκευή. Κατά την λειτουργία του γίνεται εκμετάλλευση της αρχή του θερμοσιφώνου και επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού με φυσικό τρόπο χωρίς μηχανικά μέρη (αντλίες κλπ.). Η θέρμανση του νερού γίνεται μεσω της εκμετάλλευσης της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στους συλλέκτες του λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας.
Αρχή του Θερμοσιφώνου: Δηλαδή το φυσικό φαινόμενο της ροής των ρευστών λόγω διαφοράς θερμοκρασίας (διαφοράς πυκνότητας). Το θερμό νερό έχει την τάση να ανεβαίνει προς τα πάνω.
• Διπλής ενέργειας: Ο Ηλιακός Θερμοσίφωνας λειτουργεί εκμεταλλευόμενος είτε την ηλιακή ενέργεια είτε το ηλεκτρικό ρεύμα. Για τον σκοπό αυτό, υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση τοποθετημένη στο δοχείου του ηλιακού θερμοσίφωνας ώστε να ζεσταίνει το νερό όταν η ηλιακή ενέργεια δεν επαρκεί (π.χ. τις ημέρες με συννεφιά).
• Τριπλής ενέργειας: Ο Ηλιακός Θερμοσίφωνας έχει επιπλέον μια είσοδο σε σχέση με τον ΗΘ διπλής ενέργειας, έτσι ώστε να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του κυκλώματος θέρμανσης που παράγεται από τον πηγή κεντρικής θέρμανσης (Λέβητα ή Αντλία Θερμότητας).
Επίσης μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τους ηλιακούς θερμοσίφωνες ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:
• Ανοικτού κυκλώματος: Όπου γίνεται απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε).
• Κλειστού κυκλώματος: Όπου γίνεται έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα το οποίο θερμαίνει το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε χωρίς να γίνεται ανάμιξή τους).
Οι σύγχρονοι Ηλίακοί Θερμοσίφωνες είναι κλειστού κυκλώματος, ενώ οι ανοικτού κυκλώματος λόγω διάφορων προβλημάτων έχουν σχεδόν καταργηθεί.
• Το τμήμα συλλογής ηλιακής ενέργειας (οι ηλιακοί συλλέκτες, δηλαδή η επιφάνεια απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας)
• Το τμήμα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας (το δοχείο, δηλαδή η δεξαμενή αποθήκευσης του ζεστού νερού χρήσης)
Στον κλασσικό ηλιακό θερμοσίφωνα τα δύο αυτά μέρη είναι συναρμολογημένα μαζί και συνδέονται με σωληνώσεις. Επιπλέον, ο ηλιακός θερμοσίφωνας διαθέτει επιπλέον εξαρτήματα ελέγχου όπως η βαλβίδα υπερπίεσης.
Στα μεγαλύτερα συστήματα (ηλιοθερμικά συστήματα βεβιασμένης κυκλοφορίας) οι συλλέκτες είναι στην οροφή του κτιρίου ενώ το ηλιακό δοχείο σε ξεχωριστό χώρο, συνήθως στο λεβητοστάσιο.
Σε αυτά τα ηλιοθερμικά συστήματα χρησιμοποιούνται αντλίες για την κυκλοφορία του θερμαινόμενου μέσου. Στο ηλιακό θερμοσίφωνα δεν απαιτείται η χρήση αντλίας για τν κυκλοφορία του νερού.
Τα βασικά κριτήρια για την σωστή επιλογή ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι:
• Ο πιο απλός τύπος ηλιακών συλλεκτών αφορά χάλκινους ηλιακούς συλλέκτες.
• Οι επιλεκτικοί συλλέκτες μπορούν να αποδώσουν μέχρι 40% περισσότερο από τους απλούς (χάλκινους) ηλιακούς συλλέκτες.
• Επιπλέον οι ηλιακοί συλλέκτες με επίστρωση τιτανίου μπορούν να απορροφήσουν μέχρι 95% άμεση και έμμεση ακτινοβολία – άρα ακόμα μεγαλύτερη απόδοση και κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
• Στον αντίποδα, υπάρχουν οι ηλιακοί που λειτουργούν με λυχνίες κενού, των οποίων η απόδοση θεωρείται ότι φτάνει το 100% ακόμα και το χειμώνα. Λόγω του μεγαλύτερου κόστους στην αγορά ηλιακού θερμοσίφωνα, προτιμώνται στις περιπτώσεις που υπάρχει ανάγκη ζεστού νερού πολύ υψηλών θερμοκρασιών, αν και έχουν προβλήματα υπερθέρμανσης.
• Glass (Εμαγιέ): Θεωρείτε η πιο ενδεδειγμένη κατασκευή, κυρίως για τις αντοχές της σε πολύ σκληρά νερά και για την υψηλή ελαστικότητά της, προστατεύοντας από ρωγμές λόγω συστολής και διαστολής κατά τις απότομες μεταβολές στη θερμοκρασία.
• Χάλκινο: Η τιμή αγοράς ανεβαίνει κατά πολύ για έναν ηλιακό θερμοσίφωνα με χάλκινο μπόιλερ, χωρίς σημαντικά πλεονεκτήματα.
• Ανοξείδωτο (ΙΝΟΧ): Δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλυβα με μεγάλη αντοχή στη διάβρωση και την ηλεκτρόλυση αλλά επίσης αρκετά ακριβή στην αγορά.
Τα εμαγιέ - glass δοχεία έχουν πλέον επικρατήσει στην παγκόσμια αγορά ηλιακών θερμοσιφώνων.
Η τακτική συντήρηση του ηλιακού θερμοσίφωνα βελτιστοποιεί την ποιότητα, την υγιεινή και την απόδοση λειτουργίας του, κάνοντας παράλληλα οικονομία και στην κατανάλωση ενέργειας. Για την εύρυθμη λειτουργία του ηλιακού θερμοσίφωνα απαιτείται η τακτική του συντήρηση από εξειδικευμένο συνεργείο.
Οι απαραίτητες ενέργειες κατά τη συντήρηση του ηλιακού θερμοσίφωνα είναι:
• Ο έλεγχος της στάθμης των ηλιακών υγρών & η συμπλήρωση όπου κρίνεται απαραίτητο.
• Ο έλεγχος και επιδιόρθωση των μονώσεων στις τοπικές σωληνώσεις του ηλιακού
• Ο έλεγχος και η αλλαγή του ανόδιου του μαγνησίου, ώστε να αποφεύγεται η δημιουργία αλάτων εντός του ηλιακού θερμοσίφωνα
• Ο έλεγχος και ο καθαρισμός της ηλεκτρικής αντίστασης
Φυσικά προαπαιτούμενο για το παραπάνω αποτελεί η σωστή διαστασιολόγηση του ηλιακού θερμοσίφωνα, ώστε να καλύπτει πλήρως αλλά και χωρίς υπερβολές τις ανάγκες του κτηρίου σε ζεστό νερό χρήσης.
Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι η πιο απλή και γνωστότερη ηλιακή συσκευή. Κατά την λειτουργία του γίνεται εκμετάλλευση της αρχή του θερμοσιφώνου και επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού με φυσικό τρόπο χωρίς μηχανικά μέρη (αντλίες κλπ.). Η θέρμανση του νερού γίνεται μεσω της εκμετάλλευσης της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στους συλλέκτες του λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας.
Αρχή του Θερμοσιφώνου: Δηλαδή το φυσικό φαινόμενο της ροής των ρευστών λόγω διαφοράς θερμοκρασίας (διαφοράς πυκνότητας). Το θερμό νερό έχει την τάση να ανεβαίνει προς τα πάνω.
Είδη Ηλιακών Θερμοσιφώνων
Διακρίνουμε δύο είδη ηλιακών θερμοσιφώνων ανάλογα με τον αριθμό ενεργειακών πηγών που μπορούν να εκμεταλλευτούν. Διακρίνονται σε:• Διπλής ενέργειας: Ο Ηλιακός Θερμοσίφωνας λειτουργεί εκμεταλλευόμενος είτε την ηλιακή ενέργεια είτε το ηλεκτρικό ρεύμα. Για τον σκοπό αυτό, υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση τοποθετημένη στο δοχείου του ηλιακού θερμοσίφωνας ώστε να ζεσταίνει το νερό όταν η ηλιακή ενέργεια δεν επαρκεί (π.χ. τις ημέρες με συννεφιά).
• Τριπλής ενέργειας: Ο Ηλιακός Θερμοσίφωνας έχει επιπλέον μια είσοδο σε σχέση με τον ΗΘ διπλής ενέργειας, έτσι ώστε να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του κυκλώματος θέρμανσης που παράγεται από τον πηγή κεντρικής θέρμανσης (Λέβητα ή Αντλία Θερμότητας).
Επίσης μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τους ηλιακούς θερμοσίφωνες ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:
• Ανοικτού κυκλώματος: Όπου γίνεται απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε).
• Κλειστού κυκλώματος: Όπου γίνεται έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης (το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα το οποίο θερμαίνει το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε χωρίς να γίνεται ανάμιξή τους).
Οι σύγχρονοι Ηλίακοί Θερμοσίφωνες είναι κλειστού κυκλώματος, ενώ οι ανοικτού κυκλώματος λόγω διάφορων προβλημάτων έχουν σχεδόν καταργηθεί.
Τα μέρη του Ηλιακού Θερμοσίφωνα
Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, ανεξάρτητα από το είδος τους, αποτελούνται από δύο βασικά μέρη:• Το τμήμα συλλογής ηλιακής ενέργειας (οι ηλιακοί συλλέκτες, δηλαδή η επιφάνεια απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας)
• Το τμήμα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας (το δοχείο, δηλαδή η δεξαμενή αποθήκευσης του ζεστού νερού χρήσης)
Στον κλασσικό ηλιακό θερμοσίφωνα τα δύο αυτά μέρη είναι συναρμολογημένα μαζί και συνδέονται με σωληνώσεις. Επιπλέον, ο ηλιακός θερμοσίφωνας διαθέτει επιπλέον εξαρτήματα ελέγχου όπως η βαλβίδα υπερπίεσης.
Στα μεγαλύτερα συστήματα (ηλιοθερμικά συστήματα βεβιασμένης κυκλοφορίας) οι συλλέκτες είναι στην οροφή του κτιρίου ενώ το ηλιακό δοχείο σε ξεχωριστό χώρο, συνήθως στο λεβητοστάσιο.
Σε αυτά τα ηλιοθερμικά συστήματα χρησιμοποιούνται αντλίες για την κυκλοφορία του θερμαινόμενου μέσου. Στο ηλιακό θερμοσίφωνα δεν απαιτείται η χρήση αντλίας για τν κυκλοφορία του νερού.
Κριτήρια Επιλογής Ηλιακού Θερμοσίφωνα
Τα βασικά κριτήρια για την σωστή επιλογή ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι:
Κριτήριο Α - Μέγεθος δοχείου νερού
Το πρώτο κριτήριο έχει να κάνει με τη μέση κατανάλωση ζεστού νερού ανά άτομο – κυρίως το χειμώνα που η ηλιοφάνεια είναι σαφώς μικρότερη – συνυπολογίζοντας το νερό που χρησιμοποιείται και από πλυντήρια ρούχων ή πιάτων. Συνήθως υπολογίζονται 40lt/άτομο, οπότε για μια τετραμελή οικογένεια με τυπική χρήση, τότε ένας ηλιακός θερμοσίφωνας των 160lt θεωρείται επαρκής.Κριτήριο Β – Τύπος Ηλιακών Συλλεκτών
Το δεύτερο κριτήριο αφορά τον τύπο των ηλιακών συλλεκτών και συγκεκριμένα το υλικό και τη τεχνολογία κατασκευής τους.• Ο πιο απλός τύπος ηλιακών συλλεκτών αφορά χάλκινους ηλιακούς συλλέκτες.
• Οι επιλεκτικοί συλλέκτες μπορούν να αποδώσουν μέχρι 40% περισσότερο από τους απλούς (χάλκινους) ηλιακούς συλλέκτες.
• Επιπλέον οι ηλιακοί συλλέκτες με επίστρωση τιτανίου μπορούν να απορροφήσουν μέχρι 95% άμεση και έμμεση ακτινοβολία – άρα ακόμα μεγαλύτερη απόδοση και κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
• Στον αντίποδα, υπάρχουν οι ηλιακοί που λειτουργούν με λυχνίες κενού, των οποίων η απόδοση θεωρείται ότι φτάνει το 100% ακόμα και το χειμώνα. Λόγω του μεγαλύτερου κόστους στην αγορά ηλιακού θερμοσίφωνα, προτιμώνται στις περιπτώσεις που υπάρχει ανάγκη ζεστού νερού πολύ υψηλών θερμοκρασιών, αν και έχουν προβλήματα υπερθέρμανσης.
Κριτήριο Γ – Τύπος Δοχείου θέρμανσης (boiler)
Τα Δοχεία των Ηλιακών Θερμοσιφώνων διακρίνονται ανάλογα με το υλικό κατασκευής του:• Glass (Εμαγιέ): Θεωρείτε η πιο ενδεδειγμένη κατασκευή, κυρίως για τις αντοχές της σε πολύ σκληρά νερά και για την υψηλή ελαστικότητά της, προστατεύοντας από ρωγμές λόγω συστολής και διαστολής κατά τις απότομες μεταβολές στη θερμοκρασία.
• Χάλκινο: Η τιμή αγοράς ανεβαίνει κατά πολύ για έναν ηλιακό θερμοσίφωνα με χάλκινο μπόιλερ, χωρίς σημαντικά πλεονεκτήματα.
• Ανοξείδωτο (ΙΝΟΧ): Δεξαμενή από ανοξείδωτο χάλυβα με μεγάλη αντοχή στη διάβρωση και την ηλεκτρόλυση αλλά επίσης αρκετά ακριβή στην αγορά.
Τα εμαγιέ - glass δοχεία έχουν πλέον επικρατήσει στην παγκόσμια αγορά ηλιακών θερμοσιφώνων.
Εγκατάσταση Ηλιακού Θερμοσίφωνα
Η εγκατάσταση του ηλιακού θερμοσίφωνα είναι απαραίτητο να γίνει από εξειδικευμένο συνεργείο και σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή που περιέχονται στην συσκευασία του. Το ειδικευμένο συνεργείο γνωρίζει τον τρόπο σύνδεσής του ηλιακού θερμοσίφωνα και το πώς πρέπει να γίνουν οι υδραυλικές και ηλεκτρολογικές συνδέσεις. Κατά την εγκατάσταση είναι απαραίτητο να τοποθετηθούν τα εξαρτήματα ελέγχου του ηλιακού θερμοσίφωνα όπως η βαλβίδα υπερπίεσης.
Συντήρηση Ηλιακού Θερμοσίφωνα
Η τακτική συντήρηση του ηλιακού θερμοσίφωνα βελτιστοποιεί την ποιότητα, την υγιεινή και την απόδοση λειτουργίας του, κάνοντας παράλληλα οικονομία και στην κατανάλωση ενέργειας. Για την εύρυθμη λειτουργία του ηλιακού θερμοσίφωνα απαιτείται η τακτική του συντήρηση από εξειδικευμένο συνεργείο.Οι απαραίτητες ενέργειες κατά τη συντήρηση του ηλιακού θερμοσίφωνα είναι:
• Ο έλεγχος της στάθμης των ηλιακών υγρών & η συμπλήρωση όπου κρίνεται απαραίτητο.
• Ο έλεγχος και επιδιόρθωση των μονώσεων στις τοπικές σωληνώσεις του ηλιακού
• Ο έλεγχος και η αλλαγή του ανόδιου του μαγνησίου, ώστε να αποφεύγεται η δημιουργία αλάτων εντός του ηλιακού θερμοσίφωνα
• Ο έλεγχος και ο καθαρισμός της ηλεκτρικής αντίστασης
Κόστος - Τιμές Ηλιακού Θερμοσίφωνα
Το κόστος αγοράς ηλιακού θερμοσίφωνα εξαρτάται άμεσα από το μέγεθος του δοχείου και των συλλεκτών καθώς και από τα υλικά και τις τεχνολογίες κατασκευής του. Σε κάθε περίπτωση εκτός από την τιμή του ηλιακού θερμοσίφωνα, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη και ο χρόνος απόσβεσης της αγοράς του, καθώς είναι αλληλένδετα μεγέθη. Συνήθως τα συστήματα με υψηλή τιμή, έχουν υψηλότερους βαθμούς απόδοσης και για αυτό επιτυγχάνεται πιο άμεση απόσβεση.Φυσικά προαπαιτούμενο για το παραπάνω αποτελεί η σωστή διαστασιολόγηση του ηλιακού θερμοσίφωνα, ώστε να καλύπτει πλήρως αλλά και χωρίς υπερβολές τις ανάγκες του κτηρίου σε ζεστό νερό χρήσης.
 |
| Ηλιακοί Θερμοσίφωνες AND-solar |
No comments:
Post a Comment