Za države zahodne Evrope velja, da vsako leto na novo instalirajo približno
500.000 m2 sprejemnikov sončne energije sisteme. Dosedanji klasični
solarni sistemi za pripravo tople vode povzročajo uporabnikom mnogo
problemov.
Poleti nastopijo problemi s pregrevanjem sistema, pozimi pa nastopi
nevarnost zamrznitve sistema. Pred dobrim letom, so na Nizozemskem pri
gradnji solarnih sistemov za pripravo vode ponovno obudili že dolgo
let poznano idejo uporabe tako imenovanega povratnega pretoka delovnega
medija ("Drain - Back" sistem). Ponovno uporabljeni Drain
- Back sistem je posebej na Nizozemskem in tudi drugod v Evropi ponovno
pospešil uporabo solarne energije, kjer so se prvi solarni sistemi pojavili
že na začetku sedemdesetih let, v obdobju prve naftne krize. Stari sistemi
so uporabljali sredstvo proti zmrzovanju etilen - glikol, ki je bilo
strupeno in so zanj veljali strogi varnostni predpisi, da bi preprečili
njegovo mešanje s sanitarno toplo vodo. Vse to je privedlo do zmanjšanja
uporabe sistemov s sredstvi proti zmrzovanju tudi pozneje, ko je strupeni
etilen - glikol zamenjal zdravju neškodljiv propilen - glikol.
Običajni solarni sistemi za pripravo tople vode so sestavljeni iz
teh ključnih elementov:
· sprejemnikov sončne energije (SSE) s površino 4 do 6 m2 (pri vakuumskih
sprejemnikih zadostuje površina 3 do 4 m2),
· hranilnika toplote (HT) s prostornino 300 do 400 litrov,
· obtočne črpalke,
· raztezne posode,
· regulacijskega sistema,
· povezovalnih cevi, napolnjenih s sredstvom proti zmrzovanju,
· varnostnega ventila in ostale armature,
· kotla za ogrevanje sanitarne vode, kadar ni dovolj sočne energije
na razpolago.
Način delovanje je zelo enostaven. Regulacija sistema temelji na vključevanju
črpalke v odvisnosti od izenačevanja temperature delovnega medija v
SSE in spodnjem delu hranilnika. Regulacija z diferencialnim termostatom
vklopi črpalko, ko je temperatura vode v SSE višja kot v hranilniku
in jo zopet izklopi, ko je temperaturna razlika premajhna. Ostali elementi
predvsem skrbijo za varno delovanje sistema.
Shema povezave sprejemnikov sončne energije SSE in hranilnika toplote
HT je prikazana na sliki št.1.
Solarni sistemi so sposobni poleti popolnoma pokrivati potrebe po sanitarni
vodi. Pozimi, ko samo sončna energija ne zadošča, se v sistem vključi
še kotel centralne kurjave. Prihranek energije, ki ga dosežemo z vgradnjo
solarne naprave za štiri člansko družino, je v povprečju med 2000 do
3000 kWh letno, kar je enakovredno približno 200 do 300 litrov kurilnega
olja. Vendar imajo tudi solarni sistemi svoje pomanjkljivosti in sicer:
· sistemi niso najbolj primerni za gospodinjstva, kjer je dnevna poraba
tople vode manjša od 200 litrov,
· poleti prihaja zaradi majhne porabe vode prihaja do pregrevanja določenih
delov sistema in s tem do nepotrebnih izgub delovnega medija skozi varnostni
ventil,
· zaradi predimenzioniranosti sistemov se neporabljena voda se zadržuje
v hranilniku, kar lahko povzroči nastajanje škodljivih mikroorganizmov,
· zaradi prekomernega pregrevanja, se sredstva proti zmrzovanju pričnejo
razgrajevati.
· za postavitev hranilnika z prostornino 300 do 400 litrov potrebujemo
v hiši precej prostora.
Če bi želeli vsaj deloma rešiti opisane probleme pri običajnih solarnih
sistemih bi morali vgraditi manjši hranilnik tople vode. Problemi s
pregrevanjem sistema in nevarnostjo zamrznitve pa še vedno ostanejo.
Poglejmo, kaj nam nudi sistem "Drain - Back", ki je prikazan
na sliki št.2.
Kot je razvidno na shemi, se nad hranilnikom tople vode nahaja dodatna
posoda. Hranilnik mora imeti dovolj veliko prostornino, da lahko sprejme
vodo iz SSE in cevovodov. Delovni medij je čista voda. Sistem, ki se
sestoji iz hranilnik tople vode, dodatne posode, sprejemnikov sončne
energije (SSE) in cevnega sistema, ni popolnoma napolnjen z delovnim
medijem, temveč je v njem zračni čep. Zračni čep v odvisnosti od načina
delovanja zapolni SSE in hranilnik. Poglejmo, kako novi sistem deluje.
Ko sonce segreje SSE, regulacija vključi črpalko, ki potiska vodo iz
spodnjega dela hranilnika v SSE in prične iz njega iztiskati zrak. Po
nekaj minutah, ko je iz SSE iztisnjen ves zrak, zaradi varčevanja z
električno energijo avtomatika preklopi črpalko na nižje vrtljaje. Kadar
se SSE ne ogreva več, npr. ponoči ali ob oblačnem vremenu, se črpalka
izključi. Delovni medij - čista voda steče nazaj v hranilnik, SSE pa
se napolni z zrakom.
Za delovanje sistema je potrebno, da je hranilnik vode pod nivojem
sprejemnikov sončne energije. Sistem ima lahko vgrajeno navadno črpalko,
ki ima tlačno višino 4 m. Cevovodi morajo biti zadostnega premera in
izvedeni z nagibom, ki omogoča odtekanje vode.
Opisan sistem je predvsem primeren za porabnike, ki potrebujejo manjši
hranilnik vode (90 do 150 litrov). Zaradi spremenjenega načina delovanje
obtočne črpalke je sistem varčnejši. Prav tako ni več nevarnosti pregrevanja
sistema in nevarnosti pred zamrznitvijo sistema.
Vir: Sanitar und Heizungstechnik 1/2000
|
