ΗΛΙΑΚΟΙ ΘΕΡΜΟΣΙΦΩΝΕΣ

 

Τι είναι ο ηλιακός θερμοσίφωνας;

Ο ηλιακός θερμοσίφωνας είναι ένα ενεργητικό ηλιοθερμικό σύστημα παραγωγής ζεστού νερού χρήσης χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια. Αποτελεί μία από τις πιο αποδοτικές συσκευές που χρησιμοποιούν ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμβάλλοντας στην εξοικονόμηση χρημάτων αλλά και στη μείωση έκλυσης διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Κατά την λειτουργία του γίνεται εκμετάλλευση δύο φυσικών φαινομένων. Με την αρχή του θερμοσιφώνου επιτυγχάνεται η κυκλοφορία του νερού με φυσικό τρόπο χωρίς μηχανικά μέρη (αντλίες κτλ),ενώ η θέρμανση του νερού γίνεται με την εκμετάλλευση του φαινομένου του θερμοκηπίου που αναπτύσσεται στους συλλέκτες του.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  Είδη ηλιακών θερμοσιφώνων:                                                                                                                                                                                                                                   Έχουμε δύο είδη ηλιακών θερμοσιφώνων,ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:

▪ ΑΝΟΙΚΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ: Στα συστήματα ανοιχτού κυκλώματος γίνεται απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης ( το νερό χρήσης περνάει μέσα από τον συλλέκτη).Ενώ στην προκειμένη το νερό ζεσταίνεται πιο γρήγορα, δημιουργείται θέμα αφ΄ενός διότι δεν ενδείκνυνται τα κυκλώματα αυτά σε περιοχές όπου το νερό περιέχει πολλά άλατα και αφ΄ ετέρου διότι θεωρείται ανθυγιεινό .

▪ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΚΥΚΛΩΜΑΤΟΣ: Στα συστήματα αυτά γίνεται έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης. Δηλαδή το νερό χρήσης  δεν ρέει  ,είναι αποθηκευμένο στο boiler,ενώ η μεταφορά ενέργειας από το συλλέκτη στο boiler γίνεται με τη βοήθεια κλειστού κυκλώματος(εναλλάκτης θερμότητας)  που περιέχει άλλο νερό. Αυτή η διάταξη καθυστερεί να θερμάνει το νερό αλλά δεν βουλώνει εύκολα ακόμα και με σκληρό νερό.

Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες ανοικτού κυκλώματος είναι απλούστεροι και φθηνότεροι, έχουν όμως προβλήματα σε χαμηλές θερμοκρασίες(παγετούς) γιατί δεν μπορούμε να  τους προσθέσουμε αντιψυκτικά μίγματα αφού το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο με το νερό χρήσης. Στους ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος, μπορεί το θερμαινόμενο μέσο να είναι και άλλο ρευστό (πχ.λάδι).Εάν είναι μόνο νερό,έχει αντιψυκτικά και αντιδιαβρωτικά πρόσθετα για προστασία της συσκευής.

Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες επίσης κατηγοριοποιούνται σε:

▪ ΔΙΠΛΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ: O θερμοσίφωνας λειτουργεί με την ηλιακή ενέργεια ή με ηλεκτρικό ρεύμα (κατά τη διάρκεια συννεφιάς οπότε η ηλιακή ενέργεια δεν είναι αρκετή για να ζεστάνει το νερό).Για τον σκοπό αυτό υπάρχει ηλεκτρική αντίσταση τοποθετημένη εντός του τμήματος αποθήκευσης.  

▪ ΤΡΙΠΛΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ:O ηλιακός θερμοσίφωνας λειτουργεί όπως ο διπλής ενέργειας, έχοντας ωστόσο μία είσοδο επιπλέον για να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του καλοριφέρ που παράγεται από τον λέβητα κεντρικής θέρμανσης. Προϋπόθεση για την εγκατάσταση ηλιακού θερμοσίφωνα τριπλής ενέργειας είναι να υπάρχει η κατάλληλη υποδομή στο οίκημα, υπό την μορφή ξεχωριστών σωληνώσεων (ανά διαμέρισμα εάν πρόκειται για πολυκατοικία) που να συνδέουν το λεβητοστάσιο με τον χώρο εγκατάστασης του ηλιακού θερμοσίφωνα(ταράτσα ή σκεπή).

 Μέρη Ηλιακών Θερμοσιφώνων

Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες αποτελούνται από :

→ To τμήμα συλλογής που περιλαμβάνει τους ηλιακούς συλλέκτες και την επιφάνεια απορρόφησης ηλιακής ακτινοβολίας.

Το κυριότερο μέρος ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι η επιφάνεια συλλογής της ηλιακής ακτινοβολίας (οι λεγόμενοι ηλιακοί συλλέκτες ) και αποτελείται από τα εξής:

-Την πλάκα συλλογής της ακτινοβολίας

-Τις σωλήνες ροής του νερού

– Την κάλυψη της πλάκας απορρόφησης

-Το θερμικά μονωμένο πλαίσιο πάνω στο οποίο στερεώνονται τα υπόλοιπα εξαρτήματα.

Οι ηλιακοί συλλέκτες λειτουργούν βασιζόμενοι στο φαινόμενο του θερμοκηπίου που δημιουργείται στο χώρο ανάμεσα στην πλάκα απορρόφησης και τη γυάλινη επικάλυψη. Η ηλιακή ακτινοβολία πέφτει στην απορροφητική πλάκα κι έτσι ανεβάζει τη θερμοκρασία της. Στη συνέχεια η πλάκα εκπέμπει κύμα ακτινοβολίας (θερμική ακτινοβολία) για την οποία το τζάμι που καλύπτει την πλάκα είναι σχεδόν αδιαφανές. Με τον τρόπο αυτό η ζέστη εγκλωβίζεται ανάμεσα στην πλάκα και το τζάμι και αυξάνει τη θέρμανση του νερού.

→ Το τμήμα αποθήκευσης που περιλαμβάνει τη δεξαμενή αποθήκευσης νερού.

Οι δεξαμενές αποθήκευσης του νερού είναι συνήθως κατασκευασμένες από διάφορες ποιότητες χάλυβα ή και από χαλκό.Μπορεί να έχει και κάποια επίστρωση (υαλόκραμα ή οποιαδήποτε άλλη με διάφορες προσμίξεις) για την αποφυγή των ηλεκτρολύσεων που δημιουργούνται στα σημεία συγκόλλησης.Εξωτερικά είναι πολύ καλά μονωμένες(συνήθως πολυουρεθάνη 5cm-7cm) και έχουν ενσωματωμένη ηλεκτρική αντίσταση .Στα κλειστά κυκλώματα υπάρχει επιπλέον εναλλάκτης ενσωματωμένος για την κυκλοφορία του θερμαινόμενου μέσου.Οι δεξαμενές αποθήκευσης του νερού συνήθως (για οικιακές εφαρμογές)έχουν χωρητικότητα από 100lt έως 200lt .Η χωρητικότητα ωστόσο,εφόσον είναι συνάρτηση της συλλεκτικής επιφάνειας του ηλιακού, διαφέρει αναλόγως με τα τετραγωνικά της συλλεκτικής επιφάνειας.

Όταν τα δύο μέρη βρίσκονται στον ίδιο χώρο συνδέονται μεταξύ τους με σωληνώσεις. Ωστόσο σε μεγαλύτερα συστήματα(συνήθως στις περιπτώσεις όπου το τμήμα συλλογής και το τμήμα αποθήκευσης δεν βρίσκονται στον ίδιο χώρο),μπορούν να χρησιμοποιηθούν αντλίες για την κυκλοφορία του νερού.

ΑΝΟΔΙΟ

Το ανόδιο είναι μία ράβδος μαγνησίου και συμβάλλει στην προστασία για τη διάβρωση των μετάλλων τα οποία έρχονται σε επαφή με διαβρωτικά υλικά (νερό).Αποτελεί την καθοδική προστασία του συστήματος από ηλεκτρόλυση, καθώς αυτό που διαβρώνεται  στη θέση των μετάλλων είναι το ανόδιο.

Προσοχή: Ο καλύτερος προσανατολισμός για την τοποθέτηση των ηλιακών θερμοσιφώνων είναι ο νότιος ,για να εκμεταλλεύεται ο θερμοσίφωνας όσο περισσότερες ώρες ηλιφάνειας γίνεται. Απόκλιση μέχρι 15⁰ από το Νότο δεν έχει μεγάλη επίπτωση στην απόδοσή του,σε μεγαλύτερη όμως απόκλιση έχουμε μείωση της απόδοσης.Επίσης η κλίση του ηλιακού συλλέκτη πρέπει να είναι 20-50 μοίρες.Μεγαλύτερη ή μικρότερη κλίση μειώνει την απόδοση.