Как работят слънчевите нагреватели за топла вода

Най-прост слънчев нагревател

Най‑основната форма е черен съд, пълен с вода – може да бъде кофа, барабан или рециклирана автомобилна вътрешна тръба, боядисана в черно. Черният цвят абсорбира светлината и се нагрява бързо. Системата се поставя на покрива или платформа, където получава директна слънчева светлина. От съда излиза тръба с вентил, която доставя топлата вода. Този тип се използва за преносими душове в къмпинг, но е неефективен при облачно време или нощем.

Термосифон – основни компоненти

Термосифонната система е значително по‑ефикасна. Тя включва слънчев колектор и резервоар за съхранение. Колекторът е плоска кутия с покритие от стъкло или плексиглас, в която са разположени черни тръби, свързващи водопровода в долната и горната част. Резервоарът се поставя над колектора, а тръбите – от дъното на резервоара към дъното на колектора и от върха на резервоара към върха на колектора.

Термосифон – процес на нагряване

Стъклото или плексигласът пропускат светлината, докато черните тръби я абсорбират, затопляйки водата в тях. Плътното покритие задържа топлината, превръщайки колектора в малка оранжерия.

Термосифон – циркулация

Топлата вода се разширява и се издига към резервоара, като изтласква студената вода надолу в колектора. Гравитацията и разликата в температурата поддържат естествения поток, докато целият обем се нагрее. Тъй като резервоарът е отделен от колектора, той може да бъде изолиран и да запази топлината през нощта.

Термосифони за студени климатични условия

В студени региони обикновеният термосифон се замразява. За да се избегне това, се използва система, в която в тръбите циркулира антифриз вместо вода. Този антифриз не влиза директно в резервоара, а преминава през топлообменник вътре в него, където предава топлината си на водата.

Системи тип „батч“ (събиране и съхранение в едно)

Тези системи комбинират колектора и резервоара в един корпус – кутия от стъкло или плексиглас, обикновено боядисана в черно. Водата се пренася към и от дома чрез тръби, свързани към кутията. Тъй като външните тръби могат да се замразят, този тип не е подходящ за студени зони.

Вакуумни тръбни системи

Това е най‑сложната и скъпа технология, но и най‑ефикасната. Тя използва едно или повече вакуумни тръби, съдържащи малко количество специална течност. При нагряване от слънцето течността се изпарява, се издига в тръбата и предава топлината си на водния резервоар, след което се връща в долната част за нов цикъл. Тези системи произвеждат повече топла вода, заемат по‑малко пространство и работят дори при по‑ниски температури.