Има няколко различни начина за загряване на битова вода. Слънчевите системи за гореща вода, които използват плоски слънчеви колектори за улавяне на слънчевата енергия, могат да бъдат класифицирани като директни или недиректни системи въз основа на това как пренасят топлина през системата. За да затоплите успешно вода и да я използвате през деня и нощта, трябва да имате слънчев колектор, който да улавя топлината и да я пренася във водата, както и резервоар за гореща вода, за да съхранявате горещата вода, когато е необходима.
Директни слънчеви термални системи
Директните слънчеви системи за топла вода, известни също като системи с активен отворен контур, използват помпи за циркулация на вода през системата. По-хладната вода се изпомпва директно от дома към централен резервоар за съхранение или потапящ резервоар и се нагрява от слънчевите колектори. Горещата вода напуска плоските колектори и се връща в резервоара, създавайки непрекъснат кръг. Оттам водата се изпомпва обратно в къщата като използваема топла вода.
Може да се използва 12-волтова помпа с ниско налягане, захранвана от малка фотоволтаична клетка или електронен контролер, което прави системата по-щадяща околната среда. Директните системи често се използват в райони с топъл климат и по-малко студени дни или за отводняване през зимата, за да се предотврати замръзване на водата в тръбите. Химикали не могат да се добавят към водата за консервиране, тъй като водата, която циркулира през плоските колектори, е същата вода, използвана в дома.
В пасивна система за директно нагряване на вода, системата не използва помпа или контролен механизъм за пренос на генерираната топлина към резервоара за съхранение. Вместо това, пасивната система е това, което е известно като "система с отворен цикъл", която използва естествената гравитация, за да подпомогне циркулацията на водата през системата. Този тип система използва слънчев плосък колектор в комбинация с някакъв вид хоризонтално монтиран резервоар за съхранение, разположен директно над колектора.
Водата, загрята от слънцето, се издига естествено чрез конвекция през тръбите на слънчевия колектор и в резервоара за съхранение отгоре. Тъй като нагрятата вода навлиза в резервоара за съхранение отгоре, по-хладната вода се изтласква навън и тече към дъното на колектора под силата на гравитацията, тъй като студената вода е по-плътна от горещата вода. Този цикъл на издигане на гореща вода и понижаване на по-хладна вода се нарича "термосифонен поток" и ще се повтори без никаква помощ, когато слънцето грее.
Термосифонна система за отопление на вода
Така наречената дистанционна термосифонна система работи на същия принцип като предишната пасивна директна термосифонна система, с изключение на това, че резервоарът за съхранение е разположен в пространството на покрива или празнотата, като по този начин разпределя теглото върху по-голяма площ, като същевременно защитава резервоара за съхранение от студено време и температури. Въпреки това, за да работи термосифонният процес правилно, дъното на резервоара за съхранение трябва да е поне 1 до 2 фута (300 до 500 mm) над горната част на плоския колектор. Това разстояние е известно също като "височина на главата" на системата.
Индиректни слънчеви термални системи
Индиректните системи за гореща вода, известни също като системи със затворен контур, се различават от предишните термосифонни системи по това, че използват топлообменник, отделен от слънчевия плосък колектор, за да затоплят водата в резервоара за съхранение.
Индиректните системи за топла вода са активни системи, които изискват помпа за циркулация на топлопреносния флуид от колектора към топлообменника в резервоара, който след това го циркулира в затворена система. Вместо само вода, която се нагрява и отделя от основното захранване за битова гореща вода, системата съдържа течност против замръзване, обикновено смес от 50% гликол/вода, в главния затворен контур.
Индиректни слънчеви топлинни системи Термосифонните системи са най-разпространеният тип слънчеви системи за гореща вода на пазара и повечето комерсиални пасивни директни слънчеви системи за топла вода използват тази комбинация от покривен плосък колектор и резервоар за съхранение.
Въпреки това, трябва да се внимава, когато се инсталира такава система, тъй като общото тегло на слънчевите колектори, резервоара за съхранение и самата вода може да бъде по-голямо от това, което поддържащият покрив е проектиран да понесе.
Когато се използва пасивна слънчева система за отопление на вода в сграда, по-голяма от къща, бизнес или офис, обикновено има множество резервоари за съхранение за загряване на водата.
Топлообменник пренася топлината от антифриза в колектора към водата в резервоара за съхранение. Топлообменникът може да бъде медна намотка в долната част на резервоара за съхранение или топлообменник с плоска пластина извън резервоара за съхранение.
Едно от основните предимства на тази индиректна отоплителна система със затворен контур е, че разтворът против замръзване може да работи целогодишно в райони, където температурите са под нулата, като същевременно защитава системата от корозия до колектора от нетретирана чешмяна вода, съдържаща газове и различни разтворени соли.
Основното предимство на индиректната система за затопляне на вода с принудителна циркулация е, че тъй като повечето домове използват газов или нафтов котел и резервоар за гореща вода с вграден топлообменник, е лесно да се преобразува съществуваща система за битова гореща вода към слънчева отопление чрез просто добавяне на плосък колектор и една помпа.
Системата може да бъде и по-ефективна, а резервоарът за гореща вода може да бъде поставен навсякъде в дома, тъй като не е необходимо да е по-висок от колектора, както при предишните пасивни или термосифонни системи.
Един недостатък обаче е, че системите със затворен контур разчитат на електричество за задвижване на циркулационната помпа, което може да бъде скъпо или ненадеждно. Някои проекти използват малки помпи с ниско налягане и фотоволтаични панели заедно с колектори, което прави системата по-ефективна и екологична. За по-големи инсталации и при по-студен климат резервоарът за гореща вода се намира под покрива на сградата, така че индиректното слънчево загряване на гореща вода с принудителна циркулация е норма.
