29.10.2007 ob 03:21
Solarni bojler s toplotno črpalko je konstruiran za čimvečjo izrabo solarne energije. Namenjen je za istočasno ogrevanje stanovanja in pridobivanje tople sanitarne vode.
Danes, ko imamo solarne kolektorje z vakuumskimi cevmi, je možno tudi pozimi učinkovito izrabiti solarno energijo za ogevanje. Vakuumske cevi uporabljajo za izolacijo najučinkovitejši izolator toplote, to je vakuum. Sončni žarki z lahkoto prodrejo v notranjost cevi, kjer se na temni podlagi spremenijo v toploto, toplota pa zdaj ne more več nazaj na prosto, ker toplota potrebuje neko snov za širitev, v vakuumu pa je ni, oziroma je je zelo malo. V sončnem dnevu, tudi če je zunaj pod minus 30 stopinj, vakuumske cevi grejejo enako kot da bi zunaj bilo plus 30 stopinj. Seveda pa je nekaj toplote zgubljene, tiste, ki se širi po steklu.
Split solarni sistemi imajo sprejemnik solarne energije (kolektorje) prostorsko ločen od hranilnika tople vode (tudi tank ali bojler), povezana sta z dvema cevema, tako da dobimo krožni sistem, ki je napolnjen s tekočino za prenos toplote. Kroženje omogoča cirkulacijska pumpa, zato je to aktivni krožni sistem.
Pri konstrukciji in instalaciji je potrebno rešiti dva problema.
Prvi je preprečiti zamrznitev sistema. To se danes rešuje na tak način, da se v hranilnik vstavi toplotni izmenjevalec, v cevi pa se nalije antifriz. Tako smo dobili zaprt aktivni krožni sistem. Če pa je brez toplotnega izmenjevalca, tako da kar voda kroži, potem je to odprt aktivni krožni sistem, ki seveda ni zaščiten proti zamrznitvi in se lahko uporablja le v toplih krajih.
Drugi, mnogo težji in dražji, pa je razmerje v solarnem sevanju, ko je julija sevanje kar 6 krat močnejše kot v decembru. Če zaprt aktivni krožni sistem ni dimenzioniran za julijsko sevanje, bosta temperatura in pritisk zelo narastla, in prva žrtev bo crknjena razstezna posoda, ali pa iztok antifriza, če ima vgrajen varnostni ventil, pa tudi cev je že raztrgalo.
Voda ima zanimivo lastnost. Pri različnem tlaku zavre pri različni temperaturi. Če vre na morju, ima sto stopinj, če pa se dvigujemo, pa zavre že pod sto stopinjami. To tudi pomeni, da vode na morju ne moremo ogreti nad sto stopinj. Ne bo toplejša, le bolj bo vrela. Če je točka vretja odvisna od tlaka, tlak pa od višine, potem lahko samo z merjenjem temperature vretja določimo nadmorsko višino. Če pa tlak povečamo, pa lahko vodo segrejemo tudi nad sto stopinj. V ekonom loncu se hrana ne skuha zaradi tlaka, kot večinoma mislijo, pač pa zato, ker je temperatura vode precej nad sto stopinjami, pa se hrana hitreje razkuha. V zaprtem aktivnem sistemu temperatura naraste celo nad 200 stopinj, kar je dobro, ker velika temeperaturna razlika omogoča boljši prenos toplote v hranilnik.
Solarni bojler ima oba problema rešena na izredno enostaven, že patentiran, način. Uporabljen je odprt aktivni krožni sistem, vendar nikjer v sistemu ni pritiska, tako da je hranilnik vode lahko kar velika cisterna. Ker ni pritiska odpadejo varnostni ventili, ventili za polnjenje, razstezna posoda, antifriz in vse drugo. Brez posledic lahko celo naknadno priklopimo poljubno število kolektorjev.
Proti zamrznitvi je uporabljen drain back sistem, ki deluje po čisto preprostem principu. Ko je temperatura v kolektorjih višja kot v bojlerju, voda s pomočjo cirkulacijske pumpe kroži. Ko pa temperatura v kolektorjih pade, kontroler pumpo izklopi, sedaj pa vsa voda preprosto steče nazj v bojler. Ker vode ni, tudi zamrzniti ne more. Tako je sistem absolutno varen pred zamrznitvijo, povrh pa še ne potrebuje antifriza.
Osnovni model ima boljler s prostornino 700 litrov z dodatkom toplotne črpalke zrak - voda, deklarirane moči 8,4 kW pri 7°C zraka. S padcem temperature zraka se zniža izkoristek (COP) in s tem tudi moč ogrevanja, vendar ima pri minus 10°C (COP 2.2) še vedno moč 5,28 kW! Prav do te temperature je tudi namenjen, kajti s hujšim mrazom toplotne izgube izredno narastejo, ko je potrebno uporabiti močnejši toplotni vir. Dobro je, da tako hud mraz pri nas traja zelo kratek čas.
V 700 literskem bojlerju ogreta voda na 80 stopinj ima v sebi toliko toplote kot da bi 24 ur neprekinjeno grel električni kalorifer 2700 watov. To sicer nič ne pomeni, je pa zanimivo! Bolj zanimivo je, da bi nam en solarni kolektor z 90 heat cevmi podnevi v zimskih dnevih dal toliko toplote kot da bi cel dan grel vodo 1 kW električni grelec. Pri minus 10 in pri toplotni izgubi 40 watov bi to skupaj s črpalko udobno zadostovalo za 150 kvadranih metrov veliko hišo. Že februarja in marca pa bi bil toplotni izkoristek kolektorja občutno višji. Praktično to pomeni, koliko več toplote dajejo kolektorji, toliko dalj časa bo toplotna črpalka mirovala.
Kitajci trdijo, da je srce trajnosti kvaliteta hranilnika vode. Prav zato je solarni bojler narejen znotraj iz nerjavečega jekla 304, debeline 0,71 mm, sledi 50 mm debela toplotna izolacija iz poliuretanske pene, zunanji plašč pa je prav tako iz nerjavečega jekla 304 ali 430, debeline 0,51 mm. Ker je vse narejeno iz nerjaveče pločevine, nihče ne more napovedati življenske dobe bojlerja. Ker se iz vode izločajo usedline, je na dnu odprtina, da jih po vsakih nekaj letih očistimo.
V bojler sta vstavljena dva velika bakrena toplotna izmenjevalca, eden za centralno kurjavo in še eden za sanitarno vodo. Ker sanitarna voda priteče iz vodovoda skozi toplotni izmenjevalec, je zdrava in pitna, le da je topla, ali celo prevroča, zato je priporočljivo vgraditi avtomatski mešalni ventil, nastavljiv na primerno temperaturo.
Verjetno je res, da je ogrevanje z drvi ali peleti poceni, čeprav dvomim, toda če moraš po službi vsak dan čistiti peč in ponovno zakuriti, postane to vsakemu čez nekaj časa mora. Prav zato večina še vedno vstraja pri kurilnem olju ali plinu.
Danes, ko imamo solarne kolektorje z vakuumskimi cevmi, je možno tudi pozimi učinkovito izrabiti solarno energijo za ogevanje. Vakuumske cevi uporabljajo za izolacijo najučinkovitejši izolator toplote, to je vakuum. Sončni žarki z lahkoto prodrejo v notranjost cevi, kjer se na temni podlagi spremenijo v toploto, toplota pa zdaj ne more več nazaj na prosto, ker toplota potrebuje neko snov za širitev, v vakuumu pa je ni, oziroma je je zelo malo. V sončnem dnevu, tudi če je zunaj pod minus 30 stopinj, vakuumske cevi grejejo enako kot da bi zunaj bilo plus 30 stopinj. Seveda pa je nekaj toplote zgubljene, tiste, ki se širi po steklu.
Split solarni sistemi imajo sprejemnik solarne energije (kolektorje) prostorsko ločen od hranilnika tople vode (tudi tank ali bojler), povezana sta z dvema cevema, tako da dobimo krožni sistem, ki je napolnjen s tekočino za prenos toplote. Kroženje omogoča cirkulacijska pumpa, zato je to aktivni krožni sistem.
Pri konstrukciji in instalaciji je potrebno rešiti dva problema.
Prvi je preprečiti zamrznitev sistema. To se danes rešuje na tak način, da se v hranilnik vstavi toplotni izmenjevalec, v cevi pa se nalije antifriz. Tako smo dobili zaprt aktivni krožni sistem. Če pa je brez toplotnega izmenjevalca, tako da kar voda kroži, potem je to odprt aktivni krožni sistem, ki seveda ni zaščiten proti zamrznitvi in se lahko uporablja le v toplih krajih.
Drugi, mnogo težji in dražji, pa je razmerje v solarnem sevanju, ko je julija sevanje kar 6 krat močnejše kot v decembru. Če zaprt aktivni krožni sistem ni dimenzioniran za julijsko sevanje, bosta temperatura in pritisk zelo narastla, in prva žrtev bo crknjena razstezna posoda, ali pa iztok antifriza, če ima vgrajen varnostni ventil, pa tudi cev je že raztrgalo.
Voda ima zanimivo lastnost. Pri različnem tlaku zavre pri različni temperaturi. Če vre na morju, ima sto stopinj, če pa se dvigujemo, pa zavre že pod sto stopinjami. To tudi pomeni, da vode na morju ne moremo ogreti nad sto stopinj. Ne bo toplejša, le bolj bo vrela. Če je točka vretja odvisna od tlaka, tlak pa od višine, potem lahko samo z merjenjem temperature vretja določimo nadmorsko višino. Če pa tlak povečamo, pa lahko vodo segrejemo tudi nad sto stopinj. V ekonom loncu se hrana ne skuha zaradi tlaka, kot večinoma mislijo, pač pa zato, ker je temperatura vode precej nad sto stopinjami, pa se hrana hitreje razkuha. V zaprtem aktivnem sistemu temperatura naraste celo nad 200 stopinj, kar je dobro, ker velika temeperaturna razlika omogoča boljši prenos toplote v hranilnik.
Solarni bojler ima oba problema rešena na izredno enostaven, že patentiran, način. Uporabljen je odprt aktivni krožni sistem, vendar nikjer v sistemu ni pritiska, tako da je hranilnik vode lahko kar velika cisterna. Ker ni pritiska odpadejo varnostni ventili, ventili za polnjenje, razstezna posoda, antifriz in vse drugo. Brez posledic lahko celo naknadno priklopimo poljubno število kolektorjev.
Proti zamrznitvi je uporabljen drain back sistem, ki deluje po čisto preprostem principu. Ko je temperatura v kolektorjih višja kot v bojlerju, voda s pomočjo cirkulacijske pumpe kroži. Ko pa temperatura v kolektorjih pade, kontroler pumpo izklopi, sedaj pa vsa voda preprosto steče nazj v bojler. Ker vode ni, tudi zamrzniti ne more. Tako je sistem absolutno varen pred zamrznitvijo, povrh pa še ne potrebuje antifriza.
Osnovni model ima boljler s prostornino 700 litrov z dodatkom toplotne črpalke zrak - voda, deklarirane moči 8,4 kW pri 7°C zraka. S padcem temperature zraka se zniža izkoristek (COP) in s tem tudi moč ogrevanja, vendar ima pri minus 10°C (COP 2.2) še vedno moč 5,28 kW! Prav do te temperature je tudi namenjen, kajti s hujšim mrazom toplotne izgube izredno narastejo, ko je potrebno uporabiti močnejši toplotni vir. Dobro je, da tako hud mraz pri nas traja zelo kratek čas.
V 700 literskem bojlerju ogreta voda na 80 stopinj ima v sebi toliko toplote kot da bi 24 ur neprekinjeno grel električni kalorifer 2700 watov. To sicer nič ne pomeni, je pa zanimivo! Bolj zanimivo je, da bi nam en solarni kolektor z 90 heat cevmi podnevi v zimskih dnevih dal toliko toplote kot da bi cel dan grel vodo 1 kW električni grelec. Pri minus 10 in pri toplotni izgubi 40 watov bi to skupaj s črpalko udobno zadostovalo za 150 kvadranih metrov veliko hišo. Že februarja in marca pa bi bil toplotni izkoristek kolektorja občutno višji. Praktično to pomeni, koliko več toplote dajejo kolektorji, toliko dalj časa bo toplotna črpalka mirovala.
Kitajci trdijo, da je srce trajnosti kvaliteta hranilnika vode. Prav zato je solarni bojler narejen znotraj iz nerjavečega jekla 304, debeline 0,71 mm, sledi 50 mm debela toplotna izolacija iz poliuretanske pene, zunanji plašč pa je prav tako iz nerjavečega jekla 304 ali 430, debeline 0,51 mm. Ker je vse narejeno iz nerjaveče pločevine, nihče ne more napovedati življenske dobe bojlerja. Ker se iz vode izločajo usedline, je na dnu odprtina, da jih po vsakih nekaj letih očistimo.
V bojler sta vstavljena dva velika bakrena toplotna izmenjevalca, eden za centralno kurjavo in še eden za sanitarno vodo. Ker sanitarna voda priteče iz vodovoda skozi toplotni izmenjevalec, je zdrava in pitna, le da je topla, ali celo prevroča, zato je priporočljivo vgraditi avtomatski mešalni ventil, nastavljiv na primerno temperaturo.
Verjetno je res, da je ogrevanje z drvi ali peleti poceni, čeprav dvomim, toda če moraš po službi vsak dan čistiti peč in ponovno zakuriti, postane to vsakemu čez nekaj časa mora. Prav zato večina še vedno vstraja pri kurilnem olju ali plinu.
