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Sonnenheizungsanlagen mit Zwangsumlauf

Sonnenheizungsanlagen mit Zwangsumlauf

Eine solarthermische Anlage mit erzwungener Zirkulation ist eine Installation, bei der das Wasser innerhalb des von einer Pumpe angetriebenen Kreislaufs zirkuliert. Bei erzwungener Zirkulation wird die Bewegung des Wassers im geschlossenen Kreislauf durch eine Pumpe erzwungen. Dieses Merkmal macht einen großen Unterschied in Bezug auf sanitäre Warmwasserinstallationen mit Thermosyphon. Auf diese Weise wird das heiße Wasser künstlich nicht zum höchsten Punkt des geschlossenen Kreislaufs befördert, sondern von den Sonnenkollektoren hinunter zum Speicherort des Akkumulators.

In vielen Fällen ist es nicht praktikabel, solarthermische Geräte zur Warmwasserbereitung mittels Thermosyphon zu installieren, da sich die Sonnenkollektoren häufig über dem Speicher befinden (z. B. Kollektoren am Dach und im Inneren des Speichers) Gehäuse, Kollektorfelder usw.).

Bei dieser Art von solarthermischer Anlage kann das zwischen den Solarkollektoren und dem Speicher zirkulierende Wasser dies nicht durch natürliche Konvektion tun, da das wärmere Wasser (zu den Solarkollektoren) bereits an seinem höchsten Punkt ist und keine Naturkräfte vorhanden sind Dadurch verdrängt es das kalte Wasser, das sich bereits am tiefsten Punkt befindet und das schwerste ist. Um eine Wasserzirkulation zu erreichen, wird eine herkömmliche Wasserpumpe benötigt, die den Beitrag einer externen Energiequelle erfordert. Die Umwälzpumpe (Pumpe) treibt die Flüssigkeit (normalerweise vom unteren Rand des Akkumulators, kalte Zone) in Richtung des unteren Teils der Sonnenkollektoren.

Die erzwungenen Systeme sind immer indirekt, mit Ausnahme der Poolheizung, bei der das eigene Wasserfiltersystem des Schiffes verwendet werden kann.

Durch die Nutzung einer externen Energiequelle kann diese Nutzung der Sonnenenergie nicht mehr als passives Solarsystem betrachtet werden. Wenn die Stromquelle außerdem nicht aus einer erneuerbaren Energiequelle stammt, kann sie auch nicht als vollständig erneuerbare Energieform betrachtet werden.

Vor- und Nachteile von Solarthermieanlagen mit Zwangsumlauf

Bei der Wahl einer thermischen Solaranlage mit Zwangsumlauf müssen die mit dieser Anlage verbundenen Vor- und Nachteile berücksichtigt werden.

Vorteile des Zwangsumlaufsystems

Der Hauptvorteil von thermischen Solaranlagen mit erzwungener Zirkulation besteht darin, dass die Struktur des Hauses nicht für den Standort bestimmt ist. Bei einer solarthermischen Anlage mit Thermosyphon ist es erforderlich, den Akkumulator außerhalb zu platzieren, da er höher sein muss als die Solarkollektoren. In diesem Fall kann sich der Warmwasserspeicher innerhalb des Gebäudes befinden und draußen müssen nur die Sonnenkollektoren installiert werden.

Durch die Möglichkeit, den Akku im Inneren des Hauses zu platzieren, können Sie einen größeren Akku installieren, sind besser isoliert und verbessern die Haltbarkeit, wenn Sie der Witterung nicht ausgesetzt sind.

Der thermische Wirkungsgrad ist höher als im thermischen Solarsystem mit Thermosyphon, da bei der Regelung der Geschwindigkeit des Wassers, das durch den Sonnenkollektor zirkuliert, das Wasser so optimiert werden kann, dass es die höchste thermische Leistung gemäß den Gesetzen der Thermodynamik erreicht.

Nachteile des Zwangsumlaufsystems

Auf der anderen Seite haben Zwangsumlaufsysteme einige Nachteile:

Das System erfordert die Installation einer Wasserpumpe, um die Wasserzirkulation zu ermöglichen. Das Vorhandensein der Pumpe führt zu einer Erhöhung der Wartungskosten, da mehr Elemente mit der Möglichkeit auftreten, dass Fehler auftreten.

Die Gesamtenergieeffizienz der Solarthermieanlage mit erzwungener Zirkulation ist geringer als bei der Thermosiphonsystem. Obwohl wir zuvor erklärt haben, dass der thermische Wirkungsgrad höher ist, muss berücksichtigt werden, dass eine bestimmte Menge elektrischer Energie für den Betrieb der Wasserpumpe aufgewendet werden muss.

Grundelemente eines Sonnensystems mit Zwangsumlauf

Die solarthermischen Anlagen mit Zwangsumlauf haben folgende Elemente:

Sonnenkollektoren: Sonnenkollektoren sind dafür verantwortlich, Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umzuwandeln. Da in diesen Baugruppen die Zirkulation des Fluids durch den Kollektor erzwungen wird, stellen die Lastverluste (Widerstand gegen den Wasserdurchtritt) keine wesentliche Einschränkung hinsichtlich des Wertes dar, da sie bei der Auswahl der Pumpe kompensiert werden können von Wasser. Entscheidend ist, die Lastverluste bei der Auswahl der optimalen Umwälzpumpe zu kennen.

In Zwangsumlauf-Solarthermieanlagen können vertikale und / oder horizontale Solarkollektoren je nach Integrationskriterien austauschbar verwendet werden, obwohl die vertikalen Kollektoren eine bessere Leistung aufweisen.

Speicher: Der Speicher ist ein Speicher, in dem das erhitzte Wasser gespeichert wird. Diese Art der Anordnung ermöglicht die Verwendung von unterschiedlichen Festigkeiten hinsichtlich des Speichers, da der Zirkulator das Wasser durch den Wärmetauscher, in den er eingebaut ist, oder von einem externen Wärmetauscher für Anlagen mit hohen Speichervolumina leitet.

Steuersystem eines Systems mit Zwangsumlauf

Bei Geräten mit erzwungener Zirkulation muss die Pumpe so gesteuert werden, dass sie das Wasser nur in den Momenten treibt, in denen ein Energiegewinn erzielt werden kann (Momente, in denen die Sonne scheint und daher die Flüssigkeitstemperatur der Sensoren höher ist als die Temperatur) des Akkumulators). Vermeiden von Energieverschwendung während der Nachtstunden oder bei denen die empfangene Sonnenstrahlung nicht ausreicht.

Der Differenzthermostat ist das Gerät, das für diese Funktion verantwortlich ist. Der Differenzthermostat vergleicht kontinuierlich die Temperaturen des Kollektors und des Speichers, indem die Pumpe in Abhängigkeit von der höheren Temperatur ein- oder ausgeschaltet wird.

Sicherheitselemente eines Systems mit Zwangsumlauf

Um den Solarkollektor vor Überdruck zu schützen, muss in jeder Gruppe oder Reihe von Solarkollektoren ein Sicherheitsventil installiert werden.

Andererseits wird der Primärkreislauf mit einer Sicherheitsgruppe ausgestattet, die mindestens aus einem Ausdehnungsgefäß, einem Sicherheitsventil und einem Manometer besteht.

Diese Anlagen werden auch aktive Schutzsysteme gegen niedrige Temperaturen (Frost) oder gegen hohe Temperaturen (Überhitzung) enthalten.

Auflagengruppe

Die Zirkulationsgruppe ist ein wesentliches Element in thermischen Solaranlagen mit erzwungener Zirkulation. Es ist das Element, das die Zirkulation von Fluid durch den Kreislauf ermöglicht, normalerweise eine Pumpe.

Die Zirkulationsgruppe befindet sich im Allgemeinen im unteren Teil des Akkumulators (kalte Zone) in Richtung des unteren Teils der Kollektoren. Darüber hinaus haben Sie folgende Elemente:

  • Elektromechanischer Zirkulator für geschlossene Kreisläufe, wie er in Heizkreisen verwendet wird.
  • Rückschlagventil, um unkontrollierten Rücklauf zu verhindern.
  • Durchflussregler, mit dem der Durchfluss des Kreislaufs eingestellt werden kann.
  • Filter, der die Haltbarkeit der Schaltungselemente garantiert.
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    Referenzen

    Geändert am: 26. Februar 2019