Kolektor słoneczny
Podstawowym elementem instalacji solarnej są kolektory słoneczne, montowane najczęściej na dachach budynków mieszkalnych lub gospodarczych. Spotyka się również rozwiązania, w których kolektory montowane są przy fasadach. Najkorzystniej jest, gdy zamontowane są bezpośrednio nad lub obok punktów rozbioru wody (łazienka, kuchnia itp.). Ogranicza się w ten sposób długość rur łączących i zmniejsza straty energii cieplnej podczas przepływu czynnika grzewczego. Montaż kolektorów na dachach wykonywany jest poprzez umieszczenie ich na specjalnych konstrukcjach wsporczych.
Zasobnik solarny
Energia słoneczna dostępna jest tylko w ciągu dnia i to z losową zmiennością. Aby mogła być efektywnie wykorzystana w systemie grzewczym, musi być akumulowana. Do tego celu służą akumulacyjne zasobniki wodne z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej albo wełny mineralnej o grubości 55 do 75 mm. Zaopatrzone są w rurowe bądź płaszczowe wymienniki ciepła. Najbardziej popularnymi są te wyposażone w rurowe wymienniki, czyli wężownice. Wyróżniamy zasobniki z jedną i z dwiema wężownicami: Zasobnik z jedną wężownicą jest najczęściej wykorzystywany w takich układach, które zostają rozbudowywane o instalację solarną, a której nie przewidywano na etapie budowy kotłowni. Zasobnik z dwiema wężownicami jest najbardziej optymalnym rozwiązaniem dla akumulowania energii pozyskanejz instalacji solarnej. Charakteryzuje się dobrym uwarstwieniem temperatury wody i można go zasilać z więcej niż jednego źródła (np. kolektory słoneczne i dowolne źródło o energii konwencjonalnej). Posiada on wbudowane dwa wymienniki w postaci wężownic: dolnej, do której podłączamy instalację solarną oraz wężownicy górnej, do której podłączamy źródło konwencjonalne wykorzystywane w okresie słabego nasłonecznienia. Występują również opcje z dodatkowym kompletem grzejnym w postaci grzałki elektrycznej. W przypadku zastosowania takiego rozwiązania można nieco obniżyć nakłady na koszty inwestycyjne.
Sterowanie
Sterowanie pracą solarnej instalacji grzewczej odbywa się przy pomocy regulatorów współpracujących z czujnikami temperatury i uruchamiających pompę obiegową lub cyrkulacyjną. Zadaniem regulatora jest załączenie pompy wówczas, gdy różnica temperatur jest wystarczająca dla wymiany ciepła pomiędzy czynnikiem roboczym w kolektorze a czynnikiem ogrzewanym w zbiorniku lub wymienniku. Regulator zabezpiecza również układ przed przekroczeniem maksymalnej wartości temperatury w zasobniku lub kolektorze.
Układ pompowy
Do wymuszenia obiegu medium w instalacjach cieczowych wykorzystuje się pompy napędzane elektrycznie, takie same jak w instalacjach centralnego ogrzewania (CO) i CWU. Zakres wydajności czynnika i spadków ciśnienia w instalacjach solarnych jest raczej niewielki, toteż dobór wielkości pompy obiegowej nie stanowi większego problemu.
Zewnętrzne wymienniki ciepła
W rozbudowanych instalacjach zbudowanych z kilkunastu i więcej kolektorów stosuje się zewnętrzne przepływowe wymienniki ciepła. Zastępują one wewnętrzne wężownice w zbiornikach. Dzielą się one na dwie podstawowe grupy: wymienniki płytowe, wymienniki rurowe typu JAD. W technice solarnej swoje zastosowanie znalazły oba rodzaje wymienników. Wymienniki płytowe zbudowane są z kilku do kilkudziesięciu płyt, na których powierzchni następuje wymiana ciepła. Moc wymiennika zależy od liczby i wielkości płyt. Płyty wymiennika są tak połączone, że powstają dwa niezależne obiegi: pierwotny i wtórny. Każdy obieg posiada dwa króćce przyłączeniowe. Wymienniki mogą być lutowane lub skręcane. Znalazły one zastosowanie w układach solarnych o dużej mocy. Wymienniki rurowe typu JAD w swojej budowie tworzą splot rur gładkich lub karbowanych, stanowiących płaszcz wymiennika. Przepływ czynnika grzewczego następuje przez wężownicę, natomiast czynnik ogrzewany przepływa przeciwprądowo w płaszczu wymiennika.
Układ zabezpieczający
Instalacje solarne z pośrednim obiegiem kolektorowym wyposaża się w armaturę typową dla instalacji CWU i CO. Przed nadmiernym ciśnieniem zabezpiecza instalację naczynie wzbiorcze i zawór bezpieczeństwa, natomiast odpowietrznik zainstalowany w szczytowych fragmentach instalacji obiegu kolektorowego pozwala na dokładne jej odpowietrzenie. Pomiędzy wylotem z kolektorów a zbiornikiem montowany jest zawór zwrotny, który zapobiega ewentualnej odwrotnej cyrkulacji ciepłej wody w godzinach nocnych.
Instalacja układu
Elementy składowe instalacji solarnych łączy się za pomocą rurociągów wykonanych najczęściej z rur miedzianych izolowanych cieplnie. Stosowanie rur miedzianych w instalacjach wodnych praktycznie rozwiązuje problem trwałości. Łączenie ich wykonuje się przez lutowanie miękkim lutem cynowym, a dla większych średnic twardym lutem srebrnym. Wszystkie rurociągi powinny być izolowane materiałami o przewodności cieplnej 0,03 ÷ 0,04 W / mK i odporności na temperaturę powyżej 100 °C.
W tabeli podajemy przykładowe zestawy instalacji solarnych.
Aby powiększyć tabelkę naciśnij lewym przyciskiem myszki na tabelkę.