Het Verwarmen van het water - de ZonneSystemen van het Hete Water Geschatte één miljoen woon en 200.000 commerciële zonne water-heating systemen zijn geïnstalleerde in de Verenigde Staten. Hoewel er een groot aantal verschillende types van zonne water-heating systemen is, is de basistechnologie zeer eenvoudig. Het zonlicht slaat en verwarmt een „absorptievat“ oppervlakte binnen een „zonnecollector“ of een daadwerkelijke opslagtank. Of maakte een hitte-overdracht vloeistof of het daadwerkelijke drinkbare water om gebruikte stromen door buizen te zijn aan het absorptievat vast en nemen de hitte van het op. (De Systemen met een afzonderlijke hitte-overdracht-vloeibare lijn omvatten een warmtewisselaar die dan het drinkbare water. verwarmt) Het verwarmde water wordt opgeslagen in afzonderlijk voorverwarmt tank of een conventionele tank van de waterverwarmer tot nodig. Als de extra hitte nodig is, wordt het verstrekt door elektriciteit of fossiele brandstofenergie door het conventionele water-heating systeem. Door de hoeveelheid hitte te verminderen die door conventionele water-heating moet worden verstrekt, substitueren de zonne water-heating systemen direct vernieuwbare energie voor conventionele energie, die het gebruik van elektriciteit of fossiele brandstoffen verminderen langs zo zoals veel 80%.
De zonne water-heating systemen van vandaag worden goed bewezen en betrouwbaar wanneer correct aangepast aan klimaat en lading. De huidige markt bestaat uit een vrij klein aantal fabrikanten en installateurs die betrouwbaar materiaal en kwaliteitssysteemontwerp verstrekken. Een kwaliteit verzekerings en prestaties-schattend programma voor zonnedie water-heating systemen, door een vrijwillige vereniging van de zonneindustrie en de diverse groepen worden ingesteld van de consument, het gemakkelijker maakt om betrouwbaar materiaal met vertrouwen te selecteren. De bouw eigenaren zouden het installeren van zonne hete water-heating systemen moeten onderzoeken om energieverbruik te verminderen. Alvorens een zonnestelsel te rangschikken, zouden de water-gebruik verminderingsstrategieën in praktijk moeten worden gebracht.
Er zijn vijf types van zonne heet watersystemen:
* Systemen Thermosiphon
* De Systemen van de direct-omloop
* Afvoerkanaal-versla Systemen
* Indirecte Water-Heating Systemen
* De Systemen van de lucht
De Systemen van Thermosiphon. Deze systemen verwarmen water of een antivriesmiddelenvloeistof, zoals glycol. De vloeistof neemt met natuurlijke convectie van collectoren toe tot de opslagtank, die op hoger niveau wordt geplaatst. Geen pompen worden vereist. In de vloeibare beweging van thermosiphonsystemen, en daarom zijn de hitteoverdracht, verhogingen met temperatuur, zodat deze systemen het meest efficiënt op gebieden met hoge niveaus van zonnestraling.
De Systemen van de direct-omloop. Dit water van de systemenpomp van opslag aan collectoren tijdens zonnige uren. De bescherming van de vorst wordt verkregen door heet water opnieuw te circuleren uit de opslagtank, of door de collectoren (afvoerkanaal-versla) te spoelen. Aangezien het recyclagesysteem energieverbruik verhoogt terwijl het spoelen de uren van verrichting vermindert, worden de direct-omloopsystemen gebruikt slechts op gebieden waar de bevriezende temperaturen zeldzaam zijn. | Figuur 42: Zonne het waterverwarmers van Thermosiphon op werknemershuisvesting bij Nationaal Park Yosemite. | 
|
Afvoerkanaal-versla Systemen. Deze systemen zijn over het algemeen indirecte water-heating systemen. Het behandelde of onbehandelde water wordt doorgegeven door een gesloten lijn, en de hitte wordt overgebracht naar drinkbaar water door een warmtewisselaar. Wanneer geen zonnewarmte beschikbaar is, wordt de collectorvloeistof afgevoerd door ernst vermijden bevriezend en convectielijnen waarin het koele collectorwater de temperatuur van het opgeslagen water vermindert.
Indirecte Water-Heating Systemen. In deze systemen, wordt de vorst-beschermde vloeistof doorgegeven door een gesloten lijn en zijn hitte wordt overgebracht naar drinkbaar water door een warmtewisselaar met 80% tot 90% efficiency. De het meest meestal gebruikte vloeistoffen voor vorstbescherming zijn water-ethyleen glycoloplossingen en water-propyleen glycoloplossingen.
De Systemen van de lucht. In dit indirecte systeem verwarmen de collectoren de lucht, die door een ventilator door een lucht-waterwarmtewisselaar wordt bewogen. Het water wordt dan gebruikt voor binnenlandse of de dienstbehoeften. De efficiency van de warmtewisselaar is in de 50% waaier. De direct-omloop, thermosiphon, of de pomp-geactiveerde systemen, vereisen hoger onderhoud in het bevriezen van klimaten. Voor de meeste Verenigde Staten, zijn de indirecte lucht en de watersystemen het meest aangewezen. De zonnestelsels van de lucht, terwijl niet zo efficiënt zoals de watersystemen, zouden moeten worden overwogen als het onderhoud een primaire zorg is aangezien zij niet lekken of barsten.
Soorten Collectoren: Er zijn fundamenteel drie soorten collectoren: vlakke plaat, evacueren-buis, en het concentreren zich.
Een vlakke plaatcollector, het gemeenschappelijkste type, is geïsoleerd, weatherproofed doos die een donkere absorptievatplaat bevatten onder één of meerdere transparante of doorzichtige dekking.
De collectoren van de evacueren-buis worden samengesteld uit rijen van parallelle, transparante glasbuizen. Elke buis bestaat uit een glas buitenbuis en een binnenband, of absorptievat, omvat met een selectieve deklaag die absorbeert goed zonne-energie maar stralingshitteverlies remt. De lucht wordt teruggetrokken (geëvacueerdb) van de ruimte tussen de buizen om een vacuüm te vormen, dat geleidende en convectiewarmteverlies elimineert. Het vacuüm helpt hen ook uiterst hoge temperaturen (170 graden -350 graden F) bereiken; zo zijn zij aangewezen voor commercieel en industrieel gebruik.
De concentrerende collectoren zijn gewoonlijk parabolische troggen die weerspiegelde oppervlakten gebruiken om de energie van de zon op een absorptievatbuis die (genoemd een ontvanger) de nadruk te leggen een hitte-overdracht vloeistof bevatten. Zij verstrekken heet water en stoom, gewoonlijk voor industriële en commerciële toepassingen.
De collectoren van de parabolisch-trog gebruiken gebogen spiegels die het zonlicht op een ontvangersbuis die (soms te concentreren in een geëvacueerdee buis wordt ingepakt) het steunpunt van de spiegels doornemen en kunnen verwarmen hun overdrachtvloeistof aan zo zoals veel 570 graden van F (299 graden van C). Omdat zij slechts direct-straalzonlicht gebruiken, vereisen de parabolisch-trogsystemen volgende systemen om hen naar de zon geconcentreerd te houden en zijn meest geschikt aan gebieden met hoge directe zonnestraling. Omdat zij bijzonder vatbaar zijn voor het overbrengen van structurele spanning van windlading en vereisen grote gebieden voor installatie, worden de parabolisch-trogcollectoren gewoonlijk gemalen opgezet. Voor elektrogeneratie of industrieel gebruik die zeer hoge temperaturen vereisen (groter dan 392 graden van F [200 graden van C]), wordt een hitte-overdracht vloeistof zoals olie gebruikt, maar afhankelijk van de graad van gevaar om te bevriezen, worden het antivriesmiddel of het water gebruikt in de hitte-overdracht lijn voor binnenlandse water-heating systemen. De collectoren van de parabolisch-trog vereisen over het algemeen grotere onderhoud en supervisie en profiteren in het bijzonder van schaaleconomieën, zodat over het algemeen voor grotere systemen gebruikt.
Lage, Medio, en Op hoge temperatuur Collectoren: De collectoren kunnen bij lage temperatuur zijn, medio-temperatuur, of op hoge temperatuur. De verglaasde die, vlakke plaatcollectoren het meest meestal voor commercieel of woon binnenlands heet water worden gebruikt zijn geclassificeerd als „medio-temperatuur“ collectoren, over het algemeen verhogend watertemperatuur tot zo zoals veel 160 graden van F (71 graden van C). De collectoren van de vlakke plaat bestaan uit een geïsoleerdew, weather-tight huisvesting of een doos, een duidelijk glas of een plastic dekkingsverglazing, een zwarte absorptievatplaat, en een systeem van passages voor de hitte-overdracht vloeistof om door de collector over te gaan. De speciale deklagen op het absorptievat maximaliseren absorptie van zonlicht en minimaliseren re-radiation van hitte. De pakkingen en de verbindingen bij de verbindingen tussen het door buizen leiden en de collector en rond de verglazing verzekeren een waterdicht systeem.
De collectoren bij lage temperatuur, die over het algemeen watertemperatuur tot zo zoals veel 90 graden van F (32 graden van C) verhogen, zijn minder duur omdat zij eenvoudig uit een absorptievat met stroompassages bestaan en geen behandelend glas (verglazing), isolatie, of dure materialen zoals aluminium of koper hebben. Deze collectoren zijn minder efficiënt in het behouden van zonne-energie wanneer de openluchttemperaturen laag zijn, maar zijn vrij efficiënt wanneer de buitenluchttemperaturen aan de temperatuur dicht zijn waaraan het water wordt verwarmd. Zij zijn hoogst geschikt voor zwembad verwarmend en ander gebruik dat slechts een gematigde verhoging van temperatuur vereist en op warmere gebieden het meest meestal gebruikt. Voor de laatste verscheidene jaren, zijn zij de het vaakst geïnstalleerden collectoren geweest. In warme klimaten, worden de collectoren bij lage temperatuur soms gebruikt in hybride systemen die een pool in de winter en van het supplement het binnenlandse water verwarmen in de zomer verwarmen, wanneer pool het verwarmen niet wordt vereist.
De zonne Pool die van het Hete Water verwarmen: Het zonne pool verwarmen werd gebruikt bij Olympics van de Zomer van 1996 in Atlanta. Dergelijke verwarmingssystemen zijn één van de rendabelste toepassingen van zonne-energie. Het is vrij eenvoudig om een zonnewaterverwarmer te integreren aangezien de meeste pools een pomp, een filter, en een loodgieterswerk vereisen. Met een zonne-energiesysteem, wordt het water van de pool gepompt door de filter en dan door een zonne-energiecollector in plaats van direct terug naar de pool. De zon verwarmt het water in de collector alvorens het aan de pool terugkeert. Het zonne pool verwarmen kan voor woon, commerciële of communautaire zwembaden worden gebruikt. Zie het Verwarmen van Uw Zwembad met de sectie van de Zonne-energie.
De grote faciliteiten of degenen met quasi-industriële verrichtingen zoals wasserijen kunnen verfijndere collectoren op hoge temperatuur kunnen efficiënt gebruiken. Hoewel zij ook in medio-temperatuursystemen worden gebruikt, kunnen de evacueren-buiscollectoren worden ontworpen om te verhogen water/stoomtemperaturen tot zo zoals veel 350 graden van F (177 graden van C). Zij kunnen een verscheidenheid van configuraties gebruiken, maar pakken over het algemeen zowel de absorptievatoppervlakte als de buizen werkende vloeistof in een tubulair glasvacuüm voor in hoogst - efficiënte isolatie. De collectoren van de evacueren-buis zijn het meest efficiënte collectortype voor koude klimaten met laag diffuus zonlicht. Zij kunnen of op een dak worden opgezet of ter plaatse, maar zij moeten tegen vandalisme worden beschermd en kunnen door hagel of orkanen worden beschadigd.
De zonne Certificatie van het Materiaal: Het zonne CertificatieBedrijf van de Classificatie en (SRCC) is een onafhankelijke, zonder winstbejag handelsorganisatie die cre?ërt en zonnemateriaal certificatieprogramma's en classificatienormen ten uitvoer legt. SRCC verklaart zonne thermisch materiaal dat aan minimumnormen gezamenlijk plaatst door privé en openbare sectoren voldoet. De gecompileerde informatie wordt gepubliceerd in de Folder van de SRCC Verklaarde Classificaties van de ZonnedieCollector en van Systemen, bij $26.00 wordt geprijst. De handleidingstarieven de prestaties, de duurzaamheid, en de veiligheid van zonne thermische collectoren en systemen. Het maakt een lijst ook van verklaarde producten en uiteinden van de consument voor geschikte zonneproductselectie. Dit en andere publicaties is beschikbaar voor het downloaden van Srcc- Website. 
| Figuur 43: Een actief, closed-loop systeem verwarmt een hitte-overdracht vloeistof (zoals water of antivriesmiddel) in de collector en gebruikt een warmtewisselaar om de hitte naar het huishoudenwater over te brengen. De actieve systemen gebruiken elektrische pompen, kleppen, en controles om vloeistof door de collectoren door te geven. De passieve systemen zijn over het algemeen betrouwbaarder, gemakkelijker te handhaven, en misschien duurzamer dan actieve systemen. |
| Figuur 44: Een verwarmer van het thermosiphon zonnewater gebruikt natuurlijke convectie om water door de collectoren door te geven. Het koude water stroomt van de bodem van de geïsoleerdei opslagtank aan de bodem van de collector, en keert dan aan de opslagtank wanneer terug verwarmd. Het houdt economische steek om voorbij de aanvankelijke aankoopprijs te denken en de kosten van de levenenergie te overwegen. Vele huisbouwers kiezen elektrische waterverwarmers omdat zij gemakkelijk te installeren en vrij goedkoop zijn te kopen. Nochtans, toont het onderzoek aan dat een gemiddeld huishouden met een elektrische waterverwarmer ongeveer 25% van zijn kosten van de huisenergie bij het verwarmen van water besteedt. | 
|
|
