Aquecimento de água - abastecimento de água quente solar - 5/1/2004 - calefatores de água dos sistemas da casa

Aquecimento de água - abastecimento de água quente solar

Uns um milhão de sistemas water-heating solares residenciais e 200.000 comerciais estimados foram instalados nos Estados Unidos. Embora haja um grande número tipos diferentes de sistemas water-heating solares, a tecnologia básica é muito simples. A luz solar golpeia e aquece uma superfície do “absorvente” dentro “de um coletor solar” ou de um tanque de armazenamento real. Ou calor-transferir o líquido ou a água potável real a ser usada corre através dos tubos unidos ao absorvente e pegara o calor dela. (Os sistemas com um laço separado do calor-transferir-líquido incluem um cambista de calor que aqueça então a água potável.) A água heated está armazenada em um separado pré-aquece o tanque ou um tanque convencional do calefator de água até que necessária. Se o calor adicional é needed, está fornecido pela energia da eletricidade ou do combustível fóssil pelo sistema water-heating convencional. Reduzindo a quantidade de calor que deve ser fornecida por sistemas water-heating water-heating, solares convencionais substituir diretamente a energia renovável para a energia convencional, reduzindo o uso da eletricidade ou de combustíveis fósseis perto tanto quanto 80%. 

Os sistemas water-heating solares de hoje são provados bem e de confiança quando combinados corretamente ao clima e à carga. O mercado atual consistem em um número relativamente pequeno de fabricantes e os instaladores que fornecem o projeto de sistema de confiança do equipamento e da qualidade. Um programa da garantia e da desempenho-avaliação de qualidade para sistemas water-heating solares, instituído por uma associação voluntária da indústria solar e dos vários grupos de consumidores, facilita selecionar o equipamento de confiança com confiança. Os proprietários do edifício devem investigar a instalação de sistemas water-heating quentes solares para reduzir o uso de energia. Antes de fazer sob medida um sistema solar, água-usar estratégias da redução deve ser põr na prática.

Há cinco tipos de abastecimento de água quente solar: 
* Sistemas de Thermosiphon
* Sistemas da Dirigir-Circulação
* Drenar-Para baixo sistemas
* Sistemas Water-Heating indiretos
* Sistemas de ar 

Sistemas de Thermosiphon. Estes sistemas aquecem a água ou um líquido do anticongelante, tal como o glicol. O líquido levanta-se pela conveção natural dos coletores ao tanque de armazenamento, que é coloc em um de mais alto nível. Nenhuma bomba ?a. No movimento fluido dos sistemas do thermosiphon, e conseqüentemente na transferência térmica, aumentos com temperatura, assim que estes sistemas sido o mais eficiente nas áreas com os altos níeses da radiação solar. 

Sistemas da Dirigir-Circulação. Estes sistemas bombeiam a água do armazenamento aos coletores durante horas ensolaradas. A proteção do gelo é obtida recirculando a água quente do tanque de armazenamento, ou nivelando os coletores (drenar-para baixo). Desde que o sistema da recirculação aumenta o uso de energia quando nivelar reduzir as horas de operação, os sistemas da dirigir-circulação estão usados somente nas áreas onde as temperaturas de congelação são infrequëntes. 

Drenar-Para baixo sistemas. Estes sistemas são geralmente sistemas water-heating indiretos. A água tratada ou não tratada é circulada através de um laço closed, e o calor é transferido à água potável através de um cambista de calor. Quando nenhum calor solar está disponível, o líquido do coletor está drenado pela gravidade para evitar congelar-se e laços da conveção em que a água fresca do coletor reduz a temperatura da água armazenada. 

Sistemas Water-Heating indiretos. Nestes sistemas, o líquido congelar-protegido é circulado através de um laço closed e seu calor é transferido à água potável através de um cambista de calor com eficiência de 80% a de 90%. Os líquidos os mais de uso geral para a proteção do gelo são soluções do glicol do água-etileno e soluções do glicol do água-propylene. 

Sistemas de ar. Neste sistema indireto os coletores aquecem o ar, que é movido por um ventilador através de um cambista de calor air-to-water. A água é usada então para necessidades domésticas ou do serviço. A eficiência do cambista de calor está na escala de 50%. a Dirigir-circulação, o thermosiphon, ou os sistemas bomba-ativados, exigem uma manutenção mais elevada em climas de congelação. Para a maioria dos Estados Unidos, o ar e o abastecimento de água indiretos são os mais apropriados. Arejar sistemas solares, quando tão eficiente quanto o abastecimento de água, deve ser considerado se a manutenção é um interesse preliminar desde que não escapa nem não estoura. 

Tipos de coletores: Há basicamente três tipos de coletores: flat-plate, evacuar-tubo, e concentração. 
Um coletor do flat-plate, o tipo o mais comum, é uma caixa isolada, protegida contra intempéries que contem uma placa escura do absorvente sob umas ou várias tampas transparentes ou translúcidas. 

os coletores do Evacuar-tubo são compo das fileiras da paralela, tubos de vidro transparentes. Cada tubo consiste em um tubo exterior de vidro e um tubo interno, ou absorvente, coberto com um revestimento seletivo que absorva o poço da energia solar mas inibe a perda de calor radiative. O ar é retirado (evacuado) do espaço entre os tubos para dar forma a um vácuo, que elimine a perda de calor condutor e convective. O vácuo igualmente ajuda-os a conseguir extremamente altas temperaturas (170 graus -350 graus F); assim são apropriados para usos comerciais e industriais. 

Concentrando-se os coletores são geralmente as calhas parabólicas que usam superfícies espelhadas para concentrar a energia do sol em um absorvente contenção do tubo (chamado um receptor) que calor-transfere o líquido. Fornecem a água quente e o vapor, geralmente para aplicações industriais e comerciais. 

o uso dos coletores da Parabólico-calha curvado espelha para focalizar a luz solar em um tubo do receptor (encerrado às vezes em um tubo evacuado) que funciona através do ponto de foco dos espelhos e pode aquecer seu líquido de transferência a tanto quanto 570 graus de F (299 graus de C). Porque usam somente a luz solar do dirigir-feixe, os sistemas da parabólico-calha exigem sistemas de seguimento mantê-los focalizados para o sol e são seridos melhor às áreas com radiação solar direta da elevação. Porque são particular suscetíveis a transmitir o esforço estrutural do carregamento do vento e exigem áres extensa para a instalação, os coletores da parabólico-calha são mmoídos geralmente montados. Para a geração elétrica ou os usos industriais que exigem muito altas temperaturas (maior de 392 graus de F [200 graus de C]), calor-transferir o líquido tal como o petróleo é usado, mas dependendo do grau de perigo da congelação, o anticongelante ou a água são usados no calor-transferem o laço para sistemas water-heating domésticos. os coletores da Parabólico-calha exigem geralmente a maiores manutenção e supervisão e tiram-nos proveito particular das economias de escala, são usados assim geralmente para sistemas maiores. 

Coletores Low-, Mid-, e de alta temperatura: Os coletores podem estar de baixa temperatura, a uma meados de-temperatura, ou a uma alta temperatura. Os coletores vitrificada, do flat-plate os mais de uso geral para a água quente doméstica comercial ou residencial são classific como os coletores da “meados de-temperatura”, aumentando geralmente a temperatura de água a tanto quanto 160 graus de F (71 graus de C). Os coletores do Flat-plate consistem em uma carcaça isolada, resistente aos agentes atmosféricos ou a caixa, um vidro desobstruído ou uma tampa plástica que vitrificam, uma placa preta do absorvente, e um sistema de passagens para calor-transferem o líquido para passar através do coletor. Os revestimentos especiais no absorvente maximizam a absorção da luz solar e minimizam o re-radiation do calor. As gaxetas e os selos nas conexões entre o encanamento e o coletor e em torno da vitrificação asseguram um sistema à prova d'água.

Coletores de baixa temperatura, a que aumentar geralmente a temperatura de água tanto quanto 90 graus de F (32 graus de C), são menos caros porque consistem simplesmente em um absorvente com passagens do fluxo e não têm nenhum vidro de coberta (vitrificação), isolação, ou materiais caros tais como o alumínio ou o cobre. Estes coletores são menos eficientes em reter a energia solar quando as temperaturas ao ar livre são baixas, mas são completamente eficientes quando as temperaturas de ar exterior são próximas à temperatura a que a água está sendo heated. São altamente apropriados para o aquecimento da piscina e os outros usos que exigem somente um aumento moderado na temperatura e são os mais de uso geral em umas áreas mais mornas. Para o último diversos anos, foram os coletores o mais freqüentemente instalados. Em climas mornos, os coletores de baixa temperatura são usados às vezes nos sistemas híbridos que aquecem uma associação no inverno e suplementam o aquecimento de água doméstico no verão, quando o aquecimento da associação não é needed. 

Aquecimento solar da associação de água quente: O aquecimento solar da associação foi usado nos 1996 Jogos Olímpicos de Verão em Atlanta. Tais sistemas de aquecimento são uma das aplicações as mais cost-effective da energia solar. É relativamente simples integrar um calefator de água solar desde que a maioria de associações exigem uma bomba, um filtro, e um encanamento. Com um sistema de energia solar, a água da associação é bombeada através do filtro e então através de um coletor da energia solar em vez de diretamente de volta à associação. O sol aquece a água nos coletores antes que retorne à associação. O aquecimento solar da associação pode ser usado para piscinas residenciais, do anúncio publicitário ou da comunidade. Ver o aquecimento de sua piscina com seção da energia solar. 

As grandes facilidades ou umas com operações quase-industriais tais como lavanderias podem poder usar eficientemente uns coletores de alta temperatura mais sofisticados. Embora sejam usados igualmente em sistemas da meados de-temperatura, os coletores do evacuar-tubo podem ser projetados aumentar temperaturas da água/vapor a tanto quanto 350 graus de F (177 graus de C). Podem usar uma variedade de configurações, mas encerram geralmente a superfície do absorvente e os tubos do líquido de funcionamento em um vácuo de vidro tubular para altamente - a isolação eficiente. os coletores do Evacuar-tubo são o tipo o mais eficiente do coletor para climas frios com luz solar difusa de baixo nível. Podem ser montados em um telhado ou na terra, mas precisam de ser protegidos do vandalismo e podem ser danificados pela saraiva ou pelos furacões. 

Certificação solar do equipamento: O Solar Avaliação e Certificação Corporation (SRCC) é uma organização de comércio independente, não lucrativa que crie e execute programas da certificação do equipamento e padrões solares da avaliação. SRCC certifica o equipamento térmico solar que encontra os padrões mínimos ajustados comum por setores confidenciais e públicos. A informação compilada é publicada no diretório de SRCC certificou as avaliações do coletor solar e dos sistemas, fixadas o preço em $26.00. O guia avalia o desempenho, a durabilidade, e a segurança de coletores e de sistemas térmicos solares. Igualmente alista produtos certificados e o consumidor derruba para a seleção solar apropriada do produto. Isto e outras publicações estão disponíveis para transferir do Web site de SRCC.