Ηλιακοί θερμοσίφωνες: Τα είδη τους, τα μέρη τους και οι αρχές της λειτουργίας τους

Στην Ελλάδα η διάδοση των ηλιακών θερμοσιφώνων είναι πολύ εντυπωσιακή: Το πρώτο μοντέλο λανσαρίστηκε το 1974, και μέχρι το 1980 υπήρχαν εγκατεστημένα περίπου εκατό πενήντα χιλιάδες τετραγωνικά μέτρα συλλεκτών, τα οποία το 2004 έφτασαν περίπου τα τρία εκατομμύρια τετραγωνικά μέτρα. Ενώ σήμερα η χώρα μας είναι από τις κύριες κατασκευάστριες χώρες ηλιακών θερμοσιφώνων.

Υπάρχουν δύο είδη ηλιακών θερμοσιφώνων, ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου:

α) Ανοιχτού κυκλώματος, με απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης. Αυτή η διάταξη επιτρέπει τη γρήγορη θέρμανση, αλλά σε περιοχές με σκληρά νερά βουλώνει συνέχεια.

β) Κλειστού κυκλώματος, με έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης. Το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα, το οποίο θερμαίνει το νερό που θα χρησιμοποιήσουμε χωρίς να γίνεται ανάμειξή τους, μέσω εναλλάκτη θερμότητας. Αυτή η διάταξη καθυστερεί να θερμάνει το νερό, αλλά δεν βουλώνει εύκολα ακόμα και με σκληρό νερό. Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες ανοιχτού κυκλώματος είναι απλούστεροι και φθηνότεροι· έχουν όμως προβλήματα σε χαμηλές θερμοκρασίες (παγετούς) γιατί δεν μπορούμε να τους προσθέσουμε αντιψυκτικά μείγματα (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό χρήσης). Στους ηλιακούς θερμοσίφωνες κλειστού κυκλώματος μπορεί το θερμαινόμενο μέσο να είναι και άλλο ρευστό (π.χ. λάδι). Αν είναι μόνο νερό, έχει αντιψυκτικά και αντιδιαβρωτικά πρόσθετα για προστασία της συσκευής.

Επίσης μπορούμε να κατηγοριοποιήσουμε τους ηλιακούς θερμοσίφωνες και ανάλογα με τον αριθμό των ενεργειακών πηγών που μπορούν να εκμεταλλευτούν, ως εξής: α) Διπλής ενέργειας: Ο θερμοσίφωνας λειτουργεί εκμεταλλευόμενος όχι μόνο την ηλιακή ενέργεια αλλά και το ηλεκτρικό ρεύμα β) Τριπλής ενέργειας: Λειτουργεί όπως ο ηλιακός θερμοσίφωνας διπλής ενέργειας αλλά έχει επιπλέον μια είσοδο για να εκμεταλλευτεί ως θερμαντικό μέσο το ζεστό νερό του καλοριφέρ που παράγεται από τον λέβητα κεντρικής θέρμανσης.

Οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, ανεξάρτητα από το είδος τους, αποτελούνται από δύο βασικά μέρη:

  1. Το τμήμα συλλογής (το οποίο απαρτίζουν οι ηλιακοί συλλέκτες και η επιφάνεια απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας).
  2. Το τμήμα αποθήκευσης (η δεξαμενή αποθήκευσης του νερού).

Το κυριότερο μέρος ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι οι ηλιακοί συλλέκτες (ή «καθρέφτες»), που είναι η επιφάνεια συλλογής της ηλιακής ακτινοβολίας. Αυτή αποτελείται από τέσσερα μέρη: 1. Την πλάκα συλλογής της ακτινοβολίας. 2. Τους σωλήνες ροής του νερού. 3. Το κρύσταλλο της πλάκας απορρόφησης. 4. Το θερμικά μονωμένο πλαίσιο πάνω στο οποίο στερεώνονται τα υπόλοιπα εξαρτήματα. Ανόδιο Το ανόδιο είναι μια ράβδος μαγνησίου (συνήθως Φ22Χ30mm), και στην πραγματικότητα αποτελεί την καθοδική προστασία του συστήματος από ηλεκτρόλυση. Είναι μία μέθοδος προστασίας για τη διάβρωση των μετάλλων τα οποία έρχονται σε επαφή με διαβρωτικά υλικά. Η καθοδική προστασία επιτυγχάνεται με την προσθήκη κατάλληλου υλικού, του ανοδίου, το οποίο διαβρώνεται στη θέση των προστατευομένων μετάλλων.

Αρχή λειτουργίας

Ο ηλιακός θερμοσίφωνας φυσικής κυκλοφορίας, κατά την λειτουργία του, εκμεταλλεύεται το φυσικό φαινόμενο της ροής των ρευστών λόγω διαφοράς θερμοκρασίας το οποίο είναι γνωστό και σαν αρχή του θερμοσιφώνου. Έτσι πετυχαίνεται με φυσικό τρόπο χωρίς κυκλοφορητή η συνεχής ροή του θερμαινόμενου μέσου, από το θερμότερο σημείο προς το ψυχρότερο μέχρις ότου τα δύο σημεία να αποκτήσουν παρόμοιες θερμοκρασίες.

Εγκατάσταση

Ο καλύτερος προσανατολισμός για την τοποθέτηση των ηλιακών θερμοσιφώνων (ακριβέστερα των ηλιακών συλλεκτών) είναι ο νότιος, για να εκμεταλλεύεται ο θερμοσίφωνας όσο περισσότερες ώρες ηλιοφάνειας γίνεται. Απόκλιση μέχρι 15 μοίρες από το νότο δεν έχει μεγάλη επίπτωση στην απόδοσή του, αλλά σε μεγαλύτερη απόκλιση παρατηρείται μείωση της απόδοσης. Ακόμα η κλίση του ηλιακού συλλέκτη πρέπει να είναι 20-50 μοίρες· μεγαλύτερη ή μικρότερη κλίση μειώνει την απόδοση.

Συχνές ερωτήσεις & απαντήσεις για τους ηλιακούς θερμοσίφωνες

 

  1. Πώς να επιλέξουμε ηλιακό θερμοσίφωνα;

Ένας καλής ποιότητας ηλιακός θερμοσίφωνας πρέπει να πληρούνται οι παρακάτω προϋποθέσεις: α) Να υπάρχει εξωτερική επένδυση από ανοδιωμένο αλουμίνιο, το οποίο είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό σε παραθαλάσσιες περιοχές, σε υγρά κλίματα και στις υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου. β) Το κλειστό κύκλωμα αντιψυκτικού υγρού να προστατεύεται από μανδύα (jacket), ώστε να λειτουργεί σωστά ακόμη και όταν κάνει παγωνιά, και ταυτόχρονα να προστατεύει τους συλλέκτες από τα άλατα του νερού, τα οποία –ως γνωστόν– ευθύνονται για το βούλωμα των σωληνώσεων των συλλεκτών. γ) Να υπάρχει μόνωση πολυουρεθάνης υψηλής πυκνότητας και πάχους τουλάχιστον 45-50 χιλιοστών, ώστε να εξασφαλίζεται ζεστό νερό ακόμα και σε πολικές θερμοκρασίες -30°C. δ) Η μεταλλική κατασκευή της δεξαμενής πρέπει να είναι πάχους 3 χιλιοστών και να είναι κατασκευασμένη με προδιαγραφές DIN 4800-5, ώστε να αντέχει στις υψηλές πιέσεις του δικτύου ύδρευσης. ε) Το δοχείο του ηλιακού θερμοσίφωνα πρέπει να είναι εσωτερικά επενδεδυμένο (επισμαλτωμένο) με Duro Smalt Elastic. Αυτή η μέθοδος (Glass) θεωρείται η πιο ενδεδειγμένη για την ιδιαίτερη ελαστικότητα που έχει και για τις αντοχές της σε πολύ σκληρά νερά, ώστε να προστατεύει τη δεξαμενή από ρωγμές λόγω συστολών και διαστολών. στ) Ο ηλιακός θερμοσίφωνας θα πρέπει να παρέχει τη δυνατότητα προσθήκης εφεδρικού στοιχείου θέρμανσης, το οποίο να μπορεί να συνδέεται με το καλοριφέρ, επιτυγχάνοντας έτσι ακόμα μεγαλύτερη οικονομία (ηλιακοί θερμοσίφωνες τριπλής ενέργειας). ζ) Προς αποφυγή δημιουργίας εσωτερικών υδρατμών λόγω της διαφοράς θερμοκρασίας, οι ηλιακοί συλλέκτες θα πρέπει να διαθέτουν οπές εξαερισμού, ιδιαίτερα το χειμώνα σε υγρά κλίματα. Αν δεν υπάρχουν οπές εξαερισμού, τότε οι παραγόμενοι υδρατμοί δημιουργούν διάβρωση στον απορροφητή του συλλέκτη. η) Οι χαλκοσωλήνες και ο απορροφητής του ηλιακού συλλέκτη πρέπει να είναι συγκολλημένοι υψίσυχνα (δηλαδή με τη μέθοδο Ultrasonic), ώστε να μη υπάρχουν απώλειες, να επιτυγχάνεται απόλυτη μεταφορά της θερμότητας και ο ηλιακός συλλέκτης να έχει τη μεγαλύτερη δυνατή απόδοση. θ) Η χάλκινη επιφάνεια του ηλιακού συλλέκτη πρέπει να είναι με επίστρωση τιτανίου (επιλεκτικοί συλλέκτες), το γυαλί πρέπει να είναι άθραυστο για αντοχή στο χαλάζι και να υπάρχουν ειδικά κρύσταλλα για να ελαχιστοποιούνται οι επανακλάσεις της άμεσης ακτινοβολίας. ι) Να είναι ξεχωριστή και ανεξάρτητη η θέση της ράβδου μαγνησίου, ώστε να επιτρέπει την εύκολη και γρήγορη αντικατάστασή της.

  1. Πώς να προστατέψω τον ηλιακό μου θερμοσίφωνα για να μη σπάσει από τον παγετό;

Αν ο ηλιακός θερμοσίφωνας έχει ικανοποιητική ποσότητα αντιψυκτικού υγρού στο θερμικό του φορέα, τότε δεν υπάρχει κανένας φόβος να σπάσουν οι σωληνώσεις από την πτώση της θερμοκρασίας.

  1. Γιατί η συντήρηση ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι απαραίτητη;

Όπως συμβαίνει με όλες τις συσκευές και μηχανές, έτσι και οι ηλιακοί θερμοσίφωνες πρέπει να συντηρούνται, ώστε να εξασφαλίζουν καλή απόδοση και λειτουργία. Κάνοντας σε τακτά διαστήματα service, όπως αυτά ορίζονται από την εκάστοτε κατασκευάστρια εταιρεία, συντηρούμε σωστά τον ηλιακό θερμοσίφωνα, ώστε να αντέξει στο χρόνο και να προσφέρει ζεστό νερό για περισσότερα χρόνια.

  1. Κάθε πότε πρέπει να γίνεται service και τι περιλαμβάνει αυτό;

Συνήθως, το πρώτο service ενός θερμικού ηλιακού συστήματος, καλό είναι να γίνεται μετά το τρίτο έτος λειτουργίας του, και από εκεί και ύστερα, κάθε 3 – 4 χρόνια.

  1. Τι πιστοποιητικά πρέπει να έχει ένας ηλιακός θερμοσίφωνας για να θεωρείται αξιόπιστος;

Ένας ηλιακός θερμοσίφωνας πρέπει να έχει τουλάχιστον δήλωση συμμόρφωσης προς τον ΕΛΟΤ (CE) και πιστοποιητικό βαθμού απόδοσης (test report) από διεθνές αναγνωρισμένο ινστιτούτο.

  1. Τι συμβαίνει όταν δεν παράγεται ζεστό νερό με το ηλεκτρικό ρεύμα;

Σε μία τέτοια περίπτωση πρέπει να κληθεί κάποιος ηλεκτρολόγος για έλεγχο των ενώσεων του ηλεκτρικού καλωδίου από τον πίνακα μέχρι τον θερμοσίφωνα Γιατί ο ηλιακός θερμοσίφωνας έχει χαμηλή απόδοση και δεν λειτουργεί κανονικά; Σε αυτή την περίπτωση οι αιτίες μπορεί να είναι: α) Χαμηλή στάθμη του θερμικού φορέα (αντιψυκτικού υγρού) στο κλειστό κύκλωμα της συσκευής. β) Πολύ μικρός χρόνος επαφής ηλιακών ακτίνων με τον ηλιακό συλλέκτη. γ) Ανεπαρκής ηλιοφάνεια ή πυκνή συννεφιά (συνήθως κατά τους χειμερινούς μήνες). δ) Κακής ποιότητας ηλιακοί συλλέκτες.

  1. Υπάρχει περίπτωση διάβρωσης στο εσωτερικό του δοχείου νερού;

Ναι, υπάρχει. Ένα καλής ποιότητας ηλιακό δοχείο νερού πρέπει να έχει διπλή αντισκωριακή προστασία. Δηλαδή η δεξαμενή νερού πρέπει να είναι εσωτερικά επενδυμένη (επισμαλτωμένη) με Duro Smalt Elastic, ούτως ώστε να προστατεύεται από τη διάβρωση.

  1. Σε περίπτωση αλλαγής κατοικίας μπορεί να μεταφερθεί ο ηλιακός θερμοσίφωνας ή πρέπει να τοποθετηθεί καινούργιος;

Η απεγκατάσταση και μεταφορά ενός ηλιακού θερμοσίφωνα είναι ιδιαίτερα απλή σε περίπτωση αλλαγής κατοικίας. Η εργασία όμως αυτή πρέπει να γίνεται από εξουσιοδοτημένο συνεργείο ή από κάποιον ειδικό.

  1. Πώς επιλέγεται το μέγεθος του δοχείου νερού που πρέπει να έχει ο ηλιακός θερμοσίφωνας;

Το μέγεθος του δοχείου νερού (χωρητικότητα σε λίτρα) εξαρτάται καθαρά από το πόσα άτομα πρόκειται να κάνουν χρήση του ζεστού νερού. Για μια τετραμελή οικογένεια, το κατάλληλο μέγεθος είναι τα 160 – 200 λίτρα.

Ελέγξτε επίσης

Τα μυστικά για τη σωστή εγκατάσταση του ηλιακού θερμοσίφωνα

Στο σύντομο αυτό άρθρο δεν θα εξαντλήσουμε το θέμα της εγκατάστασης ενός ηλιακού θερμοσίφωνα (συναρμολόγηση …

Τα Περιοδικά μας