Solarni sistemi

Načinov za vključevanje solarnih naprav v ogrevalne sisteme, obstaja veliko. Pri tem igrajo naslednji parametri pomembno vlogo:

• Vrste ogrevalnih kotlov (kotli z vgrajeno kompletno avtomatiko - ali samo z vklop/izklop, pri kotlih za trdno gorivo);
• Način ogrevalnega sistema: z veliko hranilno maso, na primer talna ogrevanja ali z majhno hranilno maso, pri ogrevanju z radiatorji, ki je lahko visoko ali nizkotemperaturni sistem;
• Zaželena konstantna temperatura prostora ali dovoljeno nihanje za nekaj stopinj;
• Zmogljivost sončnih sprejemnikov (površina in učinek sončnih zbiralnikov);

Visoka izraba z velikim stroškom ali dobra izraba za nizko ceno.

Pri preklopih prihaja pogosto do napak. Na sliki št. 1  lahko vidimo pogosto vklapljanje solarnega hranilnika in ogrevalnega sistema.  V prvem trenutku pri tem načinu preklapljanja ni videti nič spornega. Pri tem načinu deluje samo črpalka za ogrevanje in se tako ne ogreva toplotni hranilnik, temveč samo določeni del povratnega voda za ogrevanje. Tako obtočna črpalka poganja toplo vodo v smeri pretoka, skozi povratni ventil in skozi solarni toplotni menjalnik. Delež prikritega pretoka je odvisen od skupnih pretokov in upornosti vgrajenih fitingov, skozi toplotni hranilnik, na primer skozi toplotni menjalnik, od črpalke in povratnega ventila, v odvisnosti  od smeri pretoka. 

 S tem se nehote, s pretokom skozi toplotni hranilnik in solarno napravo, neprimerno zniža ogreta voda, pod potrebno temperaturo predtoka, četudi je v toplotnem hranilniku razpoložljiva temperatura višja. Razen tega, razpoložljiv pretok, skozi dele instalacije (cev, toplotni menjalnik, črpalka) obdrži temperaturo in ima s tem toplotne izgube, ki bi jih drugače lahko preprečili ali se jim izognili. Slika 7 prikazuje oceno izgub za cevi, z različnimi premeri in z različnimi debelinami toplotne izolacije, pri različni temperaturi, ki nastane med cevjo in temperaturo okolice pri 20 °C, v razmerju kot je prikazano na sliki št. 6. Višja kot je temperaturna razlika, toliko višje so seveda tudi toplotne izgube. Neizolirana obtočna črpalka in toplotni menjalnik, še znatno dvigneta toplotne izgube. Pri daljših cevnih instalacijah je potrebna dodatna debelina toplotne izolacije.

 S takšnim preklopom bo stopnja pokritosti sončne naprave zmanjšana. Prikrito zmanjšanje, zaradi počasnega hidravličnega toka, skozi oba krogotoka je mogoče preprečiti, kot je prikazano na sliki št. 2. Vse priklope solarnih ogrevalnih sistemov in tudi sistema toplotne črpalke je treba po možnosti, zaradi počasnega toka, pregledati in po potrebi spremeniti. Na sliki št. 1 je prikazan primer s počasnim tokom in na sliki št. 2, primer pomoči za hitrejši pretok.

Na sliki št. 3 so prikazane toplotne izgube na izoliranih cevnih instalacijah, pri temperaturni razliki 20 °C med cevjo in okoljem.

V nadaljevanju sta prikazana še dva primera za hidravlično vključitev solarne naprave v ogrevalni sistem. Na sliki št. 4 je prikazan ogrevalni sistem z regulacijo na ogrevalnem kotlu, vklop/izklop ali modulirani plinski kotel  z učinkovito regulacijo ter sistem z nizko termično maso. Za odpravo toplotnih nihanj od dobljene toplote sončnih sprejemnikov, moramo vgraditi vmesni toplotni hranilnik za potrošno toplo vodo ali predvideti toplotni hranilnik za ogrevanje. Ogrevanje, preko sončnih sprejemnikov,  lahko zagotovimo s toplotnim menjalnikom. V slednjem primeru, da se lahko doseže večji učinek, moramo vendarle vgraditi dodatno obtočno črpalko. Polnjenje hranilnika preko avtomatskega toplovodnega kotla ni zaželeno, saj so izgube, zaradi zagona ogrevalnega kotla in direktnega ogrevanja hranilnika, višje od pridobljene toplote.

Slika št. 5 prikazuje veliko površino sončnih sprejemnikov in ogrevanje z kotlom na trdna goriva. Kotel za trdna goriva je, s slabo ali sploh brez ustrezne regulacije. Lahko ga polnimo le enkrat, z zadostno količino goriva. Zato moramo imeti vgrajen toplotni hranilnik, ki prevzame vso razpoložljivo energijo.

Pri veliki površini sončnih sprejemnikov, dovajanje toplote v toplotni hranilnik za ogrevanje, skozi vgrajeni toplotni menjalnik, ni smiselno, saj je površina toplotnega menjalnika premajhna. Bolj priporočljiva je vgradnja zunanjega toplotnega menjalnika in obtočne črpalke. 

V tem primeru pripravimo toplo vodo v toplotnem hranilniku za centralno ogrevanje, kar je prednost za poljubno razpolago tople vode. Vsekakor so, zaradi tega višje toplotne izgube, saj je potreben pretok vode skozi dva vroča toplotna hranilnika.