Solarwarmwasserbereiter, Gerät, das Sonnenwärme zur Erzeugung von Warmwasser verwendet. Ein typischer Solarwarmwasserbereiter besteht aus einem Solarkollektor, der auf dem Dach eines Gebäudes montiert und mit einem Wasserspeicher verbunden ist. Je nach System kann nicht erwärmtes Wasser entweder aus dem Tank durch den Kollektor zirkuliert werden, um direkt erwärmt zu werden, oder es kann durch eine im Kollektor erwärmte Wärmeaustauschflüssigkeit mit hoher Kapazität erwärmt werden, die ihre Wärme durch Rohre im Wasser überträgt der Panzer. Während die Wärmeübertragung vom Solarkollektor zum unbeheizten Wasser ohne mechanische Mittel passiv erleichtert werden kann, verwenden „aktive“ Solarwarmwassersysteme Elektrizität, um die Wärmeaustauschflüssigkeit zu zirkulieren und mechanische Pumpen und Regler zu betreiben.
Obwohl die Praxis, die Sonne zum Erhitzen von Wasser für den Hausgebrauch zu verwenden, auf mehrere alte Kulturen zurückgeführt werden kann, wurde das erste patentierte Solarwarmwassersystem erst 1891 kommerziell verkauft. Das von Clarence Kemp in Baltimore, Maryland, erfundene System wurde als „Höhepunkt“ bezeichnet und war in Kalifornien und anderen warmen amerikanischen Staaten beliebt. Angesichts der vergleichsweise hohen Kosten und Unannehmlichkeiten bei der Verwendung herkömmlicher Brennstoffe zum Erhitzen von Wasser waren viele Haushalte bestrebt, in diese Solarwarmwasserbereiter zu investieren. Das Climax-System war jedoch dahingehend eingeschränkt, dass das Heizelement gleichzeitig als Speichertank fungierte, wodurch die Menge des verfügbaren Warmwassers begrenzt wurde. 1909 patentierte William J. Bailey ein System, das den Wasserspeicher vom Solarheizelement trennte und die Grundlage für die Konstruktion der heute verwendeten Solarwarmwasserbereiter bildete.
Aktive und passive Systeme
Aktive Solarwarmwassersysteme verwenden mechanische Pumpen und Differentialregler, um den Fluss der Wärmeübertragungsflüssigkeit oder des Wassers vom Solarkollektor zum Tank zu regulieren und zu leiten. Die Regler erfassen den Temperaturunterschied zwischen dem Wasser im Tank und der Temperatur im Solarkollektor und schalten die Pumpe ein, wenn das Wasser im Tank unter die Temperatur des Kollektors abkühlt. Einige Pumpen werden mit Netzstrom (Netzstrom) betrieben, andere mit Strom, der von einem Solar-Photovoltaik-Modul erzeugt wird. Während einige solarbetriebene Systeme die Flüssigkeit nur bei Sonnenschein zirkulieren lassen und das erwärmte Wasser in gut isolierten Tanks für die nächtliche Raumheizung speichern, verwenden andere Netzstrom als Backup für nächtliche und bewölkte Tage. In aktiven Solarwarmwassersystemen können sich die Wasserspeichertanks im Dachraum oder an einem anderen Ort befinden, der den Wärmeverlust an die kalte Luft minimiert, da der Wasserfluss nicht ausschließlich von der Schwerkraft abhängt. Diese Tanks können daher mit den Warmwasserspeichern in Raumheizungssystemen kombiniert werden, und das Solarwarmwassersystem kann verwendet werden, um das Wasser im Zylinder im Winter für die Raumheizung vorzuwärmen.
Passive Systeme, die eher auf Schwerkraft als auf Elektrizität beruhen, sind in heißen Klimazonen am effizientesten, in denen kein Nacht- oder Wintergefrieren vorliegt. Einige passive Systeme verwenden eine Thermosiphon-Konfiguration, die Schwerkraft und konvektive Wärmeströme nutzt. Kaltes Wasser aus großer Höhe fließt durch die Schwerkraft zum Sonnenkollektor hinunter, und wenn das Wasser durch den Kollektor fließt und sich erwärmt, steigt es durch Konvektion auf, um den Speichertank wieder zu erreichen. Eine andere Art von passivem System ist das integrierte Kollektorspeichersystem, bei dem der Kollektor die Oberseite des Wasserspeichertanks bildet und das Wasser direkt im Tank erwärmt.
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