Napeljava Drain back za sončne kolektorje

    
Dobeseden prevod pomeni "izsuševanje nazaj", s čimer je kar dobro opisano kaj se v solarni napeljavi dogaja med delovanjem.

Običajne napeljave
Pri izdelavi solarnih ogrevanj sanitarne vode se je do danes uveljavil sistem, ki ga različni proizvajalci izdelujejo zelo podobno. Sestavljen je iz 4-6 m2 kolektorskih površin, shranjevalca tople vode s prostornino med 300 in 400L, solarne postaje z avtomatiko za vodenje, črpalko in potrebnimi ventili ter iz razvoda vode z dodatkom proti zmrzovanju (npr. 40% nestrupenega propilenglikola in 60% vode), ki je popolnoma napolnjen in deluje pod tlakom.

Način delovanja
Princip je enostaven. Regulacija stalno primerja temperaturo kolektorja in temperaturo vode v akumulatorju tople vode. Črpalko vključi takoj, ko je temperatura kolektorja za stopinjo ali več višja od tiste v solarnem grelniku in prenese toploto s strehe na vodo v njem. Kadar sonca ni dovolj s pečjo na plin, olje ali pelete doda manjkajočo toplotno energijo vodi v hranilniku toplote. Opisani sistem v poletnem času ogreje dovolj vode za povprečno družino, ki porabi 200L dnevno.  S soncem lahko pokrijemo približno 60% potreb preko vsega leta s čimer prihranimo do 1800 kWh elektrike.

Nekaj pomanjkljivosti
Običajni solarni sistemi imajo tudi nekaj pomanjkljivosti. Za napeljavo potrebujemo prostor, ki ga v stanovanjski hiši ni težko najti, v stanovanju pa zagotovo. Tudi zato so stanovanja z odlično sončno lego in prostorom za postavitev kolektorjev velikokrat premajhna za postavitev vse ostale potrebne opreme. Tudi najmanjši solarni standardni sistem, ki ga proizvajalci ponujajo je predviden za dnevno porabo okrog 200L, ki zadostuje za dve do štiri osebe, zato je za vse druge primere predimenzioniran. Če je poraba tople vode prenizka, se bo sistem pregrel, kar lahko povzroči tudi daljša odsotnost stanovalcev v poletnem času. Regulacija običajno izključi črpalko pri okrog 70°C, s čimer preprečimo tudi izločanje apnenca v ceveh kolektorjev in v grelniku vode. Črpalka se zaustavi, tekočina v kolektorju se začne kuhati, povečan tlak prevzame raztezna posoda, lahko pa se sprosti tudi preko varnostnega ventila. Tako stanje lahko povzroči izpad sistema, ki pa ostane velikokrat neopažen. Tudi protizmrzovalni dodatki se začnejo pri višjih temperaturah pričnejo postopno razgrajevati, njihova učinkovitost pa se zmanjšuje. Posledica je lahko spet izpad sistema, potrebno je dopolnjevanje izgubljene tekočine in izvajanje kontrole učinkovitosti protizmrzovalnih dodatkov. Eden od pomembnih pomislekov je tudi higiena. Če je poraba premajhna, voda v grelniku zastaja, in je pri temperaturi 45°C idealno gojišče za bakterije. Takšna topla postana voda po nekaj dneh zagotovo nima kvalitete pitne vode. Rešitev je manjši grelnik. V običajnih razmerah izberejo projektanti velikost grelnika tople vode tako, da omogoča zalogo za dva dni, saj želijo energijo sončnih dni ohraniti še za oblačne dneve. Na ta način se voda v grelniku tudi ne bo tako hitro preveč ogrela.
 
Z vgradnjo Drain back napeljave odpravimo še vse morebitne težave s pregrevanjem in nevarnostjo zamrznitve kolektorskega dela. Če vzamemo v zakup 10% manjšo učinkovitost, zaradi manjšega grelnika vode pridobimo nekaj prostora ter zmanjšamo ceno nabave in vgradnje. Nižja cena povzroči večje zanimanje in nakup, posledica pa je nižja končna obremenitev okolja.
  
Drain back sistem
Ko sončni žarki ogrejejo kolektor, tipalo vključi črpalko, ki začne delovati na najvišji stopnji. Nivo vode v ceveh se začne dvigati, iztisne zrak iz kolektorja in ga napolni z vodo, ki se ogreta začne prelivati nazaj proti grelniku. Pred slednjim se nahaja povratna posoda, katere prostornina je večja kot seštevek prostornine celotnega razvoda in kolektorjev. Po 400s črpalka preklopi na nižjo hitrost in kapaciteto, saj je sedaj tokokrog vzpostavljen, in za delovanje potrebujemo manj moči. Po tem času je voda iztisnila ves zrak iz cevi in kolektorjev, ta se je preselil nad gladino povratne posode. Sedaj mora obtočna črpalka premagovati samo še statično razliko nekaj centimetrov, ki je nastala v povratni posodi. Kadar kolektor ni več toplejši kot vsebina grelnika vode, ali v primeru pregrevanja zaradi manjše porabe tople vode, avtomatika izključi črpalko. Nivo vode v kolektorjih prične padati, voda steče v povratno posodo, kolektorji in dovod se izpraznijo. Odpadejo tudi vse prej naštete pomanjkljivosti, kolektor se več ne more pregreti ali zmrzniti!


Pomembno
Kdor se bo sam odločil za poizkusno izdelavo sistema "Drain back", naj upošteva še nekaj napotkov. Povratna posoda se mora nahajati na nižjem nivoju kot kolektorji, drugače stvar ne bo delovala. Predtok in povratek proti kolektorjem morata biti izvedena s stalnim padcem od kolektorja do povratne posode. Cev predtoka in povratka ne sme imeti večjega premera kot 15 mm, da je s tem omogočeno učinkovito izpraznjenje razvodov. Sistem lahko poganjamo z običajno črpalko za ogrevalne sisteme, ki ima do 4m tlačne višine. V tem primeru tudi razlika med vrhom kolektorja in gladino v povratni posodi ne sme biti večja. Če vgradnja na ta način ni mogoča, je potrebno vgraditi črpalko z večjo tlačno višino, ali pa položaj povratne posode tako izbrati, da razdalja med vrhom kolektorja in povratno posodo ni večja kot 4 metre. Opisani sistem je enostaven, tisti ki so ga že vgradili pa so z njim zadovoljni, tako izvedena solarna ogrevanja pa delujejo brez težav.

vir:   solarix.si