אם אתם גרים באקלים חם, כדאי לכם לשקול התקנת דוד שמש מחומם בביתכם. הרעיון הבסיסי מאחורי סוג זה של מערכת חימום הוא פשוט: חום השמש מועבר לנוזל שאינו מקפיא, שנשאב לאחר מכן למיכל מים. מערכות אלו יכולות להיות פסיביות, אקטיביות או מחזוריות מאולצת.
דודי מים מחוממים שמש הם חסכוניים במקומות שטופי שמש וחמים
מיכלי מים מחוממים שמש דורשים פחות מקום על הגג מאשר דוד מים חשמלי רגיל. תכונה זו אידיאלית לבעלי בתים עם מגבלות מקום. עלות–תועלת של מיכלי מים מחוממים בשמש תלויה במספר גורמים. מערכות מסוימות יקרות יותר ממערכות קונבנציונליות, בעוד שאחרות זולות יותר.
מיכלי מים פעילים מחוממים בשמש יכולים לחסוך עד 50% בחשבונות חימום המים. מערכות פסיביות לחימום מים סולאריות משתמשות בהסעה כדי להזרים מים ויכולות לעלות בין 1,000 דולר ל-3,700 דולר. שני סוגי המערכות זכאיות לזיכוי מס סולארי פדרלי ועשויות להיות זכאיות לתמריצים נוספים מחברות שירות וממשלות מקומיות. דודי שמש אלו יכולים גם להעלות את ערך המכירה החוזרת של הבית שלך.
מיכלי מים מחוממים בשמש הם החסכוניים ביותר במקומות שטופי שמש וחמים. עם זאת, מערכות חימום מים סולאריות יכולות להיות יקרות באזורים עם בידוד נמוך. במקרים אלה, תקופת ההחזר הרבה יותר ארוכה מאשר באזורים שטופי שמש וחמים. בנוסף, מיכלי מים מחוממים בשמש עשויים לדרוש מערכת גדולה יותר באזורים עם בידוד נמוך יותר.
כדי להפחית את העלות, יש להתקין מיכלי מים מחוממים בשמש ליד ציוד החימום. מיכלי מים מחוממים בשמש הם גם יעילים יותר מאלו הקונבנציונליים. הם יכולים לעמוד ב-100% מהעומס שלך ביום שמש ועד 70% מהעומס השנתי הכולל שלך. ASHRAE פרסמה מדריך על דודי שמש בקנה מידה מסחרי בשנות השמונים בהתבסס על הניסיון שלה עם שמש פעילה בתוכנית Solar in Federal Buildings. המדריך עוסק בהתקנה ותחזוקה. חשוב לבדוק עם השירות שלך לגבי תוכניות ודרישות הנחה.
בנוסף לחיסכון בכסף בעלויות החימום, מיכלי מים מחוממים סולאריים גם חוסכים בעלויות האנרגיה. כאשר השמש זורחת, מיכל המים המחומם בשמש יכול לחמם מים עד 40 ליטר מים בכל פעם. עם זאת, המים החמים שהוא מחמם לא יישארו חמים זמן רב לאחר שקיעת השמש. הדבר נכון במיוחד לגבי מיכלים המאחסנים מים חמים ומשמשים למטרות כביסה וניקוי.
ישנם מספר מקורות למידע על מיכלי מים מחוממים בשמש. למעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת יש אתר שימושי עם מפות וטבלאות מפורטות של משאבי שמש בארה"ב ובעולם כולו. לאיגוד תעשיות אנרגיה סולארית יש גם מדריך של יצרני מים חמים סולאריים, מפיצים וקבלנים. משאב מצוין נוסף הוא תאגיד הדירוג וההסמכה הסולארי. ארגון סחר זה ללא מטרות רווח מפתח דירוגים של מערכת חימום מים סולארית ותקני הסמכה עבור התעשייה.
הם משתמשים בנוזל לא מקפיא כדי להעביר חום מהשמש
למים מיכל מים מחומם בשמש פועל על ידי העברת חום מהשמש לנוזל לא מקפיא המאוחסן בתוך המיכל. הנוזל מחומם ואז מוזרם דרך מחליף חום למים. תהליך זה נקרא חימום מים סולארי פסיבי. זה יכול לחסוך לך כסף על חשבונות המים ומהווה חלופה מצוינת למחממי מים רגילים.
הנוזל המשמש במיכלי מים מחוממים בשמש הוא בדרך כלל פרופילן גליקול. פרופילן גליקול הינו נוזל לא רעיל המתאים לשימוש במערכות סגורות. תערובת הגליקול/מים חייבת להיות באיכות מזון כדי למנוע סיכונים בריאותיים.
דוד שמש מורכב ממיכל אגירה מכוסה בחומר שקוף המאפשר לשמש לחמם את המים במיכל. לאחר מכן המים זורמים למערכת האינסטלציה. מערכת מסוג זה היא הטובה ביותר עבור מקומות ללא טמפרטורות קפואות ולמשקי בית שיש להם ביקוש גבוה למים חמים במהלך היום. למיכלי מים מחוממים בשמש יש בדרך כלל קיבולת של 40 ליטרים וניתנים להרכבה על גג.
חלק מהמערכות הללו הן מערכות סולאריות עם צינורות מפונים. מערכות אלו כוללות קולט צינור זכוכית עם שני צינורות חום, האחד משמש כצינור זרימה והשני כצינור חוזר. הצינורות מחוברים בתחתית הצינור באמצעות עיצוב "U–bend". לוחות מחזירי אור סופגי חום מפרידים בין צינורות הזרימה והחזרה.
הם יכולים להיות פעילים או
פסיביים דודי שמש פסיביים משתמשים בהסעה טבעית כדי להעביר מים. אמנם פחות יעילות ממערכות פעילות, אך לרוב הן אמינות יותר ויכולות להחזיק מעמד זמן רב יותר. מערכות פעילות דורשות משאבה כדי לשמור על זרימה קבועה של מים חמים, הדורשת חשמל. דודי שמש פסיביים נוטים להיות זולים יותר וקלים יותר להתקנה. אולם באקלים קר יותר, דודי שמש פסיביים יכולים להיות לא יעילים.
ההבדל העיקרי בין דודי שמש אקטיביים לפסיביים הוא בעיצוב. מערכות פסיביות גדולות בהרבה, וחייבות להיות ממוקמות גבוה על הבניין. בנוסף, מערכות פסיביות דורשות אור שמש רב על מנת לחמם מים. מערכות אלו עלולות לפגוע בגגות חלשים והן מתאימות ביותר למדינות אקלים חם.
מערכות פעילות דורשות משאבה ורכיבים אחרים כדי להזרים מים. בהשוואה למערכות פסיביות, מערכות אקטיביות יקרות יותר לרכישה והתקנה וקשה לאנשי עשה זאת בעצמך. מערכות אקטיביות משתמשות במשאבה ובגיבוי לדוד מים. משאבות גם משתמשות בכמות משמעותית של חשמל, והן מועדות לכשל.
מערכות פסיביות משתמשות בהסעה לחימום מים והן פחות יעילות ממערכות אקטיביות. מערכות פסיביות משתמשות בדרך כלל בחנות תרמית ובקולט מעל המיכל. מערכות אקטיביות, לעומת זאת, יכולות לקרר מים במיכל האגירה. מערכות אקטיביות יעילות יותר במערכות אינסטלציה ישירה או תרמית. מערכות פסיביות משתמשות בצינורות חום כדי להזרים נוזל עבודה, שהוא יעיל יותר אך פחות יעיל ממערכות עקיפות.
דודי שמש פעילים משתמשים במשאבות כדי להעביר מים דרך קולט. מערכות אלו אידיאליות לאזורים עם טמפרטורות קרות. באזורים בהם החורפים ארוכים יש חשיבות למערכת חימום מים סולארית פעילה, שכן היא מונעת את הקפאת הצינורות. לחלופין, מערכות פסיביות משתמשות בנוזל מעביר חום, כגון פרופילן גליקול, המזרים חום לתוך המים במיכל האגירה.
הם יכולים להיות חשמליים או במחזור מאולץ
מיכלי מים מחוממים בשמש יכולים להיות חשמליים או מאולצים, והבחירה תלויה בצרכי משק הבית ובסוג ההתקנה. למערכות חשמליות יתרון שניתן להתקין את הקולט והמיכל בנפרד. מערכות חשמליות משתמשות גם במשאבה כדי להזרים את המים בכל המערכת. מערכות חשמליות מתאימות לצרכי מים חמים מתונים וקל לשלב אותן במערכות חשמל או דלק מאובנים קיימות.
מערכות מחזור מאולץ דורשות מערכת עזר שתסייע לשאוב את נוזל העברת החום. הם יכולים להיות חשמליים או במחזור מאולץ, ועשויים לכלול משאבה שתעזור להעביר את המים המחוממים לתוך המיכל. הסירקולטור המופעל על ידי חשמל יכול לייקר משמעותית את מחירם של דודי שמש.
מיכל מים מחומם שמש מורכב בדרך כלל משלושה מרכיבים: קולט, מערכת העברת חום וכלי אגירה. לאספנים רבים יש אלמנטים אופטיים המשקפים קרינת שמש על בולם. אספנים מסוימים מצוידים גם בעדשות Fresnel או רכזי צלחות כדי לסייע במיקוד אנרגיית השמש.
מערכות חשמל יקרות והפסקות חשמל עלולות לשבש את שירות המים החמים. מיכלי מים מחוממים סולאריים זולים יותר מזוט, והם אוגרים את המים המחוממים במיכל מבודד כך שהמים מוכנים לשימוש בעת הצורך. מזוט גם יקר וגורם לזיהום אוויר. יתרה מכך, מזוט חייב להיות מאוחסן לתקופות ארוכות, דבר בעייתי עבור מפעלים מסחריים.
מיכל מים מחומם שמש הוא סוג של דוד מים המשתמש בחומר שקוף כדי לאפשר לאור השמש לחמם את המים ואז להזרים אותם למערכת האינסטלציה. זה עובד הכי טוב באזורים שבהם טמפרטורות הקפאה נדירות ולמשקי בית יש ביקוש משמעותי למים חמים בשעות היום. מיכלי מים מחוממים בשמש הם בדרך כלל בעלי קיבולת של 40 ליטר והם מתאימים למשקי בית עם דרישות גדולות של מים חמים בשעות היום.
