Integral Collector Storage Passive System

Die Integral Collector Storage-Systeme, auch bekannt als ICS, “Batch” oder “Brotkasten” Warmwasserbereitungssysteme, sind in Design und Betrieb dem zuvor betrachteten Flachkollektor sehr ähnlich. Diesmal haben die Wärmerohre in der isolierten Glasbox jedoch einen viel, viel größeren Durchmesser.

Wie der Name schon sagt, sind in einem integrierten Kollektorspeichersystem (ICS) der Kollektor und der Tank zu einer einzigen Einheit kombiniert, sodass Umwälzpumpen und elektronische Steuerungen nicht erforderlich sind, da das Leitungswasser des Haushalts erwärmt und in der kombinierten Wärmespeicherung und -sammlung gespeichert wird Einheit.

Integralkollektorspeicher gehören zu den einfachsten solaren Warmwasserbereitungssystemen und lassen sich problemlos in jede herkömmliche Warmwasserbereitungsanlage einbauen. ICS oder “Batch” Systeme bestehen aus einer Reihe von Rohren mit großem Durchmesser zwischen 100 und 200 mm (4 bis 8 Zoll) Durchmesser mit einem oder mehreren schwarz lackierten Speichertanks, die in einer isolierten, verglasten, wetterfesten Box enthalten sind. Kaltes Wasser fließt unter normalem Wasserdruck in den Sonnenkollektor, der das Wasser vorwärmt und speichert.

Die Übertragung der Sonnenwärme vom Kollektor zum Wasser erfolgt durch natürliche Konvektion, es ist keine externe Energie erforderlich, was es zu einem vollständig passiven System macht. Immer wenn Warmwasser benötigt wird, fließt das im Sammelkollektor gespeicherte solar erwärmte Wasser durch die Schwerkraft oder den Druck der Kälte ab und fließt in das konventionelle Notwasser-Heizungssystem im Haus. Diese Art der Warmwasserinstallation ist ein direktes System (offener Kreislauf), da das zu erwärmende Wasser dasselbe Wasser ist, das Sie trinken.

ICS-Konstruktion

Der Hauptvorteil eines “integrierten Collector-Speichers” System besteht darin, dass sie keine Steuerungen, Pumpen, Sensoren oder andere mechanische oder bewegliche Teile benötigen, sodass der Wartungsaufwand minimal ist. Die meisten der heute produzierten ICS-Einheiten sind "Progressivröhren" Heizungen im Gegensatz zu den älteren Batch-Kollektoren mit einem Tank in einer Box, wodurch sie weniger teuer sind als aktive Solarsysteme.

ICS und Batch-Kollektoren können einfach zu einer bestehenden Brauchwasserinstallation hinzugefügt werden. Es gibt jedoch eine Reihe von Nachteilen bei Chargenkollektorsystemen wie Gewicht, Wärmeverlust, Effizienz und die Möglichkeit des Einfrierens bei kaltem Wetter.

Systeme mit integriertem Kollektorspeicher oder Chargentyp fügen den Tank und den Kollektor zusammen, um eine große Flüssigkeitsmasse zu bilden, die von der Sonne erwärmt wird. Ein Hauptnachteil dieser Art von Solarwarmwassersystem ist ihr Gewicht. Aufgrund des Eigengewichts des Kollektors werden diese Systeme oft auf dem Boden montiert oder seitlich an Gebäuden befestigt. Auf dem Dach montierte Systeme erfordern eine Struktur, die das volle Gewicht des/der Lagertanks tragen kann.

Ein Nachteil von ICS-Batch-Systemen besteht darin, dass sie ihre Sonnenwärme nachts oder bei Bewölkung, wenn die Sonnenenergie am niedrigsten ist, sehr schnell verlieren können. Das Ergebnis ist, dass die Speicherkollektoren gut für diejenigen sind, die warmes Wasser früh in der Nacht und nicht gleich morgens verbrauchen. Eine isolierte Abdeckung, die nachts über dem Kollektor angebracht wird, kann dazu beitragen, die Wärme im Speicher zu halten, aber dies kann unpraktisch sein.

Da der Kollektor auch ein Wasserspeicher ist, haben einige Designs eine Doppel- oder Dreifachverglasung darüber die Rohre oder Tanks, um den Wärmeverlust zu reduzieren, aber dies erhöht das Gesamtgewicht und die Kosten der Einheit. Dann “Integral Collector Storage” Geräte sind in kalten Klimazonen aufgrund von Wärmeverlusten in der Nacht ineffizienter.

Ein weiterer Nachteil von Integralkollektorspeichern ist, dass sie in den Wintermonaten keinen ausreichenden Frostschutz bieten. ICS- und Chargensysteme müssen während der Gefriersaison entleert werden, oder es müssen erhebliche Maßnahmen ergriffen werden, um zu verhindern, dass das Wasser im Tank und den dazugehörigen Rohrleitungen gefriert.

Obwohl die Kollektoren und der Speicher von ICS-Systemen während des normalen Betriebs frosttolerant sind, sind sie klimabegrenzt, was bedeutet, dass wärmere Klimazonen am besten für ein ICS-System geeignet sind und nur in warmen und milden Klimazonen im Sonnengürtel verwendet werden sollten, wenn das System entleert wird ist in den Wintermonaten nicht möglich.

Während Integralkollektorspeicher von der Systemnachfrage abhängig sind, wurden einige Modelle so konfiguriert, dass sie das Thermosiphonprinzip verwenden. Das Thermosyphon ICS-System nutzt das Prinzip der natürlichen Flüssigkeitskonvektion zwischen einem Kollektor und einem Hochspeicher. Da Wasser im Kollektor erhitzt wird und auf natürliche Weise in den Tank darüber steigt.

Thermosyphon-Systeme sind tendenziell effizienter als Standard-ICS- und Batch-Systeme. Da das Thermosyphon ICS-System direkt an die Hauptwasserversorgung angeschlossen ist, ist es schwierig, es vor Frost zu schützen. Es kommen jedoch neue Modelle mit geschlossenem Kreislauf auf den Markt, die eine nicht gefrierfähige Flüssigkeit als Wärmeübertragungsflüssigkeit verwenden und das Gefrierproblem lösen.

ICS-Zusammenfassung

Um zusammenzufassen: Integrierter Collector-Speicher(ICS)-Systeme, auch “Batch” oder “Brotkasten” Warmwasserbereiter, kombinieren einen Solarkollektor und einen Wasserspeicher in einer einzigen Einheit. width=”240″ height=”180″ class=”card-img-top img-fluid p-1″ title=”Solar-Durchlauferhitzer” alt=”Solar-Durchlauferhitzer” />Solar-Durchlauferhitzer

Solar-Batch-Warmwasserbereiter sind die gebräuchlichsten hausgemachten Solar-Warmwasserbereiter, da sie leicht aus Kupferrohren mit großem Durchmesser, Kunststoffrohren oder einem alten Kupferwasserzylinder in einer Holzkiste gebaut werden können. #8220;Tank in der Sonne”.

Die auf den Kollektor scheinenden Sonnenstrahlen treffen direkt auf die Rohre mit großem Durchmesser oder den Speichertank und erwärmen das Wasser. Die große thermische Masse des Wassers trägt zusammen mit der Isolierung dazu bei, nachts den Wärmeverlust durch den Tank zu reduzieren.

Obwohl Effizienz, Leistung und Warmwassertemperatur geringer sind als bei anderen Arten von Solar-Warmwasserheizsystemen, sind die Vorteile von ICS-Einheiten ihre inhärente Einfachheit, niedrige Kosten und einfache Installation, was sie zu einem guten Projekt für den Heimwerker macht. Da es sich bei Kollektorspeichersystemen um passive Systeme handelt, benötigen sie keine elektrischen Pumpen oder elektronischen Steuerungen, wodurch Zuverlässigkeits- und Wartungsprobleme beseitigt werden, was diese Systeme zu einer attraktiven Alternative zu den komplizierteren und teureren solarthermischen Systemen macht.

Der Hauptnachteil von integrierten Kollektorspeichern und Batch-Systemen besteht jedoch darin, dass diese Art von Solarwärmesystemen nur für milde und wärmere Klimazonen geeignet sind, wodurch das gespeicherte Wasser im Winter nicht gefriert. Gegen das Einfrieren im Winter und den nächtlichen Wärmeverlust können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, z Wenn ein ICS- oder Batch-System für den Winter entleert und nur für die sechs oder sieben Monate im Sommer verwendet wird, kann dies dennoch einen erheblichen Einfluss auf die jährlichen Energiekosten haben, zumal die Installationskosten für diese Systeme viel niedriger sein können als die anderer Arten von Solarwarmwasserbereitern.

In unserem nächsten Tutorial über Solarheizung werden wir uns ansehen, wie wir durch Heizen das Beste aus der kostenlosen Sonnenenergie der Sonne machen können Wasser effizienter auf sehr hohe Temperaturen mit Solarreflektoren in Form eines Parabolrinnen-Reflektors, der verwendet werden kann, um die Energie der Sonne auf einen einzigen Punkt zu fokussieren.