Mit der Kraft der Sonne einen Swimmingpool heizen

Solarpoolheizungist heute eine der kostengünstigsten Nutzungen von Sonnenenergie. Die meisten Schwimmbäder benötigen irgendeine Art von Poolheizung, entweder um die Pooltemperatur während der Frühlings- und Herbstsaison zu erhöhen oder um während der Sommersaison, wenn der Pool am meisten genutzt wird, eine konstante Wassertemperatur aufrechtzuerhalten. Im Allgemeinen benötigen Freizeit- und Gartenschwimmbäder nur Niedertemperaturwärme, bei der nicht konzentrierende Solar-Flachkollektoren am effizientesten sind.

Wie wir bereits gesehen haben, fangen Solar-Flachkollektoren kostenlose Sonnenenergie ein, die dann zum Erwärmen des Wassers in Ihrem Swimmingpool verwendet werden kann und eine wirtschaftliche Alternative zu teuren herkömmlichen Gas- oder elektrischen Poolheizungen darstellt.

By Durch den Einbau einer solaren Poolheizung kann die Nutzung eines normalen Swimmingpools allein durch die Nutzung der Wärmeenergie der Sonne um bis zu vier Monate im Jahr gesteigert werden. Die Art des solaren Poolheizungssystems variiert je nach Pooldesign, Standort und verfügbarem Sonnenlicht, aber das Grundprinzip bleibt gleich.

Beheizung eines Pools mit Solarthermie-Paneelen

Das Poolwasser wird durch einen Flachkollektor-Solarkollektor zirkuliert, der normalerweise auf einem Dach oder auf einem Dach montiert ist neben dem Pool, wird durch die Sonnenenergie erwärmt und vom Wasser absorbiert, das darüber oder durch ihn fließt, bevor das erwärmte Wasser wieder in den Pool zurückgeführt wird.

Schwimmbadheizungssysteme benötigen keinen separaten Wasserspeicher, da der Pool selbst als Speicher dient und in den meisten Fällen die Filterpumpe des Pools verwendet werden kann, um das Poolwasser durch die Sonnenkollektoren zu zirkulieren, was es zu einem aktiven System macht Zirkulation erzwingen.

Die angenehme Schwimmwassertemperatur ist im Vergleich zu anderen Verwendungen von Warmwasser wie Bädern und Duschen relativ niedrig. Flachkollektoren sind bei niedrigen Temperaturen am effizientesten und eignen sich daher gut für die Poolheizung, wenn eine große Wassermenge auf nur wenige Grad über die Umgebungstemperatur erwärmt werden muss, anstatt eine kleinere Menge auf eine viel höhere Temperatur zu erwärmen. Ein richtig dimensioniertes Solarheizsystem kann die Pooltemperatur sanft um mindestens 5 bis 10 °C (10 – 20 oF) über die normale Wassertemperatur anheben, wobei jedes Mal, wenn das Wasser durch den Solarkollektor fließt, eine angenehme Schwimmtemperatur aufrechterhalten wird.

Normalerweise ist in den Sommermonaten, wenn die Sonnenenergie am stärksten ist, keine Poolheizung erforderlich, und das Schwimmen im Pool sollte daher erfrischend und angenehm sein, wenn die Umgebungstemperatur und die Sonnenenergie am höchsten sind, um das Poolwasser zu erwärmen eine möglichst hohe Temperatur ist möglicherweise nicht wünschenswert. Das bedeutet, dass keine hohen Temperaturen von beispielsweise über 30 °C (85 °F) erforderlich sind. Eine Poolwassertemperatur von etwa 24 bis 28oC (75 – 82oF) sollte für die Mehrheit der Menschen ausreichen, da das Ziel einer solaren Poolheizung darin besteht, eine große Wassermenge um nur wenige Grad zu erwärmen.

Außerdem kann eine Solar-Poolheizung sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen eines Schwimmbeckens verwendet werden. Während der heißesten Zeit der Sommermonate kann das nächtliche Pumpen des Poolwassers durch das Solarsystem ein Schwimmbad in einer Nacht um mehrere Grad auf eine erfrischendere Schwimmtemperatur abkühlen, wenn die Bedingungen stimmen, da der Flachkollektor als Wärme wirken kann Spender (Heizkörper) an die umliegenden kühleren Nachttemperaturen.

Solch niedrige Anforderungen an die Pooltemperatur können problemlos mit einer einfachen solaren Poolheizung mit stationären Flachkollektoren erfüllt werden. Sie können Wasser effizient auf bis zu etwa 60oC (140oF) erhitzen, sodass genügend Spielraum vorhanden ist und keine Notwendigkeit besteht, die teureren Vakuumröhren- oder konzentrierenden Sonnenkollektoren zu verwenden. Wenn es um Flachkollektortypen geht, die für die „Solarpoolheizung“ geeignet sind, gibt es viele verschiedene Möglichkeiten, das Wasser zu erwärmen, daher sind hier einige der gebräuchlicheren Designs.

Solarpool Heizungsdesigns

Black Pipe Solar – Diese Art von Solar-Poolheizung ist sehr einfach, billig und kann sein innerhalb weniger Stunden installiert. Das Poolwasser wird durch eine Schlange oder Schleife aus schwarzem Kunststoff-Polyethylenrohr gepumpt, die in die Sonne gelegt wird, und vorausgesetzt, dass die Sonne direkt auf die Kunststoffschlange scheint, kommt das Wasser am anderen Ende wärmer heraus.

Der Vorteil der Verwendung von Polyethylenrohrschlangen besteht darin, dass Kunststoffrohre oder -schläuche mit einem Durchmesser von bis zu 25 mm (1") relativ günstig in der Anschaffung und einfach zu verarbeiten sind , so dass das Hinzufügen von mehr Rohr zur Schleife kostengünstig ist. Außerdem lässt sich diese Art von Solar-Poolheizung sehr einfach auf jede gewünschte Größe oder Länge ändern oder modifizieren.

Der Nachteil von Black-Pipe-Solarschleifen ist jedoch ihre geringe Effizienz bei der Absorption der Sonnenenergie sowie eine sehr große Oberfläche oder Rohrlänge, die erforderlich ist, um eine signifikante Menge an Wärmeabsorption bereitzustellen. Wenn Sie jedoch die Rohrspule auf eine Aluminiumfolie legen oder Reflektoren um das Rohr herum anbringen, wird die Effizienz ein wenig verbessert.

Da Poolheizungen mit schwarzen Rohren nur bei direkter Sonneneinstrahlung funktionieren, leiden sie unter einem hohen Wärmeverlust, sodass die Wassertemperatur im Rohr nur wenige Grad über der Umgebungstemperatur ansteigen kann. Das Kunststoffmaterial der Rohre, wie z. B. PVC, ABS, Polypropylen, Polyethylen usw., ist normalerweise nicht sehr haltbar oder beständig gegen direkte Sonneneinstrahlung, da der Abbau des Polymermaterials durch ultraviolette Strahlung (UV) dann die Lebensdauer dieses Typs verkürzt Solar-Poolheizung ist ziemlich auf ein paar Jahreszeiten begrenzt.

Offene Kollektorheizung – Offene Kollektor-Solar-Pool-Heizpaneele, auch als Rieselkollektoren bekannt, sind im Grunde Metallplatten, durch die Wasser fließt oder “rieselt” unten über ihnen. Die Absorberplatte des Kollektors ist schwarz lackiert, um die Absorption der Sonnenstrahlung zu maximieren, und besteht entweder aus einem Stahl- oder einem Kupferblech, das die direkte Sonnenstrahlung sammelt und in Wärme umwandelt. Größere Absorberplatten erhöhen die Absorptionsfläche, wobei die entstehende Wärme durch das Wasser, das direkt über die Platte fließt, abgeführt wird.

Typischer offener Kollektor-Solarpoolheizungskollektor

Diese Art von Solar-Poolheizung ist sehr einfach zu konstruieren und kann leicht selbst hergestellt werden. Der Sonnenkollektor kann entweder ein geschwärztes flaches Paneel oder eine gewellte Dachbahn sein. Das Wellblech wird in einem Winkel zur Sonne gelegt und hat oben einen Kupfer- oder Kunststoffverteiler mit einer Reihe kleiner Löcher entlang seiner Länge.

Das Schwimmbeckenwasser wird aus dem Becken in die Oberseite gepumpt vielfältig. Es fließt dann mit niedrigem Druck aus den Löchern und kann mithilfe der Schwerkraft an der Oberfläche der Platte herunterrieseln, wobei es die Wärme absorbiert, während es fließt.

Ein Metalltrog oder ein großes Kunststoffrinnenrohr befindet sich am Boden der Platte, um das erwärmte Wasser zu sammeln, das dann durch Schwerkraft zugeführt oder direkt in den Pool gepumpt wird. Das Poolwasser wird direkt durch die Sonneneinstrahlung und durch die Wärmeübertragung vom Kollektor selbst erwärmt.

Offene Flachkollektoren verwenden manchmal Gummi- oder Silikonstreifen, die vertikal an der Platte entlanglaufen verhindern ein seitliches Abfließen des Wassers auch bei nicht perfekt ausgerichtetem Kollektor. Die Verwendung von Wellplatten hat den Vorteil, dass das Wasser gleichmäßig über die gesamte Breite des Kollektors verteilt wird, da es in den Tälern der Platte bleibt, um unten gesammelt zu werden.

Während diese Art von Sonnenkollektor für die Poolheizung sehr einfach und leicht herzustellen ist, hat sie den einen großen Nachteil, dass sie aufgrund erheblicher Verluste nicht sehr effizient ist. Insbesondere die Verdunstungsverluste sind ziemlich groß, da der Wind, der frei über die Absorberoberfläche wehen kann, diese abkühlen kann, sowie der Wind, der Staub und Schmutz über das Solarpanel bläst. Außerdem kontaminieren im Laufe der Zeit Salze und andere gelöste Partikel die Platte, wenn das Wasser verdunstet.

Offene Kollektor-Solarpoolheizungen sind auch bei höheren Wassertemperaturen und/oder niedrigen Umgebungstemperaturen wie kalten oder bewölkten Tagen sehr ineffizient, da an einem kalten Tag mehr Energie durch das Panel verloren gehen kann, als gewonnen wird. Das Abdecken der Absorberplatte mit einer klaren, transparenten, flachen oder gewellten Polycarbonat-Kunststoff- oder dünnen Glasscheibe hilft, einige dieser Verluste zu reduzieren, aber der Anstieg des Wärmeverlusts aufgrund des warmen Luftspalts zwischen der Kollektorplatte und der Abdeckung kann die Verglasungsabdeckung verdecken, wenn sie kondensiert wodurch die Sonneneinstrahlung reduziert wird, die auf den Kollektor trifft.

Sandwich-Sonnenkollektor – In einem Sandwich-Flachkollektor fließt das Poolwasser zwischen zwei Absorber-Metallplatten (die auch aus Kunststoff geformt sein können), die entlang ihres Umfangs verschweißt sind, um ein abgedichtetes Sandwich-Design zu bilden. Die beiden Wärmeabsorberplatten, eine als obere Platte und die andere als untere Platte bezeichnet, sind ebenfalls in verschiedenen Abständen entlang der Platte punktgeschweißt, um schmale Lücken zu bilden, sogenannte Kanäle, durch die das Wasser fließt.

Das zirkulierende Poolwasser tritt an einem Ende in den Solarkollektor ein, fließt durch das leere Sandwich-Design und verlässt es am anderen Ende, wobei es die Wärme des Kollektors aufnimmt, während es fließt. Der Wasserfluss setzt sich in diesem Kreislauf fort und die Temperatur steigt nach jedem Durchgang durch den Kollektor allmählich an. Sandwich-Solarkollektoren sind daher aktive Kollektoren, da sie eine Pumpe benötigen, um das Schwimmbadwasser durch diese Art von Solar-Poolheizung zu zirkulieren.

Die Form und Größe des Sandwich-Designs ist wichtig, um eine gute Verbindung zwischen dem Wasser und der Kollektorplatte sicherzustellen, um die Wärmeübertragungsrate zwischen den beiden zu maximieren. Einige Plattendesigns enthalten Vertiefungen, Prägungen oder Durchflussbeschränkungen in den Kanälen, um das Wasser in den Kanälen aufzuwirbeln und zu verhindern, dass es zu schnell durch die Kanäle fließt, wodurch seine Effizienz erhöht wird.

Sandwich-Solarkollektoren für Solarpools Heizsysteme übertragen Sonnenenergie wesentlich effizienter als der bisherige Typ mit offenem Kollektor. Da unglasierte Sandwich-Solarkollektoren versiegelte Paneele sind, leiden sie auch nicht unter Wind- und Verdunstungsverlusten.

Sie ähneln im Design integrierten Kollektorspeichern oder ICS-Kollektoren, da das Design der Kanäle die Speicherung einer großen Wassermenge in ihnen ermöglichen kann, was das strukturelle Gewicht bei Dachmontage erhöht. Ihre hohen Durchflussraten und der niedrige Systemdruck ermöglichen eine maximale Wärmeübertragung und reduzieren gleichzeitig eine übermäßige Belastung der Pumpe. Sandwich-Solar-Poolheizungen können nachts auch umgekehrt verwendet werden, um das Poolwasser zu kühlen.

Unverglaster Sonnenkollektor – Diese Arten von Sonnenkollektoren für Poolheizungen sind einfach und kostengünstig mit vielen verschiedenen Arten von “unglasierten” Sonnenkollektoren erhältlich, die speziell für den Einsatz als Schwimmbadheizung ausgelegt sind. Das “Sandwich” Der obige Solarkollektor gehört ebenfalls zur Familie der unverglasten Kollektoren.

Unverglaste solarthermische Kollektoren sind speziell für Niedertemperaturanwendungen konzipiert und damit ideal für die Beheizung von Schwimmbädern und Spas geeignet und werden daher aus UV-stabilisiertem Polypropylen-Kunststoff hergestellt. Polypropylen-Kunststoffkollektoren sind halbstarr, werden aber flexibler, wenn sie von der Sonne erhitzt werden. Unverglaste Solarkollektoren sind leicht, in einer Vielzahl von Formen und Größen erhältlich und können bei richtiger Wartung und Pflege dazu beitragen, das Wasser eines Schwimmbeckens bis zu 20 Jahre lang zu erwärmen.

Unglasierte Solar-Poolheizungssysteme bestehen typischerweise aus einer Reihe glatter oder gerippter 1/4" (6 mm) Rohre, die über die Länge des Kollektorfelds verlaufen.

Diese wärmeleitenden Rohre sind entweder gerade in einer parallelen Konfiguration oder als ein einzelnes kontinuierliches Rohr verbunden, das in einer kurvigen Serpentinenkonfiguration ausgelegt ist. Diese wärmeabsorbierenden Steigrohre münden in obere und untere Verteilerrohre mit viel größerem Durchmesser. Eine Serpentinenrohrkonfiguration eliminiert die Möglichkeit von Verteilerlecks, die einen gleichmäßigeren Fluss erzeugen.

Unverglaste Solarkollektoren sind im Design Standard-Flachkollektoren sehr ähnlich. Ihr Design zeichnet sich durch das Fehlen einer transparenten Glas- oder Polycarbonatabdeckung (daher ihr Name „unglasierter“ Kollektor) und Wärmedämmung aus.

Dies liegt daran, dass der Kollektor einen Pool auf die gleiche Umgebungstemperatur erwärmt, die den Pool umgibt, und nur einen geringen oder keinen Wärmeverlust aufweist, weshalb er nicht isoliert werden muss. Dann ist die von einem unverglasten Pool-Solarkollektor erzeugte Wassertemperatur abhängig von der Außenlufttemperatur und funktioniert daher nicht effizient, es sei denn, die Umgebungstemperatur ist höher als die Schwimmbadtemperatur. Wenn der Pool auf eine höhere Temperatur aufgeheizt werden muss, wird es wichtiger, den Kollektor zu isolieren, da sonst die Konvektionsverluste unannehmbar hoch werden.

Da unverglaste Poolkollektoren keine Glasabdeckung haben, arbeitet der Solarabsorber oft mit einem höheren Wirkungsgrad als verglaste Kollektoren. Dies liegt daran, dass die Abdeckung aus transparentem Glas (oder Polykarbonat) bis zu 20 % der einfallenden Sonnenstrahlung blockieren oder reflektieren kann, sodass sie unter bestimmten Bedingungen effizienter arbeiten können als herkömmliche verglaste Warmwasserkollektoren. Die Effizienz sinkt jedoch schnell, wenn die Pooltemperatur mehr als etwa 6 bis 8 °C über der Umgebungstemperatur liegt. Auch die Umgebungswindgeschwindigkeit wirkt sich negativ auf die Absorbereffizienz aus.

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Verglaster Sonnenkollektor – , die für solare Poolheizungssysteme verwendet werden, sind ihren Cousins ​​für die Warmwasserbereitung sehr ähnlich, die in den vorherigen Tutorials beschrieben wurden. Ein verglaster Sonnenkollektor besteht aus rostfreiem Stahl oder anderen Rohrmaterialien, die von den Chemikalien des Pools nicht angegriffen oder korrodiert werden und an einer schwarzen Metallabsorberplatte befestigt sind. Die Platte und die Röhren sind in einem isolierten Gehäuse untergebracht und mit einer Glas- oder Polycarbonatplatte (daher ihr Name „verglaster“ Kollektor) abgedeckt, um Wärmeverluste zu vermeiden.

Die transparente Abdeckung verringert sich Wärmeverlust an der Vorderseite des Kollektors, während die Isolierung den Wärmeverlust an der Rückseite und an den Seiten verhindern kann. Das bedeutet, dass sie bei einer höheren Temperatur betrieben werden können und weniger von Wind, Regen und kühlen Lufttemperaturen beeinflusst werden.

Verglaste Sonnenkollektoren werden häufiger für Hallenbäder, Gesundheits- oder Hydrotherapie-Pools und Spas verwendet, die normalerweise eine höhere Wassertemperatur erfordern. Verglaste Sonnenkollektoren können auch für Außenpools in kühlen oder windigen Klimazonen zur ganzjährigen Poolheizung verwendet werden. Allerdings haben verglaste Kollektoren den Nachteil, dass sie teurer sind als andere Formen der solaren Poolheizung, was ihren Einsatz als solare Poolheizung weniger attraktiv macht.

Darüber hinaus können verglaste Sonnenkollektoren nicht nur zum Erwärmen des Beckenwassers, sondern auch in einer Schwimmbeckenumgebung verwendet werden, wenn Warmwasser in den Umkleidekabinen benötigt wird. Beispielsweise können Solarthermiekollektoren verwendet werden, um die Warmwasserversorgung für die Verwendung in Umkleidekabinen, Duschen, Bädern usw. zu erwärmen.

Whirlpools und Spas – Verglaste Sonnenkollektoren können auch zum Beheizen von Whirlpools und Spas verwendet werden. Die dafür erforderliche Wassertemperatur ist heißer als bei einem Standard-Schwimmbad mit typischen Temperaturen von über 40 °C (100 °F).

Das Volumen und die exponierte Oberfläche des Wassers in einem Whirlpool oder Spa sind viel kleiner als in einem Pool, und daher kann ein kleinerer Solarthermiekollektor verwendet werden. Die hohe Wassertemperatur verursacht einen großen Energiebedarf, insbesondere wenn eine Wanne über Nacht abgekühlt ist oder wenn sie nicht benutzt wird, daher werden in der Regel verglaste Sonnenkollektoren verwendet, da sie das Wasser auf eine viel höhere Temperatur erwärmen können.

Größe der Solarpoolheizung

Die oben beschriebenen verschiedenen Sonnenkollektoren für Schwimmbecken sind nur einige Beispiele für die vielen verschiedenen Arten von Absorberplatten- und Wasserdurchgangskonstruktionen, die es heute für den Einsatz in einem Solar-Schwimmbadheizsystem gibt, jede mit ihren individuellen Vor- und Nachteilen.

Die Größe des Solarkollektors, der für die Solarpoolheizung erforderlich ist, wird von vielen Faktoren bestimmt, darunter: geografische Lage; Größe und Form des Beckens; gewünschte Pooltemperatur, Badesaison und Zeitdauer zum Aufheizen des Pools sowie Windverhältnisse und Verschattung durch Bäume, Mauern oder Zäune usw., aber als allgemeine Faustregel gilt, dass Sie ein System benötigen, das etwa 50 entspricht bis 80 % der Beckenfläche. Das ist die Wasseroberfläche und nicht das Wasservolumen.

Solarthermische Poolabdeckung

Thermische Solarkollektoren für den Einsatz in Schwimmbeckenheizungssystemen sind in den Standardmodulgrößen von 4 × 8 ×, 4 × 10 ×, 4 × 12 × 12 mm erhältlich. die neben dem Pool oder auf einem angrenzenden Dach montiert werden können, wodurch die Installation von Pumpe, Filter und Schläuchen viel einfacher wird.

Die Beheizung von Swimmingpools ist eine beliebte Anwendung der kostenlos von der Sonne bereitgestellten solarthermischen Energie, und die Installation eines Solar-Pool-Heizsystems kann Ihnen gegenüber einer herkömmlicheren und standardmäßigen elektrischen oder gasbetriebenen Swimmingpool-Heizung viel Geld sparen.

Wenn Ihr Pool direktem Sonnenlicht ausgesetzt ist, hilft die Sonne, die Wassertemperatur kostenlos zu erhöhen und zu halten. In vielen Fällen können Sie eine Solaranlage zu Ihrer vorhandenen Filterpumpe hinzufügen und das Poolwasser erwärmen, während es gefiltert wird. Der Kauf und die Installation eines Solar-Poolheizungssystems kann eine erhebliche Investition sein, also schauen Sie sich um und erhalten Sie die beste Kombination aus Preis, Leistung und Garantie.

Ein letzter Gedanke, während das Heizen Ihres Pools eine kostspielige Investition sein kann, können Sie Geld bei den Heizkosten für Ihren Solarpool und der Dimensionierung von Solarkollektoren sparen, indem Sie einfach eine thermische Poolabdeckung verwenden, die auch als Poolwärmerabdeckung bekannt ist. Eine Poolwärmerabdeckung wirkt wie eine Solardecke, die dazu beiträgt, den Wärmeverlust in der Nacht zu minimieren sowie den Verlust von Chemikalien und die Wasserverdunstung bei Wind zu verhindern, wodurch der Pool und das Solarsystem effizienter werden.

Es gibt im Grunde zwei Arten von Poolabdeckungen: Thermische/undurchsichtige Abdeckungen, die die Pooloberfläche vollständig bedecken und dabei helfen, Wärme- und Wasserverlust zu verhindern. Wenn diese Abdeckungen während des sonnigen Teils des Tages aufgelegt bleiben, können diese Abdeckungen auch etwas Wärme in den Pool übertragen.

Der zweite Typ sind scheibenförmige Solar-Poolabdeckungen, die auf der Wasseroberfläche schwimmen und die Wärme absorbieren Sonnenstrahlen, die helfen, die Sonnenwärme auf das Wasser darunter zu übertragen. Diese schwimmenden Scheibenabdeckungen tragen auch dazu bei, Wärme- und Wasserverluste sowohl tagsüber als auch nachts zu verhindern, und tragen dazu bei, die Größe und Komplexität Ihres Solarpoolheizungssystems zu reduzieren.