Güneş enerjisi kolektörlerinde dolaşan suyun durumuna göre işletme türüne göre Doğal dolaşımlı ve Pompalı dolaşımlı veya Devre tipine göre ; açık (Direkt) ve kapalı (Endirekt) olmak üzere iki şekilde montaj şekilleri vardır .
Güneş Enerjisi Sistemleri
Doğal Dolaşımlı Açık Devreli Sistem
Açık devreli sistemlerde toplayıcı da dolaşan su aynı zamanda kullanma suyudur. Toplayıcı da ısınan su depoya gelir ve depodan da kullanılacak olan yerlere gönderilir. Kullanım suyu toplayıcı da dolaştığı için antifrizli su kullanma imkanı yoktur. Bu yüzden kış aylarında dış ortam sıcaklığı sıfırın altına düşen yerlerde suyun mutlaka kış aylarında boşaltılması gerekir. Akdi takdirde su donar ve sistemde çatlama ve hasarlar meydana getirir. Bu sistemde kullanım temiz suyu deponun en üst kısmına bir şamandıra ile bağlanır. Şamandıranın ucuna bir hortum takılarak soğuk suyun deponun en alt kısmına gitmesi sağlanır. Böylece deponun üst kısmına sıcak su birikir. Deponun alt kısmı bir boru ile toplayıcının alt kısmına, toplayıcının üst kısmı da bir boru ile deponun üst kısmına yakın bir yere bağlanarak toplayıcı ile depo arasında doğal sirkülasyonun olması sağlanır. Doğal dolaşımın iyi olabilmesi için bu boruların çaplarının 25 mm’den küçük olmaması gerekir. Şehir kullanım suyunun kireçsiz olduğu yerlerde bu sistemin ısıl verimi kapalı sistemlere göre daha yüksektir. Çünkü ısı değiştiricisi olmadığından su sıcaklığının daha yüksek değerlere çıkmasına gerek yoktur. Toplayıcı ortalama sıcaklığı kullanma sıcaklığına eşit durumdadır. Oysa kapalı devrelerde 5-6C fazla olması gerekir, bu olay da verim kaybına neden olur. Doğal dolaşımlı açık devreli sistemler havalık borusu ile atmosfere açıktır. Bu yüzden basınçları düşüktür. Toplayıcıya yakın en üst katta çeşme vb. kullanım yerlerinde yeterli debinin akmaması problemi vardır.
Doğal dolaşımlı sistemlerde de üst üste iki depolu sistem kullanılabilinir. İki depolu sistemlerde soğuk suyun girişi üstteki depoya bir şamandıra ile bağlanır. Üsteki depodan alttaki depoya su bağlantısı yapılır ve alt depo tamamen dolu olarak tutulur. Toplayıcı bağlantıları da bir depoluda ki gibi alt depo ile toplayıcı arasında yapılır. Bu sistemin avantajı alt depoda tamamen sıcak su depolandığı için geceleri sıcak su kullanma imkanı bir depoya göre fazladır.
Doğal Dolaşımlı Kapalı Devreli Sistem
Kapalı devreli sistemlerde toplayıcı da dolaşan sıcak akışkan, boyler adı verilen bir ısı değiştiricisinden, ısısının bir kısmını kullanma temiz suyuna verir. İki su birbiri ile karışmaz. Böyle yapılmasının amacı toplayıcı da dolaşan akışkanın içinde antifrizli su konularak kış aylarında donmanın önlenmesidir. Kış aylarında da güneşli günlerde sıcak su temin edilmesi sağlanmış olur. Sistem doğal dolaşımlı olduğundan toplayıcının üst kısmı ile deponun (boylerin) alt kısmı arasında yine 30-50 cm yükseklik farkı olmalıdır.
Boylerler yatık yerleştirilebildiği gibi düşey de yerleştirilebilirler. Boylerler ısı alış verişini sağlamak için çift cidarlı (gömlekli) tapılabildiği gibi serpantinli de yapılabilmektedir. Çift cidarlı boylerin iki cidar arasından ce serpantinli boylerin serpantin içinden toplayıcı dolaşan sıcak akışkan geçerek depo içinde bulunan kullanma sıcak suyunu ısıtır. Doğal dolaşımlı sistemlerde serpantini iyi tasarımlamak gerekir aksi takdirde sistem verimli çalışmaz. Çünkü serpantin borularında basınç kaybı fazla olur ve bu basıncı doğal dolaşımın etken basıncı karşılanmaz ve su sirkülasyonu istenilen düzeyde olmaz. Serpantinli boylerler dik yerleştirilmelidir. Toplayıcı kısmı kapalı devre olduğu için ısınan suyun genleşmesinin alınabilmesi için sisteme açık ya da kapalı genleşme tankı konulmalıdır. Kapalı genleşme tankı konulması durumunda su doldurma vanası, otomatik hava purjörüde konulmalıdır. Boylerler kapalı sistem olduğu için binanın kullanım suyu basıncı boylerde ki basınçla aynı olur. Bu da çeşme vb. elemanlarda ki su debilerinin iyi olmasını sağlar. Kullanma suyunun giriş borusu boylerlerin alt kısmına, çıkış borusu da üst kısmına bağlanır.
Pompalı Dolaşımlı Sistemler
Pompalı dolaşımlı sistemler açık devreli de yapılabilmekle beraber daha çok kapalı devreli sistemlerde kullanılır. Pompalı dolaşımlı sistemlerde toplayıcı ile depo arasında ki su dolaşımı sirkülasyon pompası ile sağlanır. Bu yüzden deponun toplayıcıdan daha yukarıda olmasına gerek yoktur. Hatta depo toplayıcıdan aşağıda, çatı arasında ya da daha alt katlarda uygun bir yere konulabilir. Sirkülasyon pompaları basınçlı pompalar olmadığından, sisteme suyun doldurulması kullanım suyu tesisatı ile gerçekleşir. Sirkülasyon pompalarının basıncı toplayıcı ile depo arasında ki bağlantı borularında ki basınç kayıplarını karşılayacak kadar olması yeterlidir. Çok sayıda kolektör kullanılan tesisatlarda mutlaka sirkülasyon pompası kullanılmalıdır. Kapalı devreli olarak yapılan Pompalı dolaşımlı sistemlerde de kapalı genleşme deposu, otomatik hava purjörü ve emniyet vanası konulmalıdır.
Kapalı Devre Pompalı Güneş Enerjisi
Isı transfer akışkanının sistemde pompa ile dolaştırıldığı sistemlerdir. Deponun yukarıda olma zorunluluğu yoktur. Büyük sistemlerde su borularındaki direncin artması sonucu tabii dolaşımın yeterli olmaması ve büyük bir deponun yukarıda tutulması zorluğu nedeniyle pompa kullanma zorunluluğu doğmuştur. Pompalı sistemler otomatik kontrol devresi yardımı ile çalışırlar. Depo tabanına ve kolektör çıkışına yerleştirilen diferansiyel termostatın sensörleri (duyar elemanları), kollektörledeki suyun depodaki sudan 10ºC daha sıcak olması durumunda pompayı çalıştırarak sıcak suyu depoya alır. Bu fark 3 ºC olduğunda ise pompayı kapatır.
Açık Devre Pompalı Güneş Enerjisi
Isı transfer akışkanının sistemde pompa ile dolaştırıldığı sistemlerdir. Deponun yukarıda olma zorunluluğu yoktur. Büyük sistemlerde su borularındaki direncin artması sonucu tabii dolaşımın yeterli olmaması ve büyük bir deponun yukarıda tutulması zorluğu nedeniyle pompa kullanma zorunluluğu doğmuştur. Pompalı sistemler otomatik kontrol devresiyle çalışır. Depo tabanına ve kolektör çıkışına yerleştirilen diferansiyel termostatın sensörleri, kollektörledeki suyun depodaki sudan 10ºC daha sıcak olması durumunda pompayı çalıştırarak sıcak suyu depoya alır, bu fark 3 ºC olduğunda ise pompayı durdurur. Açık devre pompalı sistemde sistemin tamamına soğuk su girişi olduğundan kolektörle depo sıcaklıkları arası çok sık değişeceğinden pompa devreye çok sık girer. Suyun içindeki kireç kolektörün özelliğini bozduğundan bu sistem tercih edilmez.
