Saulės vandens šildytuvas, prietaisas, kuris naudoja saulės šilumos energiją karštam vandeniui gaminti. Tipinį saulės vandens šildytuvą sudaro saulės kolektorius, sumontuotas ant pastato stogo ir prijungtas prie vandens kaupimo rezervuaro. Nepriklausomai nuo sistemos, nešildomas vanduo gali būti cirkuliuojamas iš rezervuaro per tiesiogiai pašildomą kolektorių, arba gali būti šildomas didelės talpos šilumos mainų skysčiu, kuris buvo pašildytas kolektoriuje ir perduoda savo šilumą per vamzdžius, esančius vandenyje. bakas. Nors šilumos pernešimą iš saulės kolektoriaus į nešildomą vandenį galima pasyviai palengvinti be mechaninių priemonių, „aktyvios“ karšto vandens saulės energijos sistemos naudoja elektrą šilumos mainų skysčiui cirkuliuoti ir mechaniniams siurbliams bei valdikliams valdyti.
Nors saulės naudojimo vandens šildymui buitiniam naudojimui praktika gali būti sietina su keliomis senovės kultūromis, tik 1891 m. Pirmoji patentuota saulės karšto vandens sistema buvo parduodama komerciškai. Išradusi Clarence'o Kempo Baltimorėje (Merilandas), sistema vadinosi „Climax“ ir buvo populiari Kalifornijoje bei kitose šiltose Amerikos valstijose. Atsižvelgiant į palyginti dideles išlaidas ir nepatogumus naudojant įprastą kurą vandeniui šildyti, daugelis namų ūkių norėjo investuoti į šiuos saulės karšto vandens šildytuvus. Tačiau „Climax“ sistema buvo apribota tuo, kad kaitinimo elementas dvigubai padidėjo kaip rezervuaras, taigi buvo apribotas turimo karšto vandens kiekis. 1909 m. Williamas J. Bailey užpatentavo sistemą, kuri atskyrė vandens kaupimo baką nuo saulės kaitinimo elemento ir sudarė šiandien naudojamų saulės karšto vandens šildytuvų projekto pagrindą.
Aktyvios ir pasyvios sistemos
Aktyviose saulės karšto vandens sistemose naudojami mechaniniai siurbliai ir diferencialiniai valdikliai, skirti reguliuoti ir nukreipti šilumos perdavimo skysčio ar vandens srautą iš saulės kolektoriaus į baką. Valdikliai nustato temperatūros skirtumą tarp vandens rezervuare ir saulės kolektoriuje esančios temperatūros ir įjungia siurblį, kai vanduo rezervuare atvėsta žemiau kolektoriaus temperatūros. Kai kurie siurbliai veikia iš pagrindinės elektros energijos (linijos elektra), kiti - iš saulės fotoelektros skydelio. Kai kurios saulės energija varomos sistemos cirkuliuoja skystį tik saulės spinduliais ir šildomą vandenį kaupia gerai izoliuotose talpyklose nakties patalpoms šildyti, kitos naudoja pagrindinę elektros energiją kaip atsarginę naktį ir apsiniaukusiomis dienomis. Aktyviose saulės karšto vandens sistemose vandens kaupimo rezervuarai gali būti stogo dalyje arba bet kurioje kitoje vietoje, kuri sumažins šalčio oro šilumos nuostolius, nes vandens srautas nepriklauso tik nuo gravitacijos. Todėl šias talpyklas galima derinti su karšto vandens balionais buitinių patalpų šildymo sistemose, o saulės kolektorių karšto vandens sistema gali būti naudojama žiemai pašildyti vandenį balione patalpoms šildyti.
Pasyvios sistemos, kurios labiau priklauso nuo gravitacijos, o ne nuo elektros, yra veiksmingiausios karšto klimato zonose, kur nėra užšalimo naktį ar žiemą. Kai kurios pasyvios sistemos naudoja termosifono konfigūraciją, kuriai naudojami gravitacijos ir konvekciniai šilumos srautai. Šaltas vanduo iš aukščio gravitacijos būdu teka žemyn iki saulės kolektoriaus, o vanduo praeina per kolektorių ir įkaista, todėl konvekcijos būdu jis kyla, kad vėl pasiektų akumuliacinę talpą. Kitas pasyviosios sistemos tipas yra integruota kolektorių laikymo sistema, kurioje kolektorius sudaro vandens kaupimo rezervuaro viršutinę dalį ir šildo vandenį tiesiai į rezervuarą.
