Izšķir divus aktīvās saules apsildes sistēmu veidus: ar šķidro vai gaisa siltumnesēju. Sistēmās ar šķidro siltumnesēju tiek izmantots ūdens vai antifrīzs, turpretī sistēmās ar gaisa siltumnesēju kolektorā tiek uzsildīts gaiss.

Abas sistēmas uzņem un absorbē saules starojumu, šo siltumu tālāk nododot gaisam telpās vai uzkrāšanas sistēmai, kas vēlāk veic siltuma izkliedēšanu telpā. Ja saules stari nenodrošina telpām pietiekošu siltuma daudzumu, tad papildus tiek izmantotas citas apkures sistēmas. Šķidrā siltumnesēja kolektoru lietderīgāk izmantot tad, kad siltums pirms tiešās nodošanas tiek kādu laiciņu akumulēts uzkrāšanas iekārtā. Šāds saules apsildes veids ir piemērots arī starojuma apkures sistēmām, boileriem un ūdens apkures radiatoriem, kā arī absorbcijas siltumsūkņiem un atvēsinātājiem. Gan šķidruma, gan gaisa tipa sistēma var papildināt esošās apkures un atvēsināšanas sistēmas.

Ekonomiskums un citas aktīvās saules apsildes priekšrocības
Aktīvās saules siltuma apgādes sistēmas efektīvākas ir, ja tiek izmantotas cauru gadu, tādēļ vislabākie rezultāti sasniedzami vēsajos klimata apstākļos, ja ir pietiekami saules gaismas resursi. Kā viens no alternatīviem apkures veidiem, līdz ar elektrību un propānu izmantojošām sistēmām, saules apsilde ir energoefektīvs risinājums mājas siltumapgādei.

Saules kolektora izmantošana ļauj būtiski mazināt enerģijas izdevumus mājokļa apkurināšanai ziemas periodā. Turklāt, atšķirībā no sildītājiem, kas par enerģijas avotu izmanto izrakteņu kurināmo, saules apsilde ir īpaši ekoloģiska, jo nerada atmosfērai kaitīgos izmešus.

Siltuma iekārtas izmēri
Saules apsildes sistēmas izmērus nosaka tādi faktori, kā izvietojums, dizaina īpatnības, kā arī mājas nepieciešamība pēc siltumapgādes.
Par ekonomiskāko uzskatāms risinājums, kas paredz, ka saules apkures sistēma nodrošina 40-80% mājoklim nepieciešamā siltuma. Sistēmas, kas saražo mazāk par 40%, reti mēdz būt efektīvas, izņemot gadījumus, kad tiek izmantots gaisa kolektors, kas bez iepriekšējās siltuma uzkrāšanas apsilda 1-2 atsevišķas istabas.

Izvēloties solāro sistēmu, jāņem vērā ēkas dizaina īpatnības - pareizi projektētā un siltinātā mājoklī, kura uzbūves gaitā tika izmantoti galvenie pasīvā saules enerģijas dizaina principi, nepieciešama būs krietni vien pieticīgāka un lētāka sistēma, kuras izmantošana ļaus minimizēt papildus apkures sistēmu izmantošanas nepieciešamību.

Saules apsildes sistēmu regulētāji
Salīdzinājumā ar tradicionālām apkures sistēmām, saules apsildes sistēmu regulētāji parasti ir sarežģītāki, jo tiem jāanalizē lielāks signālu skaits un jākontrolē vairāk iekārtas (tajā skaitā arī tradicionālo apkures aprīkojumu, kas tiek izmantots līdz ar solāro sistēmu).

Saules sistēmu regulētāji ietver dažādus sensorus, slēdžus un/vai dzinējus sistēmas vadībai. Tāpat tiek izmantoti arī regulētāji, kas novērš šķidruma sasalšanu vai pārmērīgu uzsilšanu kolektoros.

Saules apsildes sistēmās galvenais kontroles elements ir diferenciālais termostats, kas precizē temperatūru starpību kolektorā un akumulācijas tvertnē. Kad vides temperatūra kolektorā par 5.6°-11°C pārsniedz šķidruma temperatūru tvertnē, termostats iedarbina sūkni, kas nodrošina ūdens vai gaisa cirkulāciju kolektorā. Līdz ar to vērojama vai nu šķidruma sasilšana tvertnē, vai tieša telpas apkurināšana.
Dažādu tipu regulētāju cenas var krasi atšķirties. Dārgākie no tiem ir sarežģītie regulētāji ar mikroprocesoriem, kas optimizē siltuma nodošanu uzkrāšanas iekārtām un dažādām mājokļa zonām.

Lai ar elektrību nodrošinātu zemsprieguma ventilatoru (gaisa kolektora gadījumā) un līdzstrāvas sūkni (šķidruma kolektora gadījumā), var izmantot saules bateriju. Ja pareizi tiks noteikti iekārtas izmēri, tad ventilatora un sūkņa darbības ātrums nodrošinās optimālo saules siltuma pieplūdi siltumnesējam. Saulainā laikā ventilators un sūknis strādās ātrāk, bet, ja debesis būs apmākušās, tad to darbības tempi attiecīgi samazināsies.

Saules apsildes sistēmu uzstādīšana un apkope
Saules sistēmas efektivitāte lielā mērā ir atkarīga no tās pareizā izvietojuma un dizaina, kā arī no tās detaļu kvalitātes un izturīguma. Būtiska nozīme ir arī darbuzņēmēja profesionalitātei, kas sistēmu ierīko.

Jāņem vērā, ka samontētā sistēma ir regulāri jākopj, tādējādi uzlabojot tās darbību un novēršot iespējamos bojājumus. Dažāda tipa sistēmām nepieciešama atšķirīga apkope, taču vidēji remonts aizņems 8-16 stundas gadā.

Gaisa kolektori
Gaisa kolektori gaisu izmanto kā darba vidi enerģijas uzsūkšanai un nodošanai. Līdz ar atsevišķu istabu apkurināšanu gaisa kolektorus var izmantot iepriekšējai gaisa sasildīšanai, kas vēlāk var tikt nogādāt rekuperācijas ventilatorā vai gaisa siltumsūkņa glodenē .

Gaisa kolektorus diennakts laikā var izmantot agrāk un vēlāk salīdzinājumā ar šķidruma kolektoriem, kas arī ir to galvenā priekšrocība - karstā laikā gaisa kolektors saražo vairāk enerģijas, nekā analoģiskā izmēra šķidruma kolektors. Turklāt atšķirībā no šķidruma kolektoriem, gaisa sistēma ne vien neaizsalst, bet arī nesagādā būtiskas problēmas, ko var izraisīt noplūde kolektorā un izvadkanālos (lai gan noplūdes tikai nedaudz mazina produktivitāti).

Taču gaiss nav tik labs siltumnesējs, kā šķidrums, tādēļ kopumā šķidruma kolektoram raksturīgs augstāks lietderības koeficients, kā gaisa kolektoram.

Vecā parauga sistēmās gaiss tika virzīts cauri grants akumulatoram, taču mūsdienās šo metodi īpaši neatzīst - tādēļ, ka grants akumulatora izmantošana veicina kondensācijas problēmas, kā arī izraisa pelējuma sēnīšu vairošanos grantī, kas īpaši labi neietekmē gaisa kvalitāti telpās.

Istabas gaisa sildītāji
Lai ar siltumu nodrošinātu vienu vai vairākas istabas, gaisa kolektoru iespējams montēt uz jumta vai ārsienas (dienvidu pusē). Lai gan šobrīd tirgū ir piedāvāts diezgan plašs rūpnieciski izgatavoto kolektoru klāsts, daži saimnieki tomēr labprātāk kolektoru konstruē patstāvīgi.

Kolektora struktūrā ietilpst hermētisks, termoizolēts metāla rāmis un melnā metāla plāksne ar stiklotu virsmu, kas absorbē siltumu. Saules starojums uzsilda plāksni, kas savukārt silda gaisu kolektorā. Elektriski darbināmais ventilators absorbē gaisu no istabas un virza to cauri kolektoram, bet vēlāk uzsildītais gaiss tiek nodots atpakaļ istabā. Uz jumta ierīkotā kolektora veiksmīgai funkcionēšanai būs nepieciešami papildus kanāli, pa kuriem istabas gaiss varēs nokļūt kolektorā un atpakaļ. Savukārt uz sienām ierīkotajiem kolektoriem nav nepieciešami gaisa kanāli, jo atveres gaisa ieplūdei un izplūdei tiek izurbtas tieši sienā.

Vienkāršākos logu kolektorus ierīko esošajās logu ailēs. Tie var būt aktīvi (aprīkoti ar ventilatoru) vai pasīvi. Pasīvajā kolektorā gaiss nonāk iekārtas apakšējā daļā, tad, uzsilstot, virzās uz tās augšējo daļu, no kurienes nonāk istabā. Lai sliktā laikā telpas gaiss nenonāk atpakaļ uz kolektora paneļa, tas tiek aprīkots ar speciālo gaisa vārstuli. Jāņem vērā, ka logu sistēmas ar nepietiekošu virsmas platību parasti nav īpaši produktīvas siltumapgādes ziņā.

Šķidruma kolektori
Šķidruma kolektorus vislabāk izmantot centrālās apkures situācijā. Apkurināšanai izmanto kolektorus, kas ir analoģiski solārās mājas ūdensapgādes sistēmās izmantojamiem. Populārākie ir plākšņveida kolektori, taču tirgū tiek piedāvāti arī vakuuma un koncentrējošie kolektori. Siltuma absorbēšana kolektorā tiek nodrošināta ar šķidrā siltumnesēja palīdzību: ūdens, antifrīzs (parasti netoksiskais propilēnglikols) vai cits šķidrums. Šķidruma cirkulācija kolektorā tiek īstenota ar cirkulācijas sūkņa palīdzību, ko noteiktā brīdī ieslēdz regulētājs.

Šķidrums kolektorā cirkulē diezgan ātri, tādēļ tā temperatūra pieaug vien par 5.6°-11°C. Ja mazāks šķidruma daudzums tiek uzsildīts būtiskāk, vērojama kolektora pārdzesēšana, kas būtiski mazina sistēmas produktivitāti. Šķidrums nokļūst akumulācijas tvertnē vai siltummainī, pēc kā tūlīt tiek izmantota. Pārējie sistēmas komponenti darbina cauruļvadu, siltummaini, akumulācijas tvertni un regulētājus.

Šķidruma plūsmas ātrumam kolektorā jābūt 0,82-1,22 l minūtē uz vienu kolektora platības kvadrātmetru. Plūsmas kopējo ātrumu (kas noteikti jāzina, lai varētu izvēlēties vajadzīgā izmēra sūkni) nosaka, reizinot iepriekšminēto ātrumu ar kolektora platību.

Siltuma akumulēšana šķidruma sistēmās: akumulācijas tvertnes

Saules apsildes sistēmās siltums lielākoties tiek uzkrāts akumulācijas tvertnēs ar ūdeni. Uz akumulācijas tvertnes platības 0,093 m2 vidēji būs nepieciešami 3,8-7,6 l ūdens. Tvertnes var būt gan hermetizētas, gan nehermetizētas - izvēle šajā gadījumā ir atkarīga no sistēmas vispārējā dizaina. Pirms izvēlēties tvertni, jāņem vērā visi faktori: cena, izmērs, izturīgums, kalpošanas ilgums, kā arī vieta (pagrabā vai ārpusē) un uzstādīšanas metode. Iespējams, Jūsu vajadzībām atbilstošu tvertni izmēru dēļ vienkārši nevarēs ienest telpā, tad Jums nāksies to montēt uz vietas. Tvertnēm raksturīgi arī ierobežojumi temperatūras un spiediena ziņā, turklāt tām jāatbilst vietējām būvniecības, sanitārās tehnikas un mehāniskām normām. Tāpat ir vērts apdomāt siltumizolācijas veidu, kas novērsīs siltuma zudumus, kā arī ieplānot aizsargkārtu, kas tvertni pasargās no korozijas un noplūdēm.

Sistēmām, kurām nepieciešamas īpaši lielas uzkrāšanas tilpnes, īpašas tvertnes parasti izgatavo pēc pasūtījuma. Visbiežāk tās izgatavo no nerūsējošā tērauda, stiklšķiedras vai augstas temperatūras plastmasas. Kā alternatīva var tikt izmantotas arī betona vai koka tvertnes.

Katram tvertnes veidam piemīt gan savas priekšrocības, gan arī zināmi trūkumi. Ņemot vērā iekārtu dažādus gabarītus un svaru, tās var būt ideāli piemērotas vienā situācijā un absolūti neatbilst citai. Dažreiz vienas lielas tvertnes vietā lietderīgāk izmantot vairākas mazās. Kā tvertnes var izmantot arī mājās atrodamos ūdens sildītājus. Tie tiek izgatavoti saskaņā ar augsta spiediena tvertņu izmantošanas būvnormatīviem, ir korozijizturīgi, turklāt, var tikt viegli savienoti ar caurulēm un armatūru.

Siltuma sadalījums saules apsildes sistēmās

Izmanto vairākus saules siltuma sadalījuma veidus: „siltās" grīdas, radiatori, centrālā gaisa apkure. „Siltās" grīdas sistēmā saules uzsildīts šķidrums cirkulē caurulēs, kas ir iemontētas plānajā grīdas betona kārtā, kas vēlāk siltumu izstaro istabā. „Siltās grīdas" sistēma ir ideāli piemērota saules apsildes variantam ar šķidruma izmantošanu, jo spēj diezgan efektīvi strādāt arī pie zemām temperatūrām. Rūpīgi izplānojot sistēmu, Jūs pat varēsiet iztikt bez atsevišķas akumulācijas tvertnes, kas ir nepieciešama citām sistēmām temperatūras kontroles realizēšanai. Protams, „siltās grīdas" sistēmai būs nepieciešams ilgāks laiks salīdzinājumā ar citām, lai māju uzsildītu „no nulles". Taču, kad vajadzīgā temperatūra jau ir sasniegta, sistēma viegli uztur to nepieciešamajā līmenī. Jāatceras, ka sistēmas efektivitāti zināmā mērā spēj mazināt paklāji.

Ūdens temperatūrai grīdlīstu sildpaneļos un radiatoros jābūt no 71° līdz 82°C. Plakanajos kolektoros siltumnesējs parasti uzsilst līdz 32° - 49°C. Tādējādi grīdlīstu sildpaneļu un radiatoru izmantošanai kopā ar saules apsildes sistēmu nepieciešama būs grīdlīstu un radiatoru virsmu platības palielinājums vai arī rezerves sistēmas iekārtošana siltumnesēja uzsildīšanai. Kā alternatīva var būt izmantoti arī vidējās temperatūras kolektori (piemēram, vakuuma).

Ūdens sistēmu var viegli integrēt arī gaisa apsildes sistēmā. Ir dažādi veidi, kā to var veikt - viena no populārākām metodēm ir sistēmas aprīkošana ar „ūdens-gaiss" tipa siltummaini vai apsildes glodeni, un iekārtojot gaisa kanālu telpā pirms krāsns. Gaiss, izkļūdams no dzīvojamās telpas, tiek uzsildīts siltummainī līdz ar virzīšanos virs saules uzsildītā siltumnesēja. Nepieciešamības gadījumā papildus siltuma nodrošināšanai izmanto arī krāsni. Siltummaiņa glodenei jābūt pietiekoši lielai, lai spētu gaisam nodot pietiekamu siltuma daudzumu pie minimālās darba temperatūras.

Vairāk rakstu sadaļā Apkure