Aurinkolämmitin, laite, joka käyttää aurinkoenergiaa kuuman veden tuottamiseen. Tyypillinen aurinkovesilämmitin koostuu aurinkokeräimestä, joka on asennettu rakennuksen katolle ja kytketty vesisäiliöön. Järjestelmästä riippuen lämmittämätöntä vettä voidaan kiertää säiliöstä suoraan lämmitettävän kollektorin kautta tai se voidaan lämmittää suuren kapasiteetin lämmönvaihtonesteellä, joka lämmitettiin kollektorissa ja siirtää lämpöä vedessä olevien putkien kautta tankki. Lämmönsiirtoa aurinkokollektorista lämmittämättömään veteen voidaan helpottaa passiivisesti ilman mekaanisia keinoja, mutta ”aktiiviset” aurinkovesijärjestelmät käyttävät sähköä lämmönvaihtonesteen kiertämiseen ja mekaanisten pumppujen ja säätimien käyttämiseen.
Vaikka auringon käyttö veden lämmitykseen kotitalouskäyttöön voidaan jäljittää useisiin muinaisiin kulttuureihin, vasta vuonna 1891 myytiin ensimmäinen patentoitu aurinkolämpövesijärjestelmä kaupallisesti. Clarence Kemp keksi Baltimoressa, Marylandissa, järjestelmää kutsuttiin ”Climax” ja se oli suosittu Kaliforniassa ja muissa lämpimissä Amerikan osavaltioissa. Koska perinteisten polttoaineiden käyttäminen veden lämmittämiseen on suhteellisen kalliita ja hankaluuksia, monet kotitaloudet olivat innokkaita investoimaan näihin aurinkoenergian lämminvesivaraajiin. Climax-järjestelmä rajoitettiin kuitenkin siihen, että lämmityselementti kaksinkertaistui varastosäiliöksi, rajoittaen siten käytettävissä olevan kuuman veden määrää. Vuonna 1909 William J. Bailey patentoi järjestelmän, joka erotti vesisäiliön aurinkolämmityselementistä, muodostaen perustan nykyään käytettävien aurinkoenergian lämminvesivaraajien suunnittelulle.
Aktiiviset ja passiiviset järjestelmät
Aktiiviset aurinkolämpövesijärjestelmät käyttävät mekaanisia pumppuja ja differentiaaliohjaimia säätämään ja ohjaamaan lämmönsiirtonesteen tai veden virtausta aurinkokeräimestä säiliöön. Ohjaimet havaitsevat säiliön veden ja aurinkokeräimen lämpötilan välisen lämpötilaeron ja kytkevät pumpun päälle, kun säiliössä oleva vesi jäähtyy kollektorin lämpötilan alapuolelle. Jotkut pumput toimivat verkkovirralla (linja-sähköllä), ja toiset toimivat aurinkosähköpaneelin tuottamalla sähköllä. Vaikka jotkut aurinkoenergialla toimivat järjestelmät kiertävät nestettä vain aurinko palatessa ja varastoivat lämmitetyn veden hyvin eristetyissä säiliöissä yötilan lämmitykseen, toiset käyttävät verkkovirtaa varana yönä ja pilvisinä päivinä. Aktiivisissa aurinkolämpövesijärjestelmissä veden varastointisäiliöt voivat sijaita kattoalueen sisällä tai muihin paikkoihin, jotka minimoivat kylmän ilman lämpöhäviöt, koska veden virtaus ei riipu yksinomaan painovoimasta. Nämä säiliöt voidaan siksi yhdistää lämminvesisylintereihin kotitalouksien lämmitysjärjestelmissä, ja aurinkolämpövesijärjestelmää voidaan käyttää lämmittämään vettä sylinterissä talvella tilan lämmitykseen.
Passiiviset järjestelmät, jotka luottavat pikemminkin painovoimaan kuin sähköön, ovat tehokkaimpia kuumissa ilmastoissa, joissa yöllä tai talvella jäätymistä ei ole. Jotkut passiiviset järjestelmät käyttävät termosifonin kokoonpanoa, joka käyttää painovoimaa ja konvektiivisia lämpövirtauksia. Korkealta saatu kylmä vesi virtaa painovoiman avulla alas aurinkokeräimeen, ja kun vesi kulkee kollektorin läpi ja lämpenee, se nousee konvektiolla saavuttaakseen varastosäiliön uudelleen. Toinen passiivijärjestelmän tyyppi on integroitu keräilijärjestelmä, jossa kollektori muodostaa vesisäiliön yläosan ja lämmittää veden suoraan säiliössä.
