آبگرمکن خانگی خورشیدی
آبگرمکن های خورشیدی از طریق جذب انرژی خورشید توسط صفحات جاذب ( کلکتور ) خود عمل می نمایند که راندمان آ ها برحسب نوع کلکتور آن ها متفاوت می باشد. مهم ترین قسمت هر سیستم خورشیدی، کلکتور می باشد که با جذب انرژی تابشی وروردی از خورشید و تبدیل آن به حرارت، این حرارت را به سیالی که داخل کلکتور جریان دارد، انتقال میرهد. بنابراین انرژی خورشیدی جمع شده، به وسیله ی سیال در گردش به صورت مستقیم برای تولید آب داغ منتقل می شود.
به طور کلی دو نوع کلکتور خورشیدی غیر متمرکز ( بدون حرکت ) و متمرکز وجود دارد. کلکتورهای غیر متمرکز به طور دائم در موقعیتی ثابت شده اند و حرکت خورشید را ردگیری نمی کنند. این نوع کلکتورها به سه دسته زیر تقسیم می شوند:
کلکتورهای تخت Flat-plate collectors
این کلکتور سادهترین و پر استفادهترین نوع کلکتور بهشمار میرود. ساختار آن به شکل یک جعبه مستطیل شکل بوده که در داخل آن یک صفحه جاذب فلزی از جنس مس یا آلومینیوم با پوششی به رنگهای خاص است. این صفحه، جاذب انرژی حرارتی خورشید است. در زیر صفحه، لولههای کوچکی قرار گرفته که آب یا سیال انتقال حرارت در آنها جریان دارد. اطراف کلکتور به منظور کاهش اتلاف حرارتی عایق بندی شده است. روی سطح جعبه نیز از پلاستیک شفاف یا شیشه پوشیده شده است.
کلکتورهای تحت خلا Evacuated-tube collectors
این کلکتور از تعدادی لوله دو جداره شفاف موازی تشکیل شده است که در داخل آن یک تیوب با پوششی از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضای بین دو جداره خارج گردیده و خلا ایجاد شده از اتلاف حرارت جلوگیری میکند. مزیت این نوع کلکتور توانایی در ایجاد دمای بالاتر میباشد.
کلکتورهای سهموی Concentrating collectors
این کلکتورها سطح آینه های داشته و برای تجمع انرژی خورشیدی بر روی تیوب جاذب که شامل سیال انتقال حرارت است، بهکار میرود.
سیستم های تهیه آب گرم خورشیدی
تولید آب گرم ساختمان ها، از اقتصادی ترین روش های استفاده از انرژی خورشیدی است. آب گرم کن های خورشیدی به دو دسته کلی ترموسیفونی و پمپ دار (اجباری) تقسیم بندی می شوند. آبگرمکن های ترموسیفونی با استفاده از سیکل طبیعی و بدون پمپ آب را به درون کلکتورهای خورشیدی به چرخش در می آورند و آن را گرم می کنند. در مقابل آبگرمکن های پمپ دار با استفاده از یک پمپ آب را به درون کلکتورها ارسال می کنند و با چرخش مداوم آن، شروع به گرم کردن آب مخرن می کنند.
آبگرمکن ترموسیفون
بدون شک گرم کننده های ترموسیفونی بیش ترین استفاده را در تهیه و طرح آبگرمکن های خورشیدی عهده دار میباشند. ساده ترین سیستم آبگرمکن های خورشیدی از یک گرم آور تخت و یک مخزن ذخیره تشکیل شده و آب یا سیال عامل، به علت اختلاف درجه حرارت به طور طبیعی و با استفاده از عمل ترموسیفون در آن ها گردش میکند. شرایط لازم در نصب این آبگرمکن آن است که قسمت فوقانی کلکتور پایین تر از قسمت تحتانی مخزن ذخیره قرار گیرد و حداقل درجه انحرافی برای کلکتور نسبت به سطح افق برای تحقق جریان ترموسیفون، الزامی است. به منظور جلوگیری از اتلاف حرارتی، کلکتور و لوله های هادی کاملا عایق بندی میشوند. یک لوله عایق شده قسمت پایینی مخزن را به هدر پایین کلکتور متصل کرده و لوله دیگر نیز هدر بالایی را به قسمت فوقانی مخزن متصل میکند. آب سرد تغذیه کننده از قسمت پایین به مخزن ذخیره هدایت شده و آبگرم مصرفی نیز از بالاترین نقطه مخزن به طرف شیرهای مصرف، لوله کشی میشود. به علت بسته بودن سیستم و جلوگیری از خطر انبساط حرارتی سیال، وجود یک مخزن انبساطی و یا یک لوله انبساطی که به یک شیر اطمینان مجهز باشد در سیستم های آبگرمکن خورشیدی ضروری است.
سیستم مذکور با آب سرد پر میشود و آب داخل لوله های کلکتور، هنگامی که خورشید روی سطح کلکتور می تابد به تدریج گرم شده و بهکندی به طرف مخزن ذخیره جریان مییابد. آب سردمخزن نیز از طریق لوله دیگر به سمت پایین کلکتور جریان یافته و تا زمانیکه تابش خورشیدی برای گرم کردن آب کفایت کند، این عمل ادامه مییابد.
حرکت ترموسیفونی تا زمانی که انرژی خورشید موجود باشد ادامه دارد.این حرکت با افول خورشید متوقف می شود.ذخیره کردن انرژی برای ساعاتی از شبانه روز که دسترسی به خورشید وجود ندارد، از ضرورت های سیستم های خورشیدی است. در آبگرمکن های خورشیدی از مخازن ذخیره آب گرم استفاده کرده و انرژی حرارتی را برای مصرف جمع آوری و ذخیره می کن.
آبگرم کن خورشیدی با جریان اجباری
مخزن ذخیره حتما باید بالاتر از کلکتور نصب شود اما اگر به هر علت امکان پذیر نباشد، می توان مخزن را در محل مناسب حتی پایین تر از کلکتور نصب کرده و برای جریان دادن آب بین کلکتور و مخزن ذخیره از یک پمپ جریانی (سیرکولاتور) استفاده کرد. در این حالت سیستم آبگرمکن های خورشیدی را اجباری می گویند. ساده ترین پمپ کنترل جریانی در این آبگرمکن ها، ترموستاتی است که با افزایش دمای آب کلکتور، پمپ را به کار انداخته و باعث جریان آب بین کلکتور و مخزن ذخیره خورشیدی میگردد. معمولا در سیستم های اجباری مخازن ذخیره آب گرم از نوع مخزن دوجداره و یا کویلی است.
از مزایای این سیستم آن است که آب گرم کننده که در کلکتور و جداره خارجی مخزن ذخیره گردش میکند، هرگز با آب مصرفی مخلوط نشده و به راحتی میتوان آب گرم کننده را آب ناخالص و یا هر سیال واسط دیگری که دمای انجماد آن پایین و گرمای ویژه بالایی داشته انتخاب کرد.
سیستم پشتیبان (کمکی)
در مواقعی که به دلایل مختلف از جمله سردترشدن آب ورودی به سیستم، سردترشدن هوا، کاهش زمان تابش خورشید و افزایش مصرف، دمای آب خروجی از سیستم پایین باشد از سیستم پشتیبان برقی و گازی استفاده میشود. در این سیستم علاوه بر المنت برقی، در فضای مابین دو مخزن یک مشعل گازی کوچک قرار داده شده است. آب سرد از شبکه لوله کشی شهری ابتدا به مخزن خورشیدی وارد شده و در مجاورت جدار متصل به کلکتورها گرم می شود. هنگام خروج آب گرم از مخزن به مصرف، آب از مخزن خورشیدی بوسیله لوله های ارتباطی وارد مخزن گازی می شود. در این حالت در صورتی که دمای آب ورودی به مخزن گازی به اندازه کافی توسط بخش خورشیدی گرم شده باشد، سنسور مشعل گازی را روشن نمیکند اما در صورت کمبود دمای آب ورودی از قسمت خورشیدی، مشعل گازی به صورت اتوماتیک روشن شده و کمبود دمای مورد نیاز را جبران می نماید.
ثبت دیدگاه