چهارشنبه 24 مرداد 1397 - 3 ذي الحجه 1439 - 15 آگوست 2018
صفحه اصلي/اخبار فناوري

آبگرمکن خورشیدی

آبگرمکن خورشيدي

همچنين هزينه هاي نگهداري و تعميرات اين سيستمها بسيار پائين و در حد صفر است زيرا هيچ قطعه متحرکي نداشته و طول عمر کارکرد سيستمها با کيفيت فني بالا تا 20 سال مي رسد.


خورشيد سرمنشاء انرژي است ،انرژي خورشيدي عظيم ترين منبع انرژي در جهان مي باشد. اين انرژي پاک، ارزان و بي پايان بوده و در تمام مناطق کشورمان و جهان قابل مصرف مي باشد. آبگرمکن هاي خورشيدي از طريق جذب انرژي خورشيد توسط صفحات جاذب ( کلکتور ) خود عمل مي نمايند و راندمان گرمايشي آنها برحسب نوع کلکتور آنها متفاوت مي باشد. آبگرم، در تمام ساعات شبانه روز يعني در شبها و روزهاي ابري، در مخزن دوجداره و عايق حرارتي که دماي آب را تا سه روز بدون تغيير حفظ مي کند، نگهداري مي شود. با استفاده از اين سيستم مي توان هزينه هاي مصرف گاز – گازوئيل و برق را بطور چشمگيري کاهش داد.(ديگر نگران هزينه ي قبوض خود نباشيد!)


همچنين هزينه هاي نگهداري و تعميرات اين سيستمها بسيار پائين و در حد صفر است زيرا هيچ قطعه متحرکي نداشته و طول عمر کارکرد سيستمها با کيفيت فني بالا تا 20 سال مي رسد. باتوجه به ظرفيت بالقوه کشورمان از نظر انرژي خورشيدي و تعداد ساعات آفتابي بالايي که در بسياري از نقاط کشور داريم، همچنين مشکلات زيست محيطي و هزينه بالاي سوختهاي فسيلي، لازم است تا از اين فناوري روز دنيا بهره مند شويم.
آبگرمکن خورشيدي
آبگرمکن خورشيدي
 

آ بگرمکن خانگي خورشيدي

جالب است بدانيد كه گرمايش آب و فضا مجموعاً بيش از 80% انرژي را در ساختمان‌ها مصرف مي‌كند و بنابراين بيش از يك سوم كل انرژي مصرفي جهان در جهت گرمايش مصرف مي‌شود. از اين ميان گرمايش آب به طور متوسط 20 تا 30 درصد كل انرژي مصرفي در خانه را مصرف مي‌كند.بنابراين با استفاده از آبگرمكن خورشيدي مي‌توان ساليانه 70% انرژي مورد نياز براي گرمايش آب را تامين كرد.
آبگرمکن خورشيدي
بخش اصلي يک آبگرمکن خورشيدي کلکتور آن است که خود شامل يک ورق است که به‌وسيله تابش کلي خورشيد حرارت يافته و حرارت خود را به يک سيال جذب کننده (مانند آب ) که داخل لوله در حال جريان است، منتقل مي‌کند. رنگ اين ورق هميشه تيره انتخاب مي‌شود و داراي پوشش خاصي است که بتواند ضريب جذب انرژي را به حداکثر و ضريب پخش را به حداقل برساند. براي رسيدن به دماي بالا، مجموعه ورق و لوله‌ها را در داخل يک جعبه عايق با روکش شيشه قرار مي‌دهند تا از اثر گلخانه‌اي بتوان استفاده کرد.
آبگرمکن خورشيدي
 آبي که با اين روش گرم مي‌شود، بر اثر اختلاف دما و با گردش طبيعي وارد يک تانک دوجداره شده و آب مخزن را گرم مي‌کند. اين آب گرم شده يا به طور مستقيم به مصرف گرمايش خانوار مي‌رسد و يا توسط يك مبدل حرارتي دماي آب مصرفي خانواده را افزايش مي‌دهد. شکل زير طرح ساده اي از اين آبگرمكن را نشان مي‌دهد:
آبگرمکن خورشيدي

انواع كلكتورهاي خورشيدي
 

كلكتور‌هاي تخت Flat-plate collectors

اين کلکتور ساده‌ترين و پر استفاده‌ترين نوع کلکتور به‌شمار مي‌رود. ساختار آن به شکل يک جعبه مستطيل شکل بوده که در داخل آن يک صفحه جاذب فلزي از جنس مس يا آلومينيوم با پوششي به رنگ‌هاي خاص است. اين صفحه، جاذب انرژي حرارتي خورشيد است. در زير صفحه، لوله‌هاي کوچکي قرار گرفته که آب يا سيال انتقال حرارت در آن‌ها جريان دارد. اطراف کلکتور به منظور کاهش اتلاف حرارتي عايق بندي شده است. روي سطح جعبه نيز از پلاستيک شفاف يا شيشه پوشيده شده است. آبگرمکن خورشيدي

كلكتورهاي تحت خلا Evacuated-tube collectors

اين کلکتور از تعدادي لوله دو جداره شفاف موازي تشکيل شده است که در داخل آن يک تيوب با پوششي از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضاي بين دو جداره خارج گرديده وخلا ايجاد شده از اتلاف حرارت جلوگيري مي‌کند. مزيت اين نوع كلكتور توانايي در ايجاد دماي بالاتر مي‌باشد. آبگرمکن خورشيدي

كلكتورهاي سهموي Concentrating collectors

اين کلکتور‌ها سطح آينه اي داشته و براي تجمع انرژي خورشيدي بر روي تيوب جاذب که شامل سيال انتقال حرارت است، به‌کار مي‌رود. آبگرمکن خورشيدي

ساختار يا ساختمان آب گرمکن خورشيدي

ساده‌ترين آب گرمکن خورشيدي از يک گردآور تخت (کلکتور) و يک مخزن ذخيره آب تشکيل شده است. شرايط لازم نصب اين آب گرمکن آن است که قسمت فوقاني گرد آور پايين‌تر از قسمت تحتاني مخزن ذخيره قرار گيرد و حداقل انحراف گرد آور نسبت به سطح افق ، در حدود 20 درجه رو به جنوب انتخاب شود.

طرز کار

ابتدا مخزن آب گرم با آب سرد پر مي‌شود و آب داخل لوله‌هاي گردآور ، هنگامي که خورشيد روي سطح گرد آور مي‌تابد به تدريج گرم شده و به کندي به طرف مخزن از طرف بالا ذخيره مي‌شود، آب سرد مخزن نيز از طريق لوله ديگربه طرف قسمت پايين گردآور جريان يافته تا زماني که تابش خورشيدي براي گرم کردن آب کفايت کند، اين عمل ادامه مي‌يابد
 

اجزاء آبگرمکن خورشيدي

يک آبگرمکن خورشيدي از اجزاء زير تشکيل شده است:
1- گردآورنده 2- مخزن ذخيره 3- مبدل گرمايي 4- کنترل کننده هاي اتوماتيک 5- پمپ، لوله ها شيرآلات و اتصالات
آبگرمکن خورشيدي

آبگرمکن هاي خورشيدي پمپدار

اين دستگاه يک آبگرمکن خورشيدي پمپدار است که به عنوان جبران ساز قابليت استفاده از سوخت گاز را دارا مي باشد. در اين آبگرمکن، مخزن ذخيره در پائين و در داخل ساختمان قرار ميگيرد و بر روي بام تنها کلکتورهاي خورشيدي نصب مي شوند.

مهمترين ويژگيهاي آن به صورت زير است:

 

مخزن دوطبقه

مخزن اين آبگرمکن به صورت دو طبقه است که در طبقه اول (مخزن خورشيدي) يک مخزن دوجداره و در طبقه دوم (مخزن گازي) يک مخزن تک جداره دودکش دار قرار دارد. جداره دوم مخزن خورشيدي به وسيله لوله هاي ارتباطي با يک يا دو عدد کلکتور که در بالاي ساختمان نصب مي شود مرتبط مي گردد و به وسيله يک پمپ سيرکولاتور کوچک، سيال عامل مابين کلکتورها و جدره دوم مخزن به گردش در مي آيد. اين دو مخزن به وسيله لوله هاي رابط به يکديگر متصل ميباشند.
 

سيستم جبران ساز (کمکي)

در اين آبگرمکن، علاوه بر المنت برقي، در فضاي مابين دو مخزن يک مشعل گازي کوچک قرار داده شده است. آب سرد از شبکه لوله کشي شهري ابتدا به مخزن خورشيدي وارد شده و در مجاورت جدار متصل به کلکتورها گرم مي شود. هنگام خروج آب گرم از مخزن به مصرف، آب از مخزن خورشيدي بوسيله لوله هاي ارتباطي وارد مخزن گازي مي شود. در اين حالت در صورتيکه دماي آب ورودي به مخزن گازي به اندازه کافي توسط بخش خورشيدي گرم شده باشد، سنسور مشعل گازي را گرم نگه داشته و گاز روشن نميشود. اما در صورت کمبود دماي آب ورودي از قسمت خورشيدي، مشعل گازي به صورت اتوماتيک روشن شده و کمبود دماي مورد نياز را جبران مي نمايد.
 

سيستم تخليه (بدون نياز به ضديخ و منبع انبساط)

سيال عامل در اين محصول آب است. در داخل مخزن خورشيدي يک مخزن مخفي به عنوان مخزن تخليه تعبيه شده است. آب گردش کننده در کلکتورها در داخل اين مخزن قراردارد. در زمانيکه پمپ آب با فرمان کنترلر روشن ميشود، بخشي از آب مخزن تخليه به داخل کلکتورها پمپ شده و پس از عبور جداره دوم مخزن، دوباره به مخزن تخليه باز مي گردد. در زمانيکه گردش پمپ با فرمان کنترلر قطع مي شود، آب موجود در کلکتورها به صورت ثقلي به داخل مخزن تخليه باز مي گردد و کلکتورها خالي از آب مي شوند. لذا در زمستانها نيازي به ضد يخ نيست و در تابستانها هم سيستم جوش نمي آورد.
آبگرمکن خورشيدي

ويژگي و مزايا

*حذف بار مخزن از روي پشت بام
*طول عمر بيشتر و اتلاف دماي کمتر
*کارآيي بالا
*زيبايي بيتشر ساختمان (فقط کلکتور بر روي بام است )
*قابليت استفاده از سيستم جبران ساز گازي
*عدم نياز به ضد يخ و منبع انبساط
 

آبگرمکن هاي خورشيدي ترموسيفوني

 

اصل ترموسيفون حرارتي

در يک سيکل بسته از سيال، درصورتيکه قسمتي از مدار که در ارتفاع پائينتر قراردارد گرمتر از قسمت بالاتر باشد، به دليل اينکه چگالي کمتري دارد به سمت بالا حرکت ميکند و تداوم اين اختلاف دما و ارتفاع، باعث ايجاد جريان سيال در اين مدار مي شود و سيال به صورت طبيعي و بدون نياز به پمپ به گردش در مي آيد. به اين نوع جريان سيال، جريان ترموسيفوني مي گويند. 
از اصل ترموسيفون حرارتي، در آبگرمکن هاي خورشيدي استفاده مي شود. بدين نحو که يک مخزن دوجداره ذخيره آب را در بالاي کلکتور خورشيدي قرارداده و مابين جدار دوم مخزن ذخيره و لوله هاي کلکتور خورشيدي يک مدار بسته تشکيل مي شود. با تابش خورشيد بر روي سطح کلکتور خورشيدي، سيال داخل آن گرم شده و جريان ترموسيفوني مابين کلکتور و مخزن برقرار مي شود. گردش آب گرم در جداره دوم مخزن سبب گرم شدن آب داخل مخزن اصلي مي گردد و آب گرم با فشار در شبکه جاري مي گردد.
حرکت ترموسيفون تا زماني که انرژي خورشيد موجود باشد ادامه دارد. اين حرکت با افول خورشيد متوقف مي شود.

عايق

مخزن ذخيره در آبگرمکن هاي ترموسيفوني بايد به خوبي عايق شود تا در طول شب، آب گرم ذخيره شده در آن گرم بماند. همچنين لوله هاي ارتباطي مابين مخزن و کلکتور نيز بايد به خوبي عايق شوند.

ضديخ

در شرايط آب و هوايي سردسير که روزهايي از سال دماي هوا زير صفر ميرود، بايد براي جلوگيري از يخ زدگي در سيکل بسته کلکتورها از ضديخ مناسب استفاده نمود. 

سيستم جبران ساز

آبگرمکن هاي خورشيدي به منظور جبران کمبود احتمالي انرژي خورشيد، بايد داراي يک سيستم جبران ساز باشند. سيستم جبران ساز در آبگرمکن هاي خورشيدي ترموسيفوني يک المنت برقي است که در داخل مخزن اصلي قرار دارد و در مواقع مورد نياز به صورت اتوماتيک روشن ميشود. اين المنت برقي داراي يک ترموستات است که ميتوان دماي دلخواه را توسط آن تنظيم کرد..
 

ويژگي ها و مزاياي اين نوع آبگرمکن ها

ساختار ساده و نصب راحت و سريع

کارآيي بالا با سهم خورشيدي روزانه به طور متوسط 60% داراي المنت برقي با تنظيم دماي دلخواه
اين سيستمها به دو دسته مدار باز و بسته تقسيم مي شوند. در سيستم مدار باز ( سيستم مستقيم ) آب به صورت مستقيم در ميان گردآورنده جاري مي باشد. اين سيستم بسيار ساده، کارا و قابل اطمينان بوده ولي در شرايط آب و هوايي سرد و دماهاي زير صفر درجه کارايي خوبي ندارد، و يخ زدن آب داخل لوله ها ممکن است منجر به پارگي آنها شود. در سيستمهاي مدار بسته ( غير مستقيم ) معمولا سيالي غير از آب که نقطه انجماد پايين تري دارد ( مانند مخلوط پروپيلن گلايکول و آب ) بکار گرفته مي شود.
اين سيستمها دو چرخه جداگانه دارند که از طريق يک مبدل گرمايي به يکديگر متصل شده اند، و اين مبدل گرما را از سيال داخل گردآورنده به آب مصرفي منزل منتقل مي کند.
 

مزاياي رقابتي آبگرمکن هاي خورشيدي

آبگرمکن خورشيدي
امروزه کيفيت و کارايي برتر سيستم هاي آبگرمکن خورشيدي براساس ميزان قدرت جذب انرژي تابشي وهمچنين مقدار سطح اتصال ورقه هاي جاذب و لوله هاي متصل به آنها سنجيده مي شود.
*کارايي بالاي کلکتورهاي خورشيدي
*راندمان بالاي کل سيستم آبگرمکن هاي خورشيدي
*حداقل اتلاف حرارتي در کل سيستم
*تامين آب گرم متوسط 60 درجه سانتيگراد و بالاتر (در صورت نياز مشتري)
استفاده از عايق هاي حرارتي مناسب و مرغوب
*استفاده از المنت برقي جهت گرم کردن آب در روزهاي ابري کامل
*امکان طراحي مطابق با انواع ساختمانهاي مهندسي ساز
*قابليت طراحي بهينه توسط نرم افزارهاي کامپيوتري
*مقاومت کامل در برابر خوردگي
*داشتن گارانتي براي کل سيستم
 

دلايل استفاده از سيستم هاي خورشيدي

*انرژي پاک، ارزان، قابل دسترسي، پايان ناپذير و ذخيره منابع انرژي تجديدناپذير
جلوگيري از افزايش گرماي کره زمين و حفاظت محيط زيست
*کاهش 60% در هزينه تأمين آب گرم
*قابل استفاده در همه مکانها از قبيل: منازل،مدارس،خوابگاهاي دانش آموزي و دانشجويي،بيمارستانها،استخرها و کارخانجات
*بازگشت سريع سرمايه با توجه به سياست هاي دولت در اجراي هدفمند کردن يارانه ها
*اجراي سريع و آسان و بي نياز از هرگونه تعمير اساسي
*بي صدا ، بي خطر و ايمن
 
 
فرآوري مريم نايب زاده
بخش دانش و زندگي تبيان

منبع :
ifco.ir,energyhouse.ir,net-solar



 
تعداد بازديد:3349 آخرين تغييرات:90/02/21
نظرات

نظر شما:
نام و نام خانوادگي
پست الكترونيك
نظر