آبگرمکن خورشیدی با توجه به محدود بودن منابع سوخت فسیلی و زیان بار بودن استفاده غیر اصولی از آن ها برای محیط زیست، امروزه استفاده از انرژی های تجدید پذیر برای تامین انرژی های مورد نیاز زندگی امری اجتناب ناپذیر می باشد در این میان استفاده از انرژی خورشیدی به عنوان یک منبع انرژی پاک مورد توجه قرار می باشد.
استفاده از آبگرمکن های خورشیدی یکی از ایمن ترین و آسان ترین راه های استفاده از این منبع انرژی بی پایان الهی می باشد. امروزه این سیستم برای تهیه آب گرم مصرفی در مصارف خانگی، هتل ها، ادارات و صنایع گوناگون به کار می رود.
! مقاله ای درباره سنگ نمای ساختمان !
مزایای استفاده از سیستم های خورشیدی
۱- انرژی پاک، ارزان، قابل دسترس، پایان ناپذیر و ذخیره منابع انرژی تجدید ناپذیر
۲- جلوگیری از افزایش گرمای کره زمین و محافظت از محیط زیست
۳- کاهش ۶۰ درصدی در هزینه تهیه ی گرم
۴- بازگشت سریع سرمایه
۵- اجرای سریع و آسان و بی نیاز از هرگونه تعمیر اساسی
۶- بی صدا، بی خطر و ایمن
انواع سیستم های آبگرمکن خورشیدی
سیستم چرخه طبیعی ( ترموسیفون )
در اثر تابش نور خورشید به صفحات جاذب کلکتورها و جذب انرژی گرمایی توسط این صفحات سیال موجود در کلکتورها در اثر خاصیت رسانایی گرم می شود در اثر وجود اختلاف دما چگالی بین ابتدا و انتها رایزر متفاوت است. این پدیده باعث به وجود آمدن خاصیت رسانایی گرم می شود در اثر وجود اختلاف دما چگالی بین ابتدا و انتهای رایزر متفاوت است. این پدیده باعث به وجود آمدن خاصیت ترموسیفون در رایرز می شود و بنا به این خاصیت سیال گرم به بالا حرکت کرده و به منبع ذخیره وارد می گردد در صورتی که سیستم مستقیم باشد در این صورت سیال گرم شده همان آب مصرفی می باشد که مورد مصرف قرار خواهد گرفت و چنانچه مخزن دوجداره باشد سیال گرم شده محلول آب و ضد یخ است که در جداره بیرونی مخزن را گرم و سپس به کلکتور باز می گردد.
آبگرمکن های جا به جایی اجباری
در این دسته از آبگرمکن های خورشیدی که معمولا به صورت غیر مستقیم (با تعداد کلکتور بالا و مخزن دوجداره) می باشد جهت انجام بهتر عمل سیرکولاسیون از یک پمپ استفاده می شود. این آبگرمکن ها معمولا جهت سیستم های بزرگ به کار می رود همچنین در سیستم های خانگی نیز کاربرد دارد. در این حالت مخزن ذخیره در هر محلی از ساختمان و نصب به کلکتورها می تواند قرار بگیرد.
پمپ را در مسیر ورود محلول سرد به کلکتور ها قرار می دهند این محلول پس از گرم شدن توسط صفحات جاذب کلکتورها برگشت می کند. در این نوع از سیستم های خورشیدی به دلیل افزودن یک پمپ سیرکولاسیون به مدار گردش سیال به میزان قابل توجهی راندمان و توان خروجی را بهبود می یابد در این نوع سیستم منبع ذخیره جدا از کلکتور ها و در نزدیکترین مکان به محل مصرف نصب می گردد. همچنین این سیستم مجهز به یک کنترل کننده دما می باشد که این کنترل کننده در مواقع نیاز به پمپ دستور قطع و وصل می دهد، روش عملکرد کنترل به این ترتیب است که اختلاف دمای بین خروجی کلکتور و خروجی مخزن را اندازه گرفته و پس از مقایسه با تنظیم شده روی این کنترل کننده (بسته به محل نصب کلکتور میزان متغیر است فرمان قطع و یا وصل شدن عمل سیرکولاسیون (خاموش یا روشن کردن پمپ) در مدار را می دهد.
اجزای آبگرمکن خورشیدی
اجزای تمامی انواع آبگرمکن های خورشیدی به شرح زیر می باشند.
۱- گردآورنده
۲- مخزن ذخیره
۳- مبدل گرمایی
۴- کنترل کننده های اتوماتیک
۵- پمپ، لوله ها و شیر آلات
۶- گرد آورنده های آبگرمکن های خورشیدی (کلکتور)، وظیفه ی جمع کردن اشعه خورشیدی را بر عهده دارند و در دو نوع صفحه تخت و لوله تب تحت خلاء ساخته می شوند.
گردآورنده صفحه تخت
این کلکتور ساده ترین و پر استفاده ترین نوع کلکتور ساده ترین و پر استفاده ترین نوع کلکتور به شمار می رود. ساختار آن به شکل یک جعبه مستطیل شکل بوده که در داخل آن یک صفحه جاذب فلزی از جنس مس یا آلومینیوم با پوششی خاصی است که بتواند ضریب جذب انرژی را به حداکثر و ضریب پخش را به حداقل برساند اساسا کلکتور غیر متمرکز کنند ای است که سطح جاذب آن مسطح می باشد. زیر صفحه لوله های کوچکی از جنس مس به صفحه جاذب جوش خورده اند که آب یا سیال انتقال حرارت در آن ها جریان دارد.
اطراف کلکتور به منظور کاهش اتلاف حرارتی عایق بندی شده است. روی سطح جعبه از پلاستیک شفاف یا شیشه پوشیده شده است برای رسیدن به دمای بالا مجموعه ورق و لوله ها را در داخل یک جعبه عایق با روکش شیشه قرار می دهند تا با استفاده از اثر گلخانه ای بتوان حرارت بیشتری را به دام انداخت. جنس روکش سیاه معمولا از جنس اکسید کروم است که ۹۹٪ اشعه آفتاب را جذب می کند. جریان به وسیله خاصیت ترموسیفونی یا به وسیله پمپ الکتریکی به مخزن ذخیره عایق بندی شده است که می تواند دوجداره نیز باشد.
گرد آورنده لوله ای تحت خلاء
کلکتور های لوله ای تحت خلاء جدید ترین تکنولوژی در سیستم آبگرمکن های خورشیدی می باشند و برای استفاده در مناطقی که حتی دارای میزان کم تابش خورشید هستند و زمستان های سرد را تجربه می کنند بسیار کاربرد دارند.
در مورد مزیت کلکتور های لوله ای تحت خلاء نسبت به کلکتور های تخت می توان به موارد زیر اشاره کرد کلکتور های لوله ای در تمام ساعات روز در حالت عمود نسبت به خورشید قرار دارند و لذا بیشترین میزان جذب انرژی را از خورشید خواهند داشت. به خاطر دوجداره بودن لوله ها و وجود خلاء بین دو جدار شیشه ای در شرایط سرد آب و هوایی در روز یا در شب میزان از دست دادن انرژی گرمایی جذب شده به حداقل رسیده است.
