ads
ads
ads
ads

آبگرمکن خورشیدی

۱۸ تیر ۱۳۹۶(829 روز پیش) 141 بازدید

با توجه به محدودیت منابع سوخت فسیلی و زیان بار بودن استفاده غیر اصولی این گونه سوختها برای سلامت محیط زیست، تحقیقات و کاربردهای انرژیهای تجدید پذیر در مجامع صنعتی و علمی از اهمیت ویژه ای برخوردار گشته است.

دراین میان انرژی خورشید، با توجه به اینکه انرژی کاملا پاک و عاری از هرگونه آلودگی بوده و بعنوان منبع انرژی کاملا ارزان شناخته شده است، اهمیت بیشتری پیدا می کند. درکشورهایی نظیر کشور ما که میزان تابش خورشیدی در آن به ۲۰۰۰ kwh در سال می رسد و در بسیاری از نقاط آن تعداد ساعات آفتابی از ۲۸۰۰ ساعت در سال تجاوز می کند، استفاده از انرژی خورشید، نه تنها ضروری بلکه اجتناب ناپذیر است. وسعت و شرایط جغرافیایی کشور، بافت اجتماعی، فراوانی و گستردگی روستاها که اغلب به صورت یک نقطه در دل کوهها و پهنه دشت ها قرار دارند و همچنین عدم برخورداری از تکنولوژی پیشرفته و مستقل برای تولید و توزیع انرژی به روشهای متداول امروزی و بسیاری دلایل دیگر نشان می دهند که اگر انرژی خورشیدی بر پایه و اساس علمی و فنی مورد استفاده قرار گیرد، منبع مطمئن و مداومی برای تامین انرژی کشور خواهد بود.

روشهای گوناگونی برای استفاده از این انرژی پاک و لایزال الهی وجود دارد، اما گرم کردن آب با استفاده از آبگرمکن خورشیدی، شاید بعنوان آسانترین و اقتصادی ترین روش باشد. زیرا با داشتن دانش کافی در باره تابش خورشید، براحتی و بصورت بسیار موثرتر می توان انرژی خورشید را برای گرم کردن آب مصرفی منازل و حتی کاربرهای صنعتی بکار برد.

پیشرفتهای علمی روی آبگرمکن های خورشیدی در دهه های اخیر رشد چشمگیری داشته است. این نوع آبگرمکن ها نه تنها برای کاربردهای خانگی بلکه برای هتلها، بیمارستانها، ساختمانهای اداری، صنایعی مانند نساجی، کاغذ سازی، صنایع غذایی و حتی گرم کردن آب استخرهای شنا در زمستان کاربرد فراوانی پیدا کرده اند.

 

 

 

 

آبگرمکن خورشیدی ، دستگاهی است که با جذب انرژی خورشیدی آب مورد نیاز را گرم می‌کند. استفاده از انرژی خورشیدی جهت گرم نمودن آب به جهت رایگان بودن این منبع عظیم انرژی، از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه می‌باشد .

 آبگرمکن های خوشیدی به  دو گروه عمده جابجایی طبیعی ترموسیفون (Thermosiphon) وجابجایی اجباری  تقسیم می شوند . و در اینجا مزایا و معایب هر کدام معرفی شده است. مورد قابل بحث دیگر اجزاء سیستم آبگرمکن خورشیدی ترموسیفون می باشد . اجزاء این نوع آبگرمکن ها را گردآورنده ( کلکتور )، مخزن ذخیره، مبدل گرمایی، کنترل کننده ها و شیرآلات تشکیل می دهند، مهمترین و اصلی ترین بخش یک سیستم و آبگرمکن خورشیدی ، کلکتور آن بوده و کار اصلی آن جذب تابش خورشید و تبدیل آن به گرما و انتقال آن به سیال عامل جاری داخل لوله می باشد .  کلکتور خورشیدی بایستی دارای خواص انتقال حرارت خوب، ضریب هدایت حرارتی و ضریب جذب بالا ضریب صدور پایین بوده و در مقابل دماهای بالا پایدار باشد. همچنین بایستی در مقابل خوردگی داخلی و خارجی مقاوم باشند . بازده کلکتور بستگی کامل به شرایط و جنس مواد استفاده شده در ساخت آن دارد.

 

آبگرمکنهای خورشیدی چگونه کار می کنند؟

در سیستمهای آبگرمکن خورشیدی، آب مصرفی یا بطور مستقیم با عبور از کلکتور گرم میشود (سیستمهای گردش مستقیم) یا اینکه بطور غیر مستقیم و توسط یک مبدل حرارتی که خود در یک سیکل بسته توسط سیال داخل کلکتور گرم شده است، گرما میگیرد (سیستم گردش غیر مستقیم). سیال عامل نیز یا به صورت طبیعی ( غیر فعال یا پسیو) جابجا میشود یا اینکه بصورت اجباری به گردش در میآید (فعال یا اکتیو).

گردش طبیعی سیال عامل بر اثر پدیده ترموسیفون بوجود می آید در حالیکه برای گردش اجباری این سیال از یک پمپ استفاده میشود. غیر از سیستمهای ترموسیفون و سیستمهایی که کلکتور و منبع ذخیره یکپارچه دارند .  برای جلوگیری از یخ زدگی کلکتور در سیستمهای مستقیم از گردش معکوس((recirculation یا تخلیه (drain-down) و در سیستمهای غیر مستقیم از تخلیه برگشتی (drain-back) استفاده میشود .


انواع آبگرمکن خورشیدی

آبگرمکن های خورشیدی را میتوان از نظر نوع کارکرد به دو دسته عمده تقسیم بندی نمود:


الف) آبگرمکن های ترموسیفونی ( سیستم با گردش طبیعی)

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 شده در اثر اختلاف چگالی که ناشی از اختلاف دمای سیال گرم و سرد می باشد خاصیت ترموسیفون بوجود آمده و بنا به این خاصیت سیال گرم به بالا حرکت کرده و به منبع ذخیره وارد می گردددر این قسمت اگر سیستم ) Direct مستقیم ) باشد در این صورت سیال گرم شده همان آب مصرفی می باشد که مورر مصرف قرار خواهد گرفت و چنانچه ) In direct شامل 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.

 

ب) آبگرمکن های پمپی ( سیستم با گردش اجباری یا مدار باز)

در این دسته از آبگرمکنهای خورشیدی که معمولا بصورت غیر مستقیم ( با تعداد کلکتور بالا و مخزن دو جداره ) 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 درهر محلی از ساختمان و نسب به کلکتورها می تواند قرار بگیرد.

پمپ را در مسیر ورود محلول سرد به کلکتورها قرار می دهند این محلول پس از گرم شدن توسط صفحات جاذب کلکتورها برگشت می کند. این نوع از سیستم های خورشیدی به دلیل افزودنیک پمپ سیرکولاسیون به مدار گردش سیال به میان قابل توجهی راندمان وتوان خروجی را بهبود می بخشد. در این نوع سیستم منبع ذخیره جدا از کلکتورها و در نزدیکترین مکان به محل مصرف نصب می گردد.


در مورد استفاده از آبگرمکن خورشیدی اقدامات احتیاطی ضروری است زیرا با وجود سطح مخزن ذخیره، امکان جریان معکوس سیال از مخزن به گردآور در شبهای سرد وجود دارد. همچنین گردآورهایی که با پوششی از یک لایه شیشه ساخته شده باشند امکان یخ زدن در هوای سرد وجود دارد.

 

برای مطالعه متن کامل کتاب  « آبگرمکن خورشیدی » ، از بخش دانلود استفاده نمائید :

 

ads
  • مطالب مرتبط

  • نظرات

  • برچسب ها

دیدگاه خود را بنویسید

دیدگاهتان را بنویسید

background