صفحه اصلی تازه ‌های خبری مجله تخصصی دما نوین خدمات معرفی ما تماس با ما پیشنهادات و انتقادات

شما اینجا هستید : صفحه اصلی -> مجله تخصصی دما نوین > سیستم های گرمایشی و گرمایش مرکزی > آبگرمکن خورشیدی >

آبگرمکن خورشیدی

تعریف آبگرمکن خورشیدی:

آبگرمکن خورشیدی (به انگلیسی Solar water heating) 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. سیستم‌های آبگرمکن خورشیدی دارای تقسیم بندی‌های مختلفی می‌باشند که عبارتند از:

ترموسیفون
پمپ دار تحت فشار
برگشت ثقلی

ترموسیفون (به انگلیسی Thermosiphon): این سیستم‌ها فاقد هرگونه پمپ جهت جابجایی آب می‌باشند و با استفاده از گرمای آفتاب عمل می‌کنند. مشکل عمده این سیستم پدیده یخ زدگی در فصول سرد سال می‌باشد.

پمپ دار تحت فشار: در این سیستم مدار بسته می‌باشد و برای جابجایی سیال از پمپ استفاده می‌کنند. برای جلوگیری از یخ زدگی از ضد یخ استفاده می‌شود. این سیستم در مناطقی که اختلاف دمای زیادی را تجربه می‌کند، کارایی کمتری دارد.

برگشت ثقلی: سیستم‌های برگشت ثقلی عموماً جزء سیستم‌های غیرمستقیم گرمایش آب است که در آن آب در یک سیکل بسته حرارت خورشید را از کلکتور دریافت کرده و به وسیله یک مبدل حرارتی آب داخل مخزن را گرم می‌نماید. سیستم تا زمانی که انرژی خورشید به میزان کافی موجود باشد، کار می‌کند. در غیر اینصورت پمپ از کار افتاده و سیال داخل کلکتور در اثر نیروی گرانشی به داخل مخزن تخلیه می‌شود. این سیستم‌ها برای مناطقی که اختلاف دمای زیادی را تجربه می‌کنند بسیار مناسب است. سیستم برگشت ثقلی کلکتور‌های SGP متناسب با شرایط کشور ایران طراحی شده و بدلیل عدم استفاده از ضد یخ، نسبت به سیستم‌های ترموسیفون و تحت فشار برتری فراوانی دارد.

امروزه با پیشرفت علم و گسترش انرژی‌های جدید، نگرانی انسان در نگه داری از طبیعت پیرامون خود دوچندان شده. استفاده از منابع تجدید ناپذیر و سوخت‌های آلود کننده محیط زیست از مشکلات جدی بشر امروز است. برای حل مشکل باید به دنبال انرژی‌های جدید و جایگزین باشیم، از آن جمله استفاده از انرژی ارزان و در دسترس خورشید است. انرژی خورشید به راحتی قابل ذخیره است. انرژی خورشیدی عظیم ترین منبع انرژی در جهان می‌باشد. این انرژی پاک، ارزان و بی پایان بوده و در تمام مناطق کشورمان و جهان قابل مصرف می‌باشد. گسترده‌ترین کاربرد انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده از آنها برای تولید حرارت است که به طور عمده به سوخت‌های زیستی و آبگرمکن‌های خورشیدی مربوط می‌شود. بر این اساس، یکی از پرکاربردترین انواع فناوری‌های مرتبط با انرژی ‌های تجدیدپذیر، فناوری آبگرمکن‌های خورشیدی است. مجموع ظرفیت نصب شدۀ مجموع آبگرمکن‌های خورشیدی در سطح جهان تا پایان سال ۲۰۱۲ به ۲۶۵۰۰۰ مگاوات حرارتی رسیده است. آمارها حاکی از آن است که اقتصادهای در حال توسعه پا به پای کشورهای توسعه یافته در حال گسترش استفاده از فناوری آبگرمکن‌های خورشیدی هستند تا بتوانند مصرف سوخت‌های فسیلی را متوقف کنند. چین، آمریکا، آلمان، ترکیه، برزیل، هند و ژاپن در استفاده از انواع این آبگرمکن‌ها پیشرو هستند.

آبگرمکن خورشیدی ترموسیفون چگونه کار می‌کنند:

لوله‌های خلا خورشیدی که عمل گرم کردن آب را انجام می‌دهد، بشکل لوله مدور بوده که یک سر آن باز است که داخل تانک افقی ذخیره آب فرو می‌رود که بوسیله واشر سیلیکونی آب بندی می‌شود و انتهای لوله بسته است که در پایین بوسیله شبکه نگهدارنده حفظ می‌شود. این لوله از سه لایه تشکیل شده است:

لایه شیشه‌ای داخلی در تماس با آب
لایه جاذب نور خورشید چسبیده به لایه شیشه‌ای داخلی، که تیره رنگ هست و از مواد جاذب تشکیل شده که تکنولوژی نانو در آن بکار برده شده است و همچنین از انعکاس نور جلوگیری می‌کند. با گرم شدن این لایه، گرما به آب موجود در داخل لوله منتقل می‌شود.
لایه شیشه‌ای خارجی، بین لوله داخلی و لوله خارجی، خلا کامل (وکیوم) ایجاد شده که هیچ مولکول هوایی در آن موجود نیست بنابراین انتقال دمایی وجود ندارد و هر فوتون نور که وارد لوله می‌شود دیگر خروج ندارد و به دام می‌افتد . که باعث راندمان بالای دستگاه می‌شود.

شکل مدور لوله‌های خلا باعث می‌شود که اشعه خورشید در هر زاویه‌ای به آن عمود باشد حتی در زمان طلوع و غروب آفتاب، که منجر به افزایش چشمگیر کارایی دستگاه می‌شود. که نقطه قوت آبگرمکن‌های لوله خلا نسبت به آبگرمکن‌های صفحه تخت می‌باشد. همچنین باد و طوفان از فضای بین لوله‌های خلا که از هم فاصله حدود یک ساتی‌متری دارند عبور می‌کند و به دستگاه آسیب نمی‌رساند و اگر یک لوله دچار مشکل شد می‌توان آن را براحتی تعویض کرد و نیازی به تعمیر کل سیستم نیست. در اوایل صبح، تابش خورشید باعث گرم شدن آب در لوله‌های خلا می‌شود. آب گرم شده به علت سبک‌تر بودن با جابجایی طبیعی بالا رفته، به مخزن ذخیره می‌رسد و آب سرد مخزن که سنگین تر می‌باشد از پایین آن به داخل لوله های خلا جاری می‌گردد. این فرآیند چرخش طبیعی آب که به آن ترموسیفون گفته می‌شود در سیستم دائما تکرار می‌شود. با توجه به اینکه هیچگونه پمپ استفاده نمی‌شود هزینه نگهداری دستگاه بسیار پایین است. کل سیستم عایق حرارتی می‌باشد بنابراین اتلاف دما بسیار پایین هست بنابراین هم افزایی گرمایی آب دائما وجود دارد و به دماهای بالا بنا به شرایط جوی ۴۰ تا ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد. آب گرم در منبع آبگرمکن تا ۷۲ ساعت گرم باقی می‌ماند.

معایب آبگرمکن های خورشیدی و راه حل آن:

به طور کلی آبگرمکن‌های خورشیدی جدا از آن که از لحاظ کارکرد دارای انواع متفاوت می‌باشند، کار اصلی شان گرم نمودن آب به وسیله انرژی خورشیدی است. آبگرمکن‌های خورشیدی با آن که کارایی نسبتا خوبی برای فصول گرم ارائه داده‌اند اما در تمام کشورها از استقبال بالایی برخوردار نیستند. عدم کارایی آبگرمکن‌های خورشیدی در زمستان از مشکلات حائز اهمیت این نوع آبگرمکن‌ها بوده است. زیرا این آبگرمکن‌ها در فصل سرما مصرف بیشتری داشته و نیاز به منبع دیگری تحت عنوان سیستم پشتیبان دارند. اما پپیشرفت تکنولوژی این ایرادات را کاملا حل کرده و استفاده از آبگرمکن خورشیدی یکی از بهترین روش‌ها برای گرم کردن حتی در فصول سرد می‌باشد. بنابراین، مشکلاتی که آبگرمکن‌های خورشیدی در گذشته داشته‌اند به صورت کامل حل شده است. از این رو شما با انتخاب بهترین نوع از آبگرمکن‌های خورشیدی می‌توانید در مصرف انرژی و هزینه‌های خود صرفه جویی کنید.