|
|
||
|
بخش اصلی یک آبگرمکن خورشیدی کلکتور آن است که خود شامل یک ورق است که به‌وسیله تابش کلی خورشید حرارت یافته و حرارت خود را به یک سیال جذب کننده (مانند آب ) که داخل لوله در حال جریان است، منتقل می‌کند. رنگ این ورق همیشه تیره انتخاب می‌شود و دارای پوشش خاصی است که بتواند ضریب جذب انرژی را به حداکثر و ضریب پخش را به حداقل برساند. برای رسیدن به دمای بالا مجموعه ورق و لوله‌ها را در داخل یک جعبه عایق با روکش شیشه قرار می‌دهند تا از اثر گلخانه‌ای بتوان استفاده کرد. آبی که بدین‌وسیله گرم می‌شود بر اثر اختلاف دما و با گردش طبیعی وارد یک تانک دوجداره شده و آب مخزن را گرم می‌کند. این آب گرم شده به مصرف گرمایش خانوار می‌رسد. شکل زیر طرح ساده ای از نحوه استفاده از این وسیله را در خانه نشان می‌دهد :
|
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 ( اشمل 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. شمای کلی
این سیستم در ذیل نمایش داده شده است :
ب) آبگرمکن های پمپی ( سیستم با گردش اجباری یا مدار باز) در این دسته از آبگرمکنهای خورشیدی که معمولاð 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 معمولاð جهت سیستم های بزرگ به کار می رود همچنین در سیستم های خانگی نیز کاربرد دارد. در ین 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 ودر نزدیکترین مکان به محل مصرف نصب می گردد. همچنین این سیستم مجهز به یک کنتلر دما می باشد که این کنترلر درمواقع نیاز به پمپ دستور قطع و وصل می دهد. به این ترتیب که این کنترلر دما اختلاف دمای (T ) بین خروجی کلکتور و ورودی به مخزن را اندازه می گیرد و پس از مقایسه با T تنظیم شده روی این کنترلر که می تواند بین 1 تا 10 درجه تتظیم گردد فرمان قطع یا وصل شدن عمل سیرکولاسیون ( خاموش یا روشن کردن پمپ ) در مدار را می دهد در ذیل شمای کلی این سیستم نمایش داده می شود:
معرفی
آبگرمکن های خانگی و عمومی
موارد مصرف آبگرمکن های ترموسیفونی و پمپی در
سیستمهای خانگی و عمومی می باشد.
الف)سیستمهای
خانگی
در مواردی که آب گرم مصرفی جهت تامین 4-7 نفر در روز باشد از سیستم های
خانگی که ممکن است خاصیت ترموسیفونی یا پمپی را شامل گردد.
آبگرمکن
های خورشیدی خانگی
آبگرمکن های خورشیدی خانگی از نظر کارکرد به دو
دسته ترموسیفونی و پمپی تقسیم می شوند:
1- آبگرمکنهای خانگی توموسیفونی
الف) با
مخزن افقی
ساختار و عملکرد این دسته از آبگرمکن های خورشیدی
نسبتاð ساده می باشد هر آبگرمکن از یک مخزن و تعدادی
کلکتور تشکیل شده که عملکرد آن بستگی زیادی به شرایط زمانی و مکانی ( منطقه
جغرافیایی) خواهد داشت. صفحات جاذب کلکتورها انرژی تابشی خورشید را جذب و به گرما
تبدیل می کند.
معمولاð تعدادی
لوله به این صفحات متصل می شود که با عبور سیال از دورن این لوله ها باعث گرم شدن
آن می شود سیال گرم در مخزن ذخیره می شود چنانچه سیستم
(Indirect) باشد ( متشکل از منبع ذخیره دو جداره ) سیال گرم (
محلول آب و ضد یخ ) وارد جداره خارجی شده و آب مصرفی جداره داخل را گرم می کند.
برای افزایش کارآیی آبگرمکن ها ، صفحات جاذب را درون فریمی قرار می دهند و بخش
زیرین ان را با عایق مناسب می پوشانند تا تلفات حرارتی آن کاهش یابد.
همچنین برای پیشگیری از تفات حرارتی در سطح فوقانی
صفحت جاذب، سطح رویه فریم را معمولاð با
یک یا دو لایه شیشه ( یا مواد شفاف مشاه) می پوشانند خواص تابشی صفحات جاذب در
عملکرد آبگرمکن خورشیدی اثر زیادی دارد برای کارکرد بهتر لازم است صفحات جاذب
دارای ضریب جذب بالایی بوده و بر عکس برای اینکه تلفات حرارتی آن کم باشد باید
ضریب صدور پائینی داشته باشد به صفحاتی که دارای این ویژگی باشند صفحات منتخب (Selective Surface) می گویند.
تانک ( مخزن) جداره داخلی تانک از ورق گالوانیزه با ضخامت 3 میلیمتر و پوسته بیرونی آن از ورق گالوانیزه به ضخامت 2-3 میلیمتر ساخته شده است. همچنین روکش آن از ورق فولادی با ضخامت 8/0-9/0 میلیمتر همراه با پوشش رنگ الکترواستاتیک می باشد. عایق بندی تانک با فوم تزریقی انجام شده و ظرفیت آن بسته به میران مصرف ( سفارش خرید) هر اندازه می تواند باشد همچنین این مخزن می تواند دارای یک سیستم کمکی ( المنت برقی 1200-2000 وات) جهت گرم کردن آب در روزهای ابری می باشد.
ب) ترموسیفون مستقیم (Direct) با سیستم لوله حرارتی
استفاده از این سیستم در جاهایی که دمای زیر صفر
دارد توصیه نمی شود چرا که سیال گردش داخل کلکتور همان آب مصرفی است و ممکن است در
اثر پائین آمدن دما در فصول سرد این آب یخ بزند و سبب ترکیدگی لوله های کلکتور
گردد. مخزن سیستم تحت فشار آب شهری نیست و به همین دلیل فشار آب گرم خروجی تابع
ارتفاع تانک می باشد
سیال عامل : آب با پروپلین گلیکول ( ضد یخ ) کلکتور نوع : کلکتور مسطح ( تخت) مساحت کلکتور : 2 متر مربع ( 2*1 متر) مساحت صفحه جاذب : حدود 6/1 متر مربع جنس صفحه شفاف: شیشه کم آهن ( فلوت ) تعداد صفحات شفاف : 1 عدد ضخامت صفحه شفاف: 4 میلیمتر جنس لوله های رایزر: مس یا آلومینیوم تعداد لوله های رایزر: 145 میلیمتر ضریب اتلاف گرمائی کلکتور : 8 w/m-°C راندمان کلکتور: مدل مسی : %42 مدل آلومینیوم اکسترود شده : %43 مدل آلومینیومی: %46 عایق کلکتور: جنس عایق: پشم و شیشه با روکش آلومینیوم ضخامت عایق: 2 اینچ قاب کلکتور: جنس: آلومینیوم اکسترود شده BS6063 رنگ : آندایز نقره ای فریم : دو جداره جهت کاهش اتلاف انرژی ورق زیر فریم : فولاد گالوانیزه با ضخامت 6/0 میلیمتر قاب شیشه ای : آلومینیوم اکسترود شده BS6063 رنگ قاب : آندایز نقره ای لاستیک شیشه : جنس : لاستیک تسمه ای اسفنجی مقاوم در برابر شعله U.V ابعاد : 5*20 میلیمتر
سولار پلار مدلهای متععدی آبگرمکن خورشیدی تولید می کند که یکی از تفاوتهای آنها در صفحات جاذب آنها است.
113-B ( مدل مسی- آلومینیومی-سوئدی): جنس صفحه جاذب : آلومینیوم پرس شده جنس لوله ها و رایزرها : مس ضخامت: 6/0 میلیمتر
|
133 |
|
||
|
143 mm (5.63) in |
پهنای پره |
||
|
12.7 mm(1.2) in |
لوله مسیر سیال |
||
|
0.6 mm (0.02) in |
ضخامت پره |
||
|
850 gr |
وزن |
||
|
A = 94% |
ضریب جذب |
سطح سیاه |
خواص طیفی |
|
£ =28% |
ضریب پخش |
||
|
گرمایش آب خانگر استخری و تجاری |
کاربرد |
|
|
|
ندارد |
محدودیت منطقه ای و جغرافیایی |
||
مدل لوله آلومینیومی جنس صفحه جاذب : آلومینیوم اکسترود شده رنگ : آندایز مشکی ضخامت : 3/1 میلیمتر
آبگرمکنهای
خانگی پمپی :
این سیستم از یک مخزن ، دو کلکتور و یک پمپ تشکیل
یافته است توضیح مربوط به کلکتورهای مخزن این سیستم دقیقاð مشابه توضیحات ذکر شده سیستم ترموسیفونی می باشد با
این تفاوت که مخزن این سیستم در هر جایی از ساختمان می تواند قرار بگیرد دراینصورت
آنرا جدا از کلکتور و در نزدیکترین مکان به محل مصرف قرار می دهند از این نوع
سیستم به عنوان سیستم کمکی یا پیش گرمکن نیز می توان بهره گرفت افزودن این پمپ
سیرکولاسیون به مدار سبب افزایش راندکان و توان خروجی محصول می گردد.
آبگرمکن های خورشیدی عمومی( سیستم گردش اجباری)
این دسته از آبگرمکنهای خورشیدی لزوما به صورت غیر
مستقیم(In Direct) و
با مخزن کویل دار می باشدو استفاده از پمپ جهت گردش محلول آب و ضد یخ الزامی می
باشد در این سیستم از تعداد زیادی کلکتور ( تعداد آن بستگی به میزان مصرف یا تعداد
نفرات استفاده کننده از آن دارد) به صورت سری و موازی استفاده می کردد که نمای
شماتیک آن نمایش داده شده است این سیستم برای گرمایش آب مصرفی مورد نیاز در حمامها
استخرها و صنایع گوناکون بکار می رود.
مشخصات و اجزای تشکیل دهنده سیستم های عمومی
اجزای تشکیل دهنده آبگرمکن های خورشیدی عمومی
عبارتند از :
1- کلکتور در تعداد مشخص بر اساس میزان مصرف آبگرم
روزانه
2- مخازن کویل دار جهت ذخیره آبگرم در حجم زیاد
3- پمپم های سیرکولاسیون: جهت گردش سیال داخل کلکتورها
و تبادل حرارتی با تانک
4- منبع های انبساط : جهت تعادل سیال
5- تاسیسات مربوطه : جهت تبادل و انتقال حرارت