انواع آب گرمکن خورشیدی

انواع آبگرمكن­ها:

آبگرمكن هاي خورشيدي را مي­توان از نظر نوع كاركرد به دو دسته عمده تقسيم بندي نمود: آبگرمكن هاي ترموسيفوني ( سيستم با گردش طبيعي) آبگرمكن هاي پمپي ( سيستم با گردش اجباري يا مدار باز)

الف) آبگرمكن هاي ترموسيفوني ( سيستم با گردش طبيعي) در اثر تابش نور خورشيد به صفحات جاذب كلكتورها و جذب انرژي گرمايي توسط اين صفحات سيال موجود در كلكتورها در اثر خاصيت رسانايي گرم مي¬شود در اثر وجود اختلاف دما چگالي بين ابتدا و انتهاي رايزر متفاوت است. اين پديده باعث بوجود آمدن خاصيت ترموسيفون در رايزر مي¬شود و بنا به اين خاصيت سيال گرم به بالا حركت كرده و به منبع ذخيره وارد مي گردد. درصورتيكه سيستم Direct ( مستقيم ) باشد در اين صورت سيال گرم شده همان آب مصرفي مي باشد كه مورر مصرف قرار خواهد گرفت و چنانچه In direct (مخزن دوجداره باشد) سيال گرم شده محلول آب و ضد يخ است كه در جداره بيروني مخزن را گرم و سپس به كلكتور باز مي گردد. شماي كلي اين سيستم در ذيل نمايش داده شده است :

آبگرمكن خورشيدي ترموسيفوني Direct ( مستقيم )

آبگرمكن خورشيدي ترموسيفوني In-Direct ( غير مستقيم )

ب) آبگرمكن هاي پمپي ( سيستم با گردش اجباري يا مدار باز): در اين دسته از آبگرمكنهاي خورشيدي كه معمولا بصورت غير مستقيم ( با تعداد كلكتور بالا و مخزن دو جداره ) مي باشد جهت انجام بهتر عمل سيركولاسيون از يك پمپ استفاده مي شود اين آبگرمكن ها معمولا جهت سيستم هاي بزرگ به كار مي رود همچنين در سيستم هاي خانگي نيز كاربرد دارد.

در اين حالت مخزن ذخيره درهر محلي از ساختمان و نسب به كلكتورها مي تواند قرار بگيرد. پمپ را در مسير ورود محلول سرد به كلكتورها قرار مي دهند اين محلول پس از گرم شدن توسط صفحات جاذب كلكتورها برگشت مي كند. در اين نوع از سيستم هاي خورشيدي به دليل افزودن يك پمپ سيركولاسيون به مدار گردش سيال به ميزان قابل توجهي راندمان وتوان خروجي را بهبود مي¬يابد. در اين نوع سيستم منبع ذخيره جدا از كلكتورها ودر نزديكترين مكان به محل مصرف نصب مي گردد.

همچنين اين سيستم مجهز به يك كنترلر دما مي باشد كه اين كنترلر درمواقع نياز به پمپ دستور قطع و وصل مي دهد.

روش عملكرد كنترلر به اين ترتيب است كه اختلاف دماي (T∆) بين خروجي كلكتور و خروجي مخزن را اندازه گرفته و پس از مقايسه با T∆ تنظيم شده روي اين كنترلر (بسته به محل نصب كلكتور ميزان T∆ متغيير است) فرمان قطع يا وصل شدن عمل سيركولاسيون ( خاموش يا روشن كردن پمپ ) در مدار را مي دهد در ذيل شماي كلي اين سيستم نمايش داده مي شود:

آبگرمكن خورشيدي با سيركولاسيون اجباري

معرفي آبگرمكن هاي خانگي و عمومي:

موارد مصرف آبگرمكن هاي ترموسيفوني و پمپي در سيستمهاي خانگي و عمومي مي باشد. الف)سيستمهاي خانگي جهت تامين آبگرم مصرفي 4 -7 نفر در روز مورد استفاده قرار مي­گيرند. سيستم هاي خانگي را مي­توان از دو نوع ترموسيفوني يا پمپي انتخاب كرد.

آبگرمكن هاي خورشيدي خانگي:

آبگرمكن هاي خورشيدي خانگي از نظر كاركرد به دو دسته ترموسيفوني و پمپي تقسيم مي شوند:

1- آبگرمكنهاي خانگي توموسيفوني

الف) با مخزن افقي ساختار و عملكرد اين دسته از آبگرمكن هاي خورشيدي نسبتا ساده مي باشد هر آبگرمكن از يك مخزن و تعدادي كلكتور تشكيل شده كه عملكرد آن بستگي زيادي به شرايط زماني و مكاني ( منطقه جغرافيايي) خواهد داشت. صفحات جاذب كلكتورها انرژي تابشي خورشيد را جذب و به گرما تبديل مي كند. لوله­هاي رايزر متصل به اين صفحات گرماي جذب شده را به سيال عبوري منتقل مي­كند. درصورتيكه سيستم (Indirect) باشد، سيال گرم در مخزن ذخيره مي شود (متشكل از منبع ذخيره دو جداره ) سيال گرم ( محلول آب و ضد يخ ) وارد جداره خارجي شده و آب مصرفي را گرم مي كند.

براي افزايش كارآيي آبگرمكن ها، صفحات جاذب را درون فريمي قرار مي دهند و بخش زيرين آن را با عايق مناسب مي پوشانند تا تلفات حرارتي آن كاهش يابد. همچنين براي پيشگيري از تلفات حرارتي در سطح فوقاني صفحات جاذب، سطح رويه فريم را معمولا با يك يا دو لايه شيشه ( يا مواد شفاف مشابه) مي پوشانند خواص تابشي صفحات جاذب در عملكرد آبگرمكن خورشيدي اثر زيادي دارد براي كاركرد بهتر لازم است صفحات جاذب داراي ضريب جذب بالايي بوده و بر عكس براي اينكه تلفات حرارتي آن كم باشد بايد ضريب صدور پائيني داشته باشد به صفحاتي كه داراي اين ويژگي باشند صفحات منتخب (Selective Surface) مي گويند.

تانك ( مخزن): جداره داخلي تانك از ورق گالوانيزه با ضخامت 3 ميليمتر و پوسته بيروني آن از ورق گالوانيزه به ضخامت 2-3 ميليمتر ساخته مي­شود. همچنين روكش آن از ورق فولادي با ضخامت 8/0-9/0 ميليمتر همراه با پوشش رنگ الكترواستاتيك مي باشد. عايق بندي تانك معمولاًبا فوم تزريقي انجام شده و ظرفيت آن بسته به ميران مصرف (سفارش خريد) هر اندازه مي تواند باشد. همچنين اين مخزن مي تواند داراي يك سيستم كمكي ( المنت برقي 1200-2000 وات) جهت گرم كردن آب در روزهاي ابري مي باشد.

ب) ترموسيفون مستقيم (Direct) با سيستم لوله حرارتي استفاده از اين سيستم در جاهايي كه دماي زير صفر دارد توصيه نمي شود چرا كه سيال گردش داخل كلكتور همان آب مصرفي است و ممكن است در اثر پائين آمدن دما در فصول سرد اين آب يخ بزند و سبب تركيدگي لوله هاي كلكتور گردد. مخزن سيستم تحت فشار آب شهري نيست و به همين دليل فشار آب گرم خروجي تابع ارتفاع تانك مي باشد.

آبگرمكنهاي خانگي پمپي:

اين سيستم از يك مخزن ، دو كلكتور و يك پمپ تشكيل يافته است توضيح مربوط به كلكتورهاي مخزن اين سيستم دقيقا مشابه توضيحات ذكر شده سيستم ترموسيفوني مي باشد با اين تفاوت كه مخزن اين سيستم در هر جايي از ساختمان مي تواند قرار بگيرد دراينصورت آنرا جدا از كلكتور و در نزديكترين مكان به محل مصرف قرار مي دهند از اين نوع سيستم به عنوان سيستم كمكي يا پيش گرمكن نيز مي توان بهره گرفت افزودن اين پمپ سيركولاسيون به مدار سبب افزايش راندمان و توان خروجي محصول مي گردد.

آبگرمكن هاي خورشيدي عمومي( سيستم گردش اجباري):

اين دسته از آبگرمكنهاي خورشيدي لزوما به صورت غير مستقيم(In Direct) و با مخزن كويل دار مي باشد و استفاده از پمپ جهت گردش محلول آب و ضد يخ الزامي مي باشد در اين سيستم از تعداد زيادي كلكتور ( تعداد آن بستگي به ميزان مصرف يا تعداد نفرات استفاده كننده از آن دارد) به صورت سري و موازي استفاده مي­گردد كه نماي شماتيك آن نمايش داده شده است اين سيستم براي گرمايش آب مصرفي مورد نياز در حمام­ها، استخرها و صنايع گوناكون بكار مي رود.

اجزاي تشكيل دهنده آبگرمكن هاي خورشيدي عمومي عبارتند از :

1- كلكتور در تعداد مشخص بر اساس ميزان مصرف آبگرم روزانه 2- مخازن كويل دار جهت ذخيره آبگرم در حجم زياد 3- پمپ هاي سيركولاسيون: جهت گردش سيال داخل كلكتورها و تبادل حرارتي با تانك 4- منبع هاي انبساط : جهت تعادل سيال 5- تاسيسات مربوطه : جهت تبادل و انتقال حرارت