آبگرمکن خورشیدی چیست و چه مزایایی دارد؟ آیا این وسیله تنها برای مکان خاصی طراحی شده است؟ آبگرمکن های خورشیدی تنها یک مدل از انواع سیستم گرمایشی هستند که معمولا در بالای بام خانه یا فضای باز نصب می شوند و برای گرم کردن آب از خورشید انرژی لازم را دریافت می کنند.
این سیستم ها که به هیچ منبع تغذیه ای متصل نیستند، دارای 3 نوع سیستم حلقه بسته یا سیستم غیر مستقیم، سیستم گردش مستقیم یا پمپی و سیستم گردش غیر فعال یا ترموسیفونی است که می توانید با توجه به نیازتان یک مورد را انتخاب کنید.
آبگرمکن خورشیدی چیست؟
آبگرمکن های خورشیدی برای گرم کردن آب از انرژی خورشیدی استفاده می کنند. این سیستم ها معمولا روی سقف یا در فضای باز نصب می شوند تا بتوانند به طور مداوم نور خورشید را دریافت کنند. آن ها از انرژی خورشید برای گرم کردن آب و ذخیره آن در یک مخزن عایق استفاده می کنند.
آبگرمکن های خورشیدی به منبع تغذیه متصل نیستند؛ بنابراین سوئیچ خاموشی در آن ها تعبیه نشده است. اکثر این سیستم ها می توانند در یک روز آفتابی بدون ابر، آب گرم را تا ۶۸ درجه سانتی گراد تولید کنند.
در مناطقی که دمای روز بسیار پایین است و از بخاری برقی برای گرم کردن اتاق استفاده می شود، می توان از آب گرم تولید شده توسط این آبگرمکن ها برای گرم کردن اتاق با کار بردن لوله های آن در اطراف خانه، استفاده کرد.
آبگرمکن های خورشیدی مزایای زیادی دارند که مهمترین آن صرفه جویی در انرژی و حفاظت از محیط زیست، عدم انتشار گازهای گلخانه ای است.
ساز و کار آبگرمکن های خورشیدی اولیه
آبگرمکن های خورشیدی اولیه طراحی ساده ای داشتند. این آبگرمکن ها شامل یک ظرف بزرگ فلزی بودند که با رنگ سیاه پوشانده می شد. رنگ سیاه نقش مهمی در این سیستم ایفا می کرد، زیرا این رنگ جذب کننده گرما است و می تواند به سرعت انرژی خورشید را به درون ظرف منتقل کند.
با گرم شدن ظرف توسط انرژی خورشید، آب موجود در آن نیز به تدریج گرم می شد. هرچند این فرایند ساده بود، اما نسبتا زمان بسیاری می طلبید. این آبگرمکن های خورشیدی قدیمی در واقع پایه و اساس توسعه فناوری های آبگرمکن های خورشیدی مدرن امروزی به حساب می آیند.
ساز و کار آبگرمکن های خورشیدی امروزی چگونه است؟
سیستم آبگرمکن خورشیدی مدرن به شکل قابل توجهی پیچیده تر از نمونه های اولیه است. سیستم آبگرمکن خورشیدی چیست؟ این آبگرمکن ها از یک جزء اصلی به نام «کلکتور خورشیدی» استفاده می کنند که روی سقف یا در محوطه خانه نصب می شود. کلکتور خورشیدی نور خورشید را جذب کرده و آن را به گرما تبدیل می نماید و سپس این گرما به مخزن آب انتقال پیدا می کند. در این زمینه یک پمپ گردش آب این انتقال گرما را بر عهده داشته و آب را هدایت می کند.
علاوه بر این، یک تنظیم کننده حرارتی نقش مهمی در این سیستم ایفا می کند. این تنظیم کننده فقط زمانی پمپ را فعال می نماید که دمای کلکتور بالاتر از دمای آب مخزن باشد. لذا، از استفاده بی مورد پمپ جلوگیری می شود و همچنین مانع از گرم شدن بیش از حد آب خواهد شد. در صورتی که نور خورشید کافی نباشد، آب قبلا گرم شده و یک سیستم پشتیبان، آب را به دمای مورد نیاز می رساند. این موضوع امکان استفاده از آبگرمکن خورشیدی را در تمام طول سال فراهم می کند.
یک آبگرمکن خورشیدی پیشرفته چگونه است؟
پیشرفت دانش موجب به وجود آمدن دستگاه هایی مانند سلول های خورشیدی، پنل های خورشیدی و سیستم صفحه خورشیدی خانگی شده است که ظهور آبگرمکن های خورشیدی جدید در بازار را به ارمغان آورد. انواع مختلف آبگرمکن های خورشیدی جدید همانند برادران قدیمی خود کار می کنند، اما سیستم های پیچیده ای را در خود جای داده اند که عبارت اند از:
- پمپ ها
- مخزن های ذخیره سازی عایق بندی
- دماسنج
- شیرهای ضد یخ
- کالکتور (collector) خورشیدی
آبگرمکن های خورشیدی جدید انرژی بیشتری را از نور آفتاب جذب می کند و قادر هستند در مدت زمان کوتاهی آب را به خوبی داغ کنند. آبگرمکن های خورشیدی پیشرفته شامل طرح های گوناگونی می شود، با این حال، اغلب آن ها اجزای مشترک زیر را دارند:
- کالکتور (collector): انواع کالکتور های دسته ای، کالکتور های دارای صفحه تخت، کالکتور متشکل از لوله تخلیه.
- مخزن ذخیره سازی عایق: به ورودی و خروجی آبگرمکن، ورودی و خروجی دارد.
- سیستم گردش آب
با انواع آبگرمکن خورشیدی آشنا شوید
آبگرمکن های خورشیدی مطابق انواع مختلف سیستم گردش آب (طراحی لوله کشی) دارای سه مدل کلی هستند که عبارت اند از:
1. سیستم گردش غیر فعال یا ترموسیفونی
در سیستم گردش غیر فعال یا ترموسیفونی، آب پس از گرم شدن به طور خودکار از کالکتور ها وارد مخزن ذخیره می شود. این ساز و کار به علت پدیده همرفت اتفاق می افتد و در طراحی آن هیچ پمپ برقی به کار نمی رود.
2. سیستم گردش مستقیم یا پمپی
هر چند سیستم گردش مستقیم (پمپی) یکی از انواع آبگرمکن های خورشیدی به حساب می آید، اما این سیستم دارای ویژگی های خاصی است که باید در نظر گرفته شود. آب در این سیستم توسط کلکتورهای خورشیدی که با گرمای خورشید گرم می شوند، جریان پیدا می کند. آب گرم شده می تواند مستقیما برای استفاده مصرف شده یا به یک آبگرمکن بدون مخزن منتقل شود.
این سیستم به طور خاص برای مکان هایی مناسب است که هیچ برفی وجود ندارد. با این حال، در مناطق با آب و هوای بسیار سرد یا مکان هایی که بارش برف وجود دارد، این سیستم نیاز به محافظت در برابر یخ زدگی دارد. در چنین شرایطی، باید تمهیداتی اندیشیده شود تا از سیستم در برابر آسیب های ناشی از یخ زدگی جلوگیری کرد.
3. سیستم حلقه بسته یا سیستم غیر مستقیم
در سیستم حلقه بسته یا سیستم غیر مستقیم، مایع ضدیخ در مجموعه جمع آوری خواهد شد. گرمای خورشید گرم شدن این مایع را موجب می شود که توسط یک مبدل حرارتی در مخزن ذخیره می شود. این پروسه، گرما را از مایع ضد یخ به آب مخزن انتقال می دهد و مایع ضد یخ دوباره به چرخه باز خواهد گشت. این آبگرمکن مناسب مکان هایی است که آب و هوای بسیار سرد دارند و عمدتا در آنجا برف می بارد.
نحوه عملکرد آبگرمکن های خورشیدی در روزهای بارانی
اگرچه تشعشع خورشید در روزهای ابری و بارانی کاهش می یابد، اما آبگرمکن های خورشیدی همچنان می توانند آب را تا حدودی گرم کنند. از این رو، آبگرمکن های خورشیدی حتی در یک یا دو روز ابری نیز می توانند عملکرد مناسبی داشته باشند.
برای اطمینان از تامین آب گرم در چنین شرایطی، می توان آبگرمکن خورشیدی را با یک سیستم الکتریکی موجود ادغام کرد. به این ترتیب، اگر دمای آب کمتر 40 درجه سانتی گراد شود، سیستم برقی به طور خودکار روشن می شود و نیاز مصرف کننده را تأمین می کند.
همچنین این امکان وجود دارد که شما، آبگرمکن برقی موجود را به عنوان سیستم پشتیبان نگهداری کنید و تنها در موارد لزوم از آن استفاده نمایید. بنابراین، داشتن سیستم برقی در کنار سیستم خورشیدی تضمین می کند که نیاز به آب گرم در هر شرایط آب و هوایی تامین می شود.
جمع بندی
آبگرمکن خورشیدی چیست؟ به طور خلاصه این سیستم آب گرم مورد نیاز مصرفی را از طریق انرژی خورشیدی تامین می کند. این دستگاه 3 نوع سیستم حلقه بسته یا سیستم غیر مستقیم، سیستم گردش مستقیم یا پمپی و سیستم گردش غیر فعال یا ترموسیفونی دارد. استفاده از آبگرمکن های خورشیدی نه تنها در مصرف انرژی صرفه جویی می کند، بلکه کاهش گازهای گلخانه ای را نیز به دنبال دارد. تاسیسات خدمات ایران