آبگرمکن خورشیدی چیست؟
آبگرمکن خورشیدی تشکیل شده از یک کلکتور شامل ماده شفاف که معمولاً شیشه بوده و ممکن است از یک یا چند لایه باشد. جذب کننده که معمولاً به رنگ سیاه میباشد، که میتواند صفحه صاف موجدار یا شیاردار، یا لولهای یا بشکهای از جنس فلزات مس، آلومینیوم و استیل باشد. لولهها و یا گذرگاهها که میتوانند به شکلهای مختلف باشند و برای هدایت سیال ناقل حرارت بکار برده میشوند. جمع کنندهها و تقسیم کنندهها برای عبور و تخلیه سیال ناقل حرارت و نیز عایق حرارتی برای کاهش اتلاف حرارتی کلکتور بکار میرود.
سیالاتی که مورد استفاده قرار می گیرند، برای سیکل بسته، محلول آب و گلیکول و برای سیکل باز فقط آب است. در سیکل بسته، سیال ناقل حرارت وارد یک مبدل حرارتی در مخزن مصرف آب شده و بعد از انتقال حرارت مجدداً بوسلیه پمپ وارد کلکتور میگردد. در کلکتور با سیکل بسته، برای جلوگیری از خطر انبساط حرارتی سیال، وجود یک مخزن انبساط یا لوله انبساطی که به یک شیر اطمینان مجهز باشد ضروری است.
در سیکل باز که اصطلاحاً به آن ترموسیفونی گفته میشود، سیال عامل به دلیل اختلاف درجه حرارت بطور طبیعی و بدون استفاده از پمپ و با استفاده از عمل ترموسیفون در آنها گردش می کند. شرایط لازم در نصب این آبگرمکن آن است که مخزن مصرف نسبت که کلکتور حدود ۳۰ سانتیمتر بالاتر قرار گیرد و حداقل درجه انحراف کلکتور نسبت به سطح افق زمین برای تحقق جریان ترموسیفون در حدود ۲۰ درجه رو به جنوب، ضروریست.
آزمایش روی آبگرمکن خورشیدی سیکل باز که ترموسیفونی کار میکند نشان داد که در پایان یک روز آفتابی، مخزن مصرف در زمستان دارای آب ۴۹ درجه و در تابستان به ۷۴ درجه سانتیگراد رسیده است. در صورتیکه سطح کلکتور حدود ۲ مترمربع باشد و ظرفیت مخزن بین ۴۰ تا ۶۰ گالن انتخاب شود، این آبگرمکن میتواند جوابگوی نیاز آبگرم مصرفی یک خانواده ۳ الی ۵ نفره باشد.
آبگرمکنهای خورشیدی را بر حسب عملکرد میتوان به سه دسته تقسیم نمود:
آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی: در آبگرمکنهای ترموسیفونی هیچ گونه پمپی جهت جابه جایی آب تعبیه نشده و این عمل فقط با استفاده از انرژی خورشید انجام میپذیرد. مشکل عمده این سیستم یخ زدگی در فصول سرد میباشد، به دلیل اینکه الزاماً باید منبع دو جداره آبگرم در سطحی بالاتر از کلکتور و در فضای خارج از ساختمان نصب گردد.
آبگرمکن خورشیدی پمپ دار تحت فشار: در آبگرمکن خورشیدی تحت فشار که دارای یک سیستم بسته جهت جابجایی سیال میباشد از پمپ استفاده مینماید. جهت جلوگیری از یخ زدگی آب از ضد یخ استفاده میگردد. این آبگرمکنها در مناطقی که اختلاف دمای روز و شب بالایی دارد کارایی کمتری دارند. مزیت این سیستم این است که میتوان مخزن ذخیره را بصورت indoor و در داخل موتور خانه تعبیه نمود.
آبگرمکن خورشیدی برگشتی ثقلی: در آبگرمکن خورشیدی با برگشت ثقلی آب توسط یک سیستم بسته، حرارت خورشید را جذب کرده و توسط یک مبدل حرارتی آب داخل مخزن را گرم مینماید. این سیستم تا زمانی که حرارت خورشید کافی باشد فعال میباشد، در غیر اینصورت پمپ از کار افتاده و آب در اثر نیروی ثقلی به داخل مخزن تخلیه میگردد.
مزایای استفاده از آبگرمکن خورشیدی:
بی پایان بودن منبع انرژی آنها
امن و بی خطر
پاک و بدون آلودگی زیست محیطی
رایگان و همیشه در دسترس
جایگزین مناسب جهت کاهش مصرف سوخت فسیلی