آبگرمکن خورشیدی در چه زاویه ای بهترین بازدهی را دارد؟

دسـتیابی بـه حداکثـر کارایـی در گردآورهـای خورشـیدی، بـا جهت گیـری، نصـب، سـاخت و طراحی مناسـب، امکانپذیـر اسـت. بـا ایـن وجـود، کارایـی یـك گـردآور خورشـیدی، بـه موقعیـت آن (با توجـه به خط اسـتوا) و زاویـه شـیب آن بـا سـطح افـق (بـا توجـه بـه زمیـن) مرتبـط اسـت؛ زیـرا هـم جهت گیری و هـم زاویة شـیب، مقـدار تابـش خورشـیدی را، کـه بـه سـطح گـردآور میرسـد، را تغییـر میدهند .
زاویـه پرتوهـای خورشـید بـا یـک سـطح تعیین کننـده، مقـدار انرژی اي اسـت که آن سـطح دریافـت میکند. از آنجایـی کـه تشعشـعات خورشـیدی بـه شـکل اشـعه های مـوازی به زمین میرسـند، سـطحی که نسـبت به امتـداد آنهـا قائم باشـد، بیشـترین مقـدار انـرژی را دریافـت خواهد کرد. با مطالعات در عرض جغرافیای کشور ایران می توان به زاویه بهینه نصب ، ۴۰الی ۴۴درجه رسید.

در آبگرمکن های خورشیدی چه عاملی بر راندمان گرمایشی موثر است؟

آبگرمکن های خورشیدی از طریق جذب انرژی خورشید توسط صفحات جاذب ( کلکتور ) خود عمل می نمایند و راندمان گرمایشی آنها برحسب نوع کلکتور آنها متفاوت می باشد . برای تهیه آبگرم در تمام ساعات شبانه روز یعنی در شبها و روزهای ابری آبگرم در مخزن دوجداره و عایق حرارتی که دمای آب را تا سه روز بدون تغییر دما حفظ می کند نگهداری میشود.

بهترین زاویه برای نصب آبگرمکن خورشیدی

عوامل مؤثر در استفاده از انرژی خورشیدی در آبگرمکن خورشیدی

1- شدت تابش انرژی خورشید؛

2- تابش در جو (پوشش ابر)؛

3- عرض جغرافیایی؛

4- فصل های سال

شدت تابش انرژی خورشید

ایـران بـا آنکـه یکـی از کشـورهای نفـت خیز جهـان و دارای منابـع عظیم گاز طبیعی اسـت، اما به دلیل شـدت تابـش خورشـید در بیشـتر نقـاط، مـی تواند با بهـره مندی از انـرژی خورشـیدی، صرفه جویی قابـل توجهی در مصرف سـوخت های فسـیلی داشـته باشد.
اطلاعـات درسـت دربـارۀ تابش خورشـیدي، اولیـن و مهمترین نیـاز در طراحي های کاربردی انرژی خورشـیدی اسـت. بنابـر ایـن بـراي تعییـن میانگیـن واقعـي انـرژي دریافتـي از خورشـید بـر هـر سـطحی لازم اسـت از اندازه گیـري هـاي دقیـق سـنجش تابـش خورشـیدی در فاصله(پریود)هاي زمانـی طولانی مدت اسـتفاده نمود.

تابش در جو (پوشش ابر)

شـدت تابـش خورشـید پـس از عبـور از سـطح جو مقـداري از آن جـذب و مقداري نیـز منعکس مي شـود و در نهایت میزانی از آن به زمین مي رسـد کــه ایــن عــدد مبنــاي محاســبات سیسـتم هاي خورشیدي است.

عرض جغرافیایی

بـرای تعییـن زاویـة شـیب بهینـه باید ویژگیهـای آب و هوایـی و جغرافیایی منطقـة نصب آبگرمکن هـا در نظر گرفتـه شـود .

بهترین زاویه برای نصب آبگرمکن خورشیدی

تاثیر فصل های سال بر آبگرمکن خورشیدی

ارتفـاع خورشـید طـی حرکـت آن در افـق در فصول سـال متفاوت اسـت. در تابسـتان زاویه تابش آن بیشـتر به طـور مسـتقیم اسـت در حالیکه در زمسـتان مایـل میتابد.

مزایای استفاده از آبگرمکن خورشیدی

• با استفاده از این سیستم می توان هزینه های مصرف گاز – گازوئیل و برق را بطور چشمگیری کاهش داد که این امر در پروژه های بزرگ بیشتر نمایان خواهد بود، بطوری که بعد از گذشت زمان کوتاهی با صرفه جویی در مصرف سوخت سرمایه گذاری اولیه مستهلک شده و بعد از آن بخاطر عمر بالای دستگاه ها سود آوری خواهد داشت .

• هزینه های نگهداری و تعمیرات آبگرمکن های خورشیدی بسیار پائین و در حد صفر است زیرا هیچ قطعه متحرکی نداشته و طول عمر کارکرد سیستمهای استانداد و با کیفیت فنی بالا تا 20 سال میرسد .

• گرمایش ساختمان توسط خورشید، اولین و اصلی ترین کاربرد انرژی خورشیدی در بخش ساختمان استاستفاده این سیستم ها از منبع انرژی بی پایان و ارزان خورشیدی یکی از مزایای سیستم های خورشیدی می باشد

• از همه مهمتر این سیستم ها برخلاف سوخت های فسیلی تهدیدی برای محیط زیست به شمار نمی روند و شما بابت گرم کردن آب مورد نیاز ؛ گرم کردن فضای ساختمان و یا هتل ؛ حتی سرمایش فضای خود تا سالها هیچ هزینه ای پرداخت نخواهید.

نوشته بهترین زاویه برای نصب آبگرمکن خورشیدی اولین بار در صنعتکده آبگرمکن خورشیدی ، خرید آبگرمکن خورشیدی پدیدار شد.

قسمت های اصلی آبگرمکن خورشیدی

گردآورنده ها، مخازن ذخیره سازی، لوله کشی، کنترل ها و پمپ ها (که در سیستم های فعال استفاده می شود) قسمت های اصلی یک آبگرمکن خورشیدی می باشند. دو نوع سیستم های بخاری آبگرمکن – فعال و غیرفعال وجود دارد. سیستم های فعال از پمپ ها و کنترل ها برای گردش آب یا سایر مایعات انتقال حرارت استفاده می کنند. سیستم های منفعل پمپ ندارند و به گرانش و یا گرمایش طبیعی برای گردش در آب متکی هستند.

قسمت های اصلی یک آبگرمکن خورشیدی

معرفی اجزای اصلی آبگرم کن های خورشیدی

مخزن جمع آوری

عایق پشم شیشه

لوله های مسی

قاب از جنس فولاد ضد زنگ

لوله جذب کننده انرژی خورشید

لوله های انتقال حرارت (لوله گرمایی)

نحوه کار قسمت های اصلی در یک آبگرمکن خورشیدی

آبگرمکن خورشیدی دستگاهی می باشد که با بهره گیری از نور خورشید انرژی لازم جهت گرم نمودن آب خانگی را فراهم می آورد. در آبگرمکن های خورشیدی دو نوع سیستم گرمایشی بر اساس نوع سیال یا هوا وجود دارد. انرژی گرمایشی در کلکتورهای سیستم ذخیره می شود و کلکتور وسیله ای می باشد که سیال درون آن توسط خورشید گرم می شود. در سیستم هایی که با سیال کار می کنند، یک سیال ضدیخ درون کلکتورها جریان دارد و در سیستم هایی که با هوا کار می کنند، هوا درون کلکتورها گرم شده و حرارت را انتقال می دهند.

در واقع، بخش اصلی یک آبگرمکن خورشیدی کلکتور آن می باشد که خود شامل یک ورق است که به وسیله تابش نور خورشید حرارت یافته و حرارت خود را به یک سیال جذب کننده مانند آب که در داخل لوله در حال جریان است، منتقل می کند.

از دیگر اجزای آبگرمکن های خورشیدی می توان به مخزن ذخیره، مخزن انبساطی و نگه دارنده فلزی اشاره کرد.

مخزن ذخیره به منظور ذخیره آب گرم مصرفی از یک یا دو مخزن فلزی با عایق در نظر گرفته شده است. جنس مخازن فوق به طور معمول از گالوانیزه و یا استنلس استیل بوده است که بر حسب تقاضا متفاوت می باشد. ظرفیت مخزن بر اساس میزان مصرف آب گرم تعیین می شود. مخازن عمدتا از دو نوع مخزن دوجداره می باشند. همچنین رنگ آن ها نیز بنا به تقاضا قابل سفارش است.

به منظور دفع نواسانات حجمی سیال در اثر تغییرات دما یک مخزن انبساطی در مجاورت مخزن قرار می گیرد. علاوه بر این، تامین اب جبرانی به عهده مخزن انبساطی است.

نگه داره های فلزی شامل اسکلت فلزی می باشد که وظیفه نگه داری مخزن و سطوح جاذب را بر عهده دارد.

آبگرمکن خورشیدی چگونه کار میکند؟

كاربردهاي اصلي انرژي گرمايي خورشيد در حال حاضر گرم كردن آب استخر، گرم كردن آب براي كاربردهاي محلي و گرم كردن فضاي ساختمان‌ها. براي اين مقاصد، اصلي ترين كار استفاده از جذب كننده‌هاي صفحه مانند انرژي خورشيدي با جهت و موقعيت‌هاي ثابت است.

این سیستم ها از پرتوهاي خورشيدي براي گرم كردن آب استفاده مي‌كنند. به این صورت که با تابش نور خورشید به كلكتورهاي نصب شده، سبب گرم شدن مایع عبوری از كلكتورها میشود. این كلكتورها عمدتا در دو نوع زیر تولید و مورد بهره برداری قرار میگیرند:

1.كلكتور‌هاي تخت Flat-plate collectors

2.کلكتورهاي تحت خلا Evacuated-tube collectors

قسمت های اصلی یک آبگرمکن خورشیدی

كلكتور‌های تخت Flat-plate collectors

این کلکتور ساده‌ترین و پر استفاده‌ترین نوع کلکتور به‌شمار می‌رود. ساختار آن به شکل یک جعبه مستطیل شکل بوده که در داخل آن یک صفحه جاذب فلزی از جنس مس یا آلومینیوم با پوششی به رنگ‌های خاص است. 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. اساساً كلكتور غير متمركز كننده اي است كه سطح جاذب آن مسطح مي باشد. زیر صفحه لوله‌های کوچکی از جنس مس به صفحه جاذب جوش خورده اند که آب یا سیال انتقال حرارت در آنها جریان دارد. اطراف کلکتور به منظور کاهش اتلاف حرارتی عایق بندی شده است. روی سطح جعبه از پلاستیک شفاف یا شیشه پوشیده شده است. برای رسیدن به دمای بالا مجموعه ورق و لوله‌ها را در داخل یک جعبه عایق با روکش شیشه قرار می‌دهند تا با استفاده از اثر گلخانه‌ای بتوان حرارت بيشتري را بدام انداخت. اجزای داخلی این کاکتور را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید.

جنس روكش سياه معمولاً از جنس اكسيد كروم است كه99% اشعه آفتاب را جذب مي كند. جريان بوسيله خاصيت ترموسيفوني يا بوسيله پمپ الكتريكي به مخزن ذخيره که عايق بندي شده و مي تواند دوجداره نيز باشد منتقل می شود.

كلكتورهای تحت خلا Evacuated-tube collectors

اين کلکتور از تعدادي لوله دو جداره شفاف موازي تشکيل شده است که در داخل آن يک تيوب با پوششی از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضای بين دو جداره خارج گرديده وخلا ايجاد شده از اتلاف حرارت جلوگيری می کند. مزيت اين نوع كلكتور توانايي در ايجاد دمای بالاتر مي‌باشد.

مزایای استفاده از آبگرمکن های خورشیدی

حفاظت محیط زیست

جلوگیری از افزایش گرمای کره زمین

ذخیره منابع انرژی تجدید ناپذیر

کاهش هزینه های انرژی گرمایی

افزایش ضریب اطمینان و ایمنی

کاربرد آسان و راحت

دسترسی همیشگی به منبع انرژی

نوشته قسمت های اصلی یک آبگرمکن خورشیدی اولین بار در صنعتکده آبگرمکن خورشیدی ، خرید آبگرمکن خورشیدی پدیدار شد.

انواع کلکتور آبگرمکن خورشیدی

کلکتور تخت خورشیدی در آبگرمکن خورشیدی

یکی از انواع کلکتور که به طور گسترده در آبگرمکن خورشیدی مورد استفاده قرار می گیرد کلکتور موسوم به تخت هستند. کلکتور تخت دارای یک سطح جاذب گسترده و صاف هستند این موضوع کمک می کند تا بخش بیشتری از سطح آن ها در معرض تابش خورشید قرار گیرد. لوله های کوچکی به این کلکتور متصل است. سیال موجود در سیستم گرمایش خورشیدی در این لوله ها جریان یافته و حرارت جذب شده در سطح جاذب کلکتور به سیال انتقال می یابد. سطح پایینی کلکتور و وجوه آن به طور کامل با عایق حرارتی پوشانده می شود. شیشه بالا کلکتور نیز باید کاملا آب بندی و عایق گردد.

طرز کار کلکتور تخت در آبگرمکن خورشیدی

طرز کار کلکتور تخت در سیستم گرمایش خورشیدی بسیار ساده است. اما رعایت نکات فنی و تکنیکی بسیار ظریفی در ساخت این کلکتورها می تواند بازدهی عملکرد آن ها در جذب و انتقال حرارت را به میزان زیادی افزایش دهد. یکی از این نکات استفاده از فرمول بخصوص در ماده پوشش دهنده سطح جاذب حرارت است که بتواند بیشترین میزان ممکن جذب حرارت را از تابشی که به سطح آن می رسد داشته باشد و همچنین کمترین میزان تشعشع ممکن را نیز ایجاد نماید. دومین نکته در مورد شیشه بالای سطح کلکتور آبگرمکن خورشیدی است که علاوه بر محکم بودن در برابر ضربه باید بیشترین تابش گرمازا را به داخل کلکتور عبور داده و مانع خروج تابش خروجی از کلکتور گردد.

انواع کلکتور آبگرمکن خورشیدی ، ساختار کلکتور صفحه تخت

سیستم مخرن – کالکتور یکپارچه

این سیستمها که معروف به سیستمهای ICS یا سیستم های دسته ای هستند. که شامل یک یا چند مخزن یا تعدادی لوله تیره در یک باکس مستطیلی عایق دار هستند. آب سرد در ابتدا از طریق کالکتور خورشیدی میگذرد که آب را پیش گرم می کند. سپس، آب به سمت آب گرم کن پشتیبان هدایت می شود. و منبع قابل اطمینان تامین آب گرم هستند. این آب گرم کن ها باید فقط در آب و هوای نه چندان سرد نصب شوند چون لوله های فضای باز در آب و هوای سرد و خشک یخ می زنند.

کالکتور خورشیدی لوله در شرایط خلاء

یکی دیگر از انواع کلکتور که در سیستم گرمایش خورشیدی استفاده می شود کلکتور خورشیدی لوله خلا می باشد. این کلکتور دارای یک سطح جاذب دراز و نازک هستند که داخل یک لوله شیشه ای قرار گرفته است. هوای داخل لوله شیشه ای تخلیه شده است و خلا ایجاد شده عایق بسیار مناسبی را برای حرارت ایجاد می کند. عملکرد کلکتور لوله خلا در آبگرمکن خورشیدی بسیار شبیه فلاسک هاییست که برای گرم نگه داشتن آب استفاده می شوند. که شامل چند ردیف لوله شیشه ای شفاف هستند که بصورت موازی قرار گرفته اند. هر لوله دارای یک لوله شیشه ای بیرونی و یک لوله  جاذب  فلزی متصل به یک پره است. پوشش پرّه ، انرژی خورشیدی را جذب می کند و جلوی افت حرارت تابشی را می گیرد.

کلکتور سهموی خورشیدی در آبگرمکن خورشیدی

آخرین نوع از کلکتور خورشیدی ، کلکتور سهموی هستند که شکلی بشقاب مانند دارند. کلکتور سهموی در آبگرمکن خورشیدی ، با متمرکز کردن تابش خورشید بر روی یک جاذب کوچک پتانسیل جذب حرارت خورشید توسط آن را افزایش می دهند. استفاده از این نوع از کلکتور سیستم گرمایش خورشیدی خانگی بسیار نادر است. عموما در مقیاس های بزرگ برای تهیه بخار برای توربو ژنراتورها در نیروگاه های خورشیدی از کلکتورهای سهموی استفاده می شود.

انواع کلکتور آبگرمکن خورشیدی ، ساختار آبگرمکن خورشیدی لوله خلاء

اجزای اصلی یک آبگرمکن خورشیدی خانگی بدین شرح است:

• کلکتور خورشیدی که حرارت را از تابش خورشید جذب نموده و به سیال حامل انرژی در آبگرمکن خورشیدی منتقل می نماید.

• سیال حامل انرژی که عموما آب بوده و حرارت را از کلکتور سیستم گرمایش خورشیدی برای ذخیره سازی یا استفاده جذب می کند.

• مبدل حرارتی برای انتقال گرما بین سیال حامل گرما و آبگرم مصرفی بهداشتی.

• پمپ هایی که از آن ها برای انتقال سیال حامل انرژی در کلکتور آبگرمکن خورشیدی و مبدل حرارتی همچنین در برخی مواقع برای انتقال آبگرم مصرفی بهداشتی استفاده می شود.

• کنترل برای روشن کردن پمپ ها در مواقع لزوم.

چرا آبگرمکن خورشیدی به سیستم پشتیبان نیاز دارد؟

اکثر آب گرمکن های خورشیدی به مخزن ذخیره کاملا عایق کاری شده نیاز دارند. مخازن ذخیره  خورشیدی دارای خروجی اضافی و ورودی متصل به کالکتور هستند. آب گرمکن خورشیدی در سیستمهای دو مخزنی آب را قبل از ورود به آب گرم کن، پیش گرم می کنند. گرم کن پشتیبان در سیستم های تک مخزنی با ذخیره خورشیدی در یک پکیج قرار می گیرند.سیستمهای آبگرمکن خورشیدی همیشه به سیستم پشتیبان برای روزهای ابری و ساعات افزایش تقاضا نیاز دارند. آبگرمکن های مخزنی معمولاً به عنوان پشتیبان به کار میروند. که ممکن است به عنوان بخشی از کل پکیج سیستم خورشیدی باشند. سیستم پشتیبان نیز بخشی از کالکتور خورشیدی مثل مخازن بام بالایی با سیستمهای ترموسیفون است. چون سیستم مخرن-کالکتور یکپارچه آب گرم را علاوه بر جمع کردن حرارت خورشیدی ذخیره می کند ممکن است با مخزن یا آبگرمکن مورد تقاضا برای پشتیبانی به کار بروند.

در خرید آبگرمکن خورشیدی به چه نکاتی باید توجه کنیم؟

قبل از اینکه آبگرمکن خورشیدی بخرید و نصب کنید به موراد زیر توجه کنید:

قیمت و بازده انرژی سیستم آبگرمکن خورشیدی

ارزیابی تابش خورشیدی در موقعیت ساختمان شما

تعیین سایز صحیح سیستم

تحقیق و بررسی در مورد استانداردها، اصول و قوانین محلی

نوشته انواع کلکتور آبگرمکن خورشیدی اولین بار در صنعتکده آبگرمکن خورشیدی ، خرید آبگرمکن خورشیدی پدیدار شد.

عملکرد کلکتورهای آبگرمکن خورشیدی خانگی چگونه است؟

سیستم کامل برای آبگرمکن خانگی فقط از یک کلکتور بسته برای حرارت دادن آب استفاده نمی کند. دستگاه های دیگر مانند تانکر ذخیره سازی آب، پمپ و دستگاه کنترل هوشمند نیاز می باشد تا جریان آب داغ لازم تضمین شود که ما از سیستم های معمولی انتظار داریم.

چرا آبگرمکن خورشیدی خانگی نیاز به یک منبع ذخیره دارد؟

یک سیستم بسیار ساده آبگرمکن خورشیدی را می توان از تانکر پر از آب سیاه رنگ که در معرض تابش نور خورشید قرار می گیرد ساخت. اگر تانکر بالاتر از شیر آب نصب شده باشد آبگرم را بدون استفاده از هیچ دستگاه دیگری می توان مورد استفاده قرار داد. یک مثال در این رابطه دستگاه دوش خورشیدی است که به صورت یک دستگاه یکپارچه فروخته می شود. در اصل آن یک کیسه سیاه رنگ آویزان شده به شاخه بلند درخت می باشد. اگر این کیسه به مدت چند ساعت در معرض تابش خورشید قرار گیرد، می توان با آبگرمکن خورشیدی یک دوش گرفت

ولی این سیستم نیز معمول روزانه را نمی تواند فراهم آورد. بعد از اینکه کیسه خالی شد دوباره باید با دست آن را از آب پر کرد. برای برطرف کردن این عیب کیسه و شیر آب را می توان با فشار به هم متصل ساخت و سپس یک شیلنگ را می توان به آن متصل ساخت تا آب آن به طور خودکار تأمین شود، بهینه سازی کردن بیشتر کلکتور خورشیدی با کارآیی بالا در تمام طول سال می تواند جایگزین کیسه شود. ولی محتوای کلکتور فقط برای یک دوش گرفتن خیلی کوتاه کافی می باشد و درجه حرارت آب خیلی بالا خواهد بود. بنابراین تانکر ذخیره سازی لازم می شود. دو سیستم برای متصل کردن تانکرهای ذخیره آب داغ به سیستم های گرمایش خورشیدی استفاده می شود.

آبگرمکن خورشیدی خانگی چگونه کار می کند؟

سیستم های آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی چگونه کار می کنند؟

سیستم های ترموسیفون از نیروی گرانش استفاده می کند. آب سرد دارای با چگالی خاص بالاتر نسبت به آب گرم می باشد. بنابراین آن سنگین تر است و در کف مخزن قرار می گیرد. کلکتور همیشه زیر تانکر ذخیره آب قرار داده می‌شود. آب سرد از کف تانکر ذخیره سازی به کلکتور خورشیدی از طریق لوله پایین روند آب هدایت می شود.

وقتی کلکتور آب را داغ کرد، آن دوباره بالا می آید و از طریق یک لوله بالا رونده در انتهای بالایی کلکتور برگردانده می شود. چرخه آب تانکر لوله های آب و کلکتور آب را حرارت می دهند تا اینکه تعادل درجه حرارتی به دست آید. اکنون مصرف کننده می‌تواند آب داغ را از بالای تانکر مورد استفاده قرار دهد. آب مصرف شده با جریان آب تازه از آب سرد از طریق قسمت ورودی در کف تانکر جایگزین می شود.

آبگرمکن خورشیدی خانگی تحت فشار چگونه کار می کند؟

برعکس سیستم های ترموسیفون، سیستم های جریان تحت فشار از یک پمپ برقی برخوردار هستند تا آب را در سیکل خورشیدی حرکت دهند. کلکتور و تانکر ذخیره سازی را می توان به طور جداگانه نصب کرد و تفاوت ارتفاع بین تانکر و کلکتور دیگر نیاز نمی باشد. ولی طول لوله ها باید تا حد ممکن کوتاه در نظر گرفته شود چون تمام لوله های آب گرم می توانند باعث اتلاف حرارتی شوند.

دو سنسور درجه حرارتی دماها در کلکتور خورشیدی و تانکر ذخیره آب را کنترل می‌کنند. اگر درجه حرارت کلکتور بالاتر از درجه حرارت تانکر تا میزان از آستانه خاص باشد کنترل پمپ را روشن می سازد. پمپ مایع انتقال حرارت سیکل خورشیدی را جابجا می سازد. تفاوت درجه حرارت روشن سازی به طور نرمال بین ۵۰ و۱۰ درجه سانتی گراد است. اگر تفاوت درجه حرارت به زیر آستانه ثانویه کاهش داشته باشد، کنترل دوباره پمپ را خاموش می نماید.

آبگرمکن خورشیدی خانگی چگونه کار می کند؟

نوشته آبگرمکن خورشیدی خانگی چگونه کار می کند؟ اولین بار در صنعتکده آبگرمکن خورشیدی ، خرید آبگرمکن خورشیدی پدیدار شد.