این فایل پاورپوینت شامل 68 اسلاید بوده و در مورد آبگرمکن های خورشیدی می باشد.

انواع کلکتورهای خورشیدی
کلکتور‌های 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. این صفحه، جاذب انرژی حرارتی خورشید است. در زیر صفحه، لوله‌های کوچکی قرار گرفته که آب یا سیال انتقال حرارت در آن‌ها جریان دارد. اطراف کلکتور به منظور کاهش اتلاف حرارتی عایق بندی شده است. روی سطح جعبه نیز از پلاستیک شفاف یا شیشه پوشیده شده است.

کلکتورهای تحت خلا Evacuated-tube collectors
این کلکتور از تعدادی لوله دو جداره شفاف موازی تشکیل شده است که در داخل آن یک تیوب با پوششی از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضای بین دو جداره خارج گردیده وخلا ایجاد شده از اتلاف حرارت جلوگیری می‌کند. مزیت این نوع کلکتور توانایی در ایجاد دمای بالاتر می‌باشد.

کلکتورهای سهموی Concentrating collectors
این کلکتور‌ها سطح آینه ای داشته و برای تجمع انرژی خورشیدی بر روی تیوب جاذب که شامل سیال انتقال حرارت است، به‌کار می‌رود.

مکانیزم عمل آبگرمکن چیست؟

اصلی ترین قسمت آبگرمکن خورشیدی مجموعه لوله هایی است به نام کلکتور collector که تشکیل شده از یک استوانه شیشه ای که روی سطح آنرا یک ترکیب خاص تیره رنگ پوشانده که اشعه آفتاب آنرا بشدت داغ می کند.

در داخل این استوانه آب جریان دارد که گرمای استوانه را جذب کرده و گرم میشود برای جلوگیری از دست رفتن گرمای استوانه تیره رنگ، آنرا در داخل استوانه شیشه ای بزرگتری قرار داده اند که شفاف است و بین این دو استوانه خلا است .خلا عایق کاملی است و اجازه نمی دهد گرمای استوانه داخلی به استوانه خارجی برسد و تلف شود .

آبگرمکن خورشیدی چیست؟

به طور کلی آبگرمکن های خورشیدی دو دسته اند 1- صفحه ای 2- استوانه ای
در سیستم صفحه ای که قدیمی تر است و بازده کمتری دارد باید اشعه آفتاب عمود بر صفحه بتابد تا بیشترین جذب را داشته باشد.
اما در سیستم لوله ای استوانه های موازی در هر فصل و هر ساعتی از روز در هر زاویه ای که اشعه خورشید دارد می توانند اشعه آفتاب را جذب کنند و بنابراین حتی تا دمای جوش قابلیت افزایش دما دارند . سیستم صفحه ای کم کم از دور خارج می شود .

مکانیزم عمل آبگرمکن چیست؟

آیا در زمستان که دمای هوا پایین است باز هم آب را گرم می کند؟
در زمستان با سه مسئله روبرو هستیم :
الف)زاویه مایل تابش خورشید
ب)دمای پایین هوا
ج) روزهای کوتاه

زاویه قرار گیری تیوبها نسبت به افق طوری است که در زمستان اشعه مایل خورشید کاملاً بر آن عمود می شود و بنابراین حتی بهتر از تابستان در واحد زمان اشعه خورشید را جذب می کند.
این آبگرمکن به دلیل سیستم عایق بندی قوی مشکلی با دمای پایین هوا ندارد با وجود وکیوم یا خلا بین دو جداره تیوبها و لایه ضخیم پلی اورتان جداره تانکها تقریباً هیچ گرمایی از سیستم خارج نمی شود .

اشعه زمستان با اشعه تابستان فرقی نمی کند ،اما بدلیل کوتاهی طول روز ها و ابر بیشتر دمای حداکثری آب نسبت به تابستان پایین تر و حدود 70 تا 75 درجه خواهد بود .

در هوای ابری چطور؟
در هوای ابری باز هم کلکتور ها اشعه پراکنده در فضای روز را جذب می کنند و طبق آمار هوا شناسی تعداد روزهایی کاملا ابری در سال در حدود 13 درصد است که با توجه به قابلیت حفظ دمای آبگرمکن بعلت عایقبندی پیشرفته آن هرگز آب این آبگرمکن سرد نمیشود حتی شبهای زمستان

آبگرمکن های خورشیدی

آبگرمکن های خورشیدی را می توان از نظر نوع کارکرد به دو دسته عمده تقسیم بندی نمود:

آبگرمکن های ترموسیفونی (سیستم با گردش طبیعی)
آبگرمکن های پمپی ( سیستم با گردش اجباری یا مدار باز)

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 می شود در اثر وجود اختلاف دما چگالی بین ابتدا و انتهای رایزر متفاوت است. این پدیده باعث بوجود آمدن خاصیت ترموسیفون می شود و بنا به این خاصیت سیال گرم به بالا حرکت کرده و به منبع ذخیره وارد می گردد.

در صورتی که سیستم Direct مستقیم باشد در این صورت سیال گرم شده همان آب مصرفی می باشد که مورد مصرف قرار خواهد گرفت و چنانچه (In direct) 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.

آبگرمکن های پمپی ( سیستم با گردش اجباری یا مدار باز):

در این دسته از آبگرمکنهای خورشیدی که معمولا 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 معمولا جهت سیستم های بزرگ به کار می رود همچنین در سیستم های خانگی نیز کاربرد دارد.

در این 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.

در این نوع از سیستم های خورشیدی به دلیل افزودن یک پمپ سیرکولاسیون به مدار گردش سیال به میزان قابل توجهی راندمان وتوان خروجی را بهبود می یابد. در این نوع سیستم منبع ذخیره جدا از کلکتورها ودر نزدیکترین مکان به محل مصرف نصب می گردد.

همچنین این سیستم مجهز به یک کنترلر دما می باشد که این کنترلر درمواقع نیاز به پمپ دستور قطع و وصل می دهد.
تامین آبگرم مصرفی – بهداشتی منازل مسکونی در هر حجمی امکان پذیر است و امکان اتصال سیستمهای خورشیدی به سیستمهای موجود در منازل مسکونی پرمصرف نظیر شوفاژخانه یا پکیج های گازی-گازوییلی، از دیگر قابلیتهای این سیستم می باشند.

سیستمهای خورشیدی در زمینه آب گرم مصرفی، حداقل امکان تامین 75% نیاز متقاضی در کل سال را دارد. این میزان بسته به اقلیم متفاوات جغرافیایی ایران، در محدوده 70% تا 90% می باشد.

مزایای آبگرمکن های خورشیدی

عملکرد آبگرمکن به صورت کاملا مستقل و تأمین کامل آب گرم مصرفی در هر ساعت از شبانه روز
امکان عملکرد به صورت پیشگرم آبگرمکن فسیلی موجود
کاهش 80-60 درصد هزینه سوخت نسبت به آبگرمکن فسیلی
راندمان عملکرد بالا
دوستدار محیط زیست
ایمنی کامل
حداقل افت دمایی آب گرم منبع درطول شبانه روز

این آبگرمکن ها عمدتا در اماکن زیر مورد استفاده قرار میگیرد:

منازل شهری و روستائی
هتل ها ، بیمارستانها ، ادارات دولتی
ورزشگاهها ، پارک ها و کمپ های تابستانی
کاخانجات و مراکز صنعتی ، کشاورزی و دامپروری ، رستورانها و بسیاری دیگر از مراکز تجاری و اداری
استفاده جهت گرم نمودن آب استخر های منازل و استخر های عمومی در تمامی فصول سال
گرمایش محیط ساختمانها ، سالن ها ، انواع سوله ها ، سالن های ورزشی ، گاوداریها ، گلخانه ها و …

سیستمهای صفحه تخت

آبگرمکنهای موجود در 2 دسته صفحه تخت (Flat plate) و لوله شیشه ای خلاء (Vacuum tube) تولید و عرضه می شوند.
وجه نامگذاری این سیستمها به نوع کلکتور بکار گرفته شده در آن باز می گردد. عموما شیوه گرمایش آب در سیستمهای صفحه تخت بصورت غیرمستقیم (Indirect) و با مخازن تحت فشار (Pressurized tanks) می باشد.

در این سیستمها کلکتورهای خورشیدی از نوع صفحه تخت می باشند. سیستمهای صفحه تخت، در هر 2 دسته سیستمهای ترموسیفون و گردش اجباری- پمپی بکار می روند.

استحکام بالا و عمر طولانی، محدوده تامین دمای آب گرم خروجی بین 60-70 درجه در فصل گرما و انطباق با اقلیم های مختلف جغرافیایی از ویژگیهای این دسته از سیستمها هستند.

عملکرد سیستم های ترموسیفون صفحه تخت

ساختار و عملکرد این دسته از آبگرمکن ها ی خورشیدی نسبتا ساده است. هر سیالی منجمله آب در صورت گرم شدن چگالی آن کاهش یافته و سبک می شود و میل دارد که به سمت بالا حرکت کرده و جای خود را به سیال سردتر بدهد. در آبگرمکنهای ترموسیفون، که به صورت شماتیک در زیر نشان داده شده است، جریان آب در داخل کلکتور به همین ترتیب انجام می شود: آب گرم از پایین کلکتور وارد آن می شود، در اثر تابش خورشید به سطح کلکتور، آب در داخل آن گرم شده و به سمت بالا حرکت می کند و آب سرد جایگزین آن می شود.

آب گرم خروجی از بالای کلکتور برای انتقال حرارت جذب شده وارد مبدل ( جداره دوم مخزن دوجداره ) شده و پس از سرد شدن مجدداً از پایین وارد کلکتور می شود و این سیکل تا زمانی که تابش خورشید برای به حرکت در آوردن آب داخل کلکتور کافی باشد ادامه می یابد. هر آبگرمکـن ترموسیفون از یک مخـزن و تعدادی کلکتور متناسب با حجم تانک تشکیل شده است.

سیستم پمپی

این نوع آبگرمکن برای تأمین آب گرم بهداشتی مصرفی یک واحد با تعداد مصرف کننده حدأکثر تعداد 4 تا 6 نفر قابل استفاده است.این سیستم ها عموما برای محلهای با سقف شیب دار یا جاهاییکه مخزن آن نیازمند به قرارگیری بغیر از پشت بام دارند، نصب می شوند.

در این روش آب در داخل کلکتور به وسیلۀ پمپ جریان می یابد و دبی جریان آب در داخل کلکتور قابل کنترل می باشد. (به وسیلۀ کنترلر )
گرمایش آب مصرفی (آب گرمکنهای خورشیدی برای منارل، ساختمانها، کارخانجات و استخرها)

آبگرمکن های خورشیدی به طوریکه از نام آنها پیداست از طریق جذب انرژی تابش خورشید توسط صفحات جاذب ( کلکتور ) عمل می نمایند و راندمان گرمایشی آنها در فصول مختلف سال و بر حسب موقعیتهای جغرافیایی متفاوت می باشد . مخزن آبگرم به گونه ای طراحی شده که آبگرم را بطور ذخیره درشبانه روز مهیا نماید و تلفات حرارتی آن تا صبح روز بعد و طلوع مجدد بسیار ناچیز باشد .
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 ملموس تر خواهد بود، بطوریکه بعد از گذشت حدود 4 الی 5 سال می توان با صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی سرمایه گذاری اولیه را مستهلک نمود . هزینه های نگهداری و تعمیرات این سیستمها بسیار پائین است. طول عمر کارکرد سیستمهای استانداد و با کیفیت فنی بالا تا 15 سال می رسد .

گرمایش فضای داخلی ساختمانها

گرمایش ساختمان توسط خورشید، اولین و اصلی ترین کاربرد انرژی خورشیدی در بخش ساختمان می باشد. سیستمهای گرمایش خورشیدی برمبنای نوع سیال هوا یا مایع، که در کلکتورهای خورشیدی گرم می شود، به دو نوع عمده تقسیم بندی می شوند. هر دو نوع از این سیستم ها تابش خورشید را جمع آوری و جذب کرده و حرارت بدست آمده از خورشید را جهت تامین بار گرمایش مستقیما” به فضاهای داخلی ساختمان ها انتقال می دهند. استفاده این سیستم ها از منبع انرژی بی پایان و ارزان خورشیدی یکی از مزایای سیستم های خورشیدی می باشد و از همه مهمتر این سیستم ها برخلاف سوخت های فسیلی تهدیدی برای محیط زیست به شمار نمی روند.

فهرست مطالب

انواع کلکتورهای خورشیدی
مکانیزم عمل آبگرمکن چیست؟
آبگرمکن خورشیدی چیست؟
مزایای آبگرمکن های خورشیدی
سیستمهای صفحه تخت
عملکرد سیستم های ترموسیفون صفحه تخت
ویژگیهای آبگرمکن خورشیدی پمپی
انواع آبگرمکن ها