چگونه آبگرمکن خورشیدی کار می کند؟

انرژی خورشیدی (Solar Energy) به گرما و نور منتشر شده از خورشید گفته می شود. از انرژی خورشیدی می توان برای گرم کردن آب و فضای داخلی ساختمان ها استفاده کرد. برای دستیابی به این هدف، اصلی ترین اقدام استفاده از جذب کننده های صفحه ای انرژی خورشیدی یا کلکتور گرمایی خورشیدی (Solar Thermal Collector) با جهت و موقعیت های ثابت است.

آبگرمکن های خورشیدی (Solar water heating) از پرتوهای خورشید برای گرم کردن آب استفاده می کنند. به این صورت که تابش نور خورشید به کلکتورهای نصب شده روی پشت بام، سبب گرم شدن مایع عبوری از کلکتورها می شود.

این کلکتورها معمولاً در دو نوع تولید و مورد استفاده قرار می گیرند:

• کلکتور‌های تخت (Flat-plate collectors)
• کلکتورهای تحت خلاء (Evacuated-tube collectors)

کلکتورهای تخت
این کلکتور ساده ترین و پُر استفاده ترین نوع کلکتور به شمار می رود. 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 رنگ های خاص است. رنگ این ورق همیشه تیره انتخاب می شود و دارای پوشش خاصی است که بتواند ضریب جذب انرژی را به حداکثر و ضریب پخش را به حداقل برساند.

کلکتورهای تخت اساساً کلکتورهای غیر متمرکز کننده ای هستند که سطح جاذب آنها مسطح می باشد. زیر صفحه، لوله های 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 و روی سطح جعبه از پلاستیک شفاف یا شیشه پوشیده شده است. برای رسیدن به دمای بالا، مجموعه ورق و لوله ها را در داخل یک جعبه عایق با روکش شیشه قرار می دهند تا با استفاده از اثر گلخانه ای بتوان حرارت بیشتری را به دام انداخت. اجزای داخلی کلکتور تخت را می توانید در تصویر زیر مشاهده نمایید.

جنس روکش سیاه معمولاً از اکسید کروم است که 99 درصد اشعه آفتاب را جذب می کند. جریان بوسیله خاصیت ترموسیفونی (Thermosiphon) یا بوسیله پمپ الکتریکی به مخزن ذخیره که عایق بندی شده و می تواند دوجداره نیز باشد منتقل می شود.

در خاصیت ترموسیفونی، سیستم فاقد پمپ های مکانیکی جهت جابجایی آب است و مشکل عمده آنها، یخ زدگی در روزهای سرد سال می باشد.

کلکتورهای تحت خلاء
این کلکتور از تعدادی لوله دوجداره شفاف موازی تشکیل شده است که در داخل آن یک تیوب با پوششی از ماده جاذب قرار دارد. هوا از فضای بین دوجداره خارج گردیده و خلاء ایجاد شده از اتلاف حرارت جلوگیری می کند. مزیت این نوع کلکتور توانایی در ایجاد دمای بالاتر می باشد.

شما می توانید اجزای داخلی این نوع کلکتورها را در شکل زیر مشاهده کنید:

1. مخزن جمع آوری
2. عایق پشم شیشه
3. لوله های مسی
4. قاب از جنس فولاد ضد زنگ
5. لوله های جذب کننده انرژی خورشیدی
6. لوله های انتقال حرارت (لوله گرمایی)

همچنین می توانید اجزای یک لوله خلاء و نحوه قرارگیری لوله حرارت در لوله خلاء را در تصاویر زیر مشاهده نمایید.

[toggle title=”برای مشاهده منابع اینجا کلیک کنید.” state=”close” ]

مقاله علمی و آموزشی «چگونه آبگرمکن خورشیدی کار می کند؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد.

[/toggle]