طريقة عمل سخان الماء ومكوناته

التسخين والتدفئة, سخانات الطاقة الشمسية

محتوي عناصر المقال إخفاء

1 ما هو سخان المياه الشمسي

2 مكونات السخان الشمسي

2.1 المجمعات الشمسية:

2.2 خزان معزول عزل حراري:

2.3 هيكل تثبيت معدني:

2.4 ملف تسخين كهربائي احتياطي Auxiliary Electric Heater:

3 طريقة عمل سخان الماء

4 تركيب السخان الشمسي

4.1 تركيب مجمعات الطاقة الشمسية على السطح:

4.2 تثبيت خزان التخزين والتبادل الحراري بجوار سخان المياه التقليدي:

4.3 تركيب الأنابيب والمضخات:

4.4 تثبيت أنابيب المياه :

4.5 تثبيت عناصر التحكم

4.5.1 المراجع

طريقة عمل سخان الماء الشمسي غير معقدة حيث أن تسخين الماء بواسطة الشمس هي أول طريقة تم اللجوء إليها لتسخين المياه من قديم الزمن، وذلك لأنها هي مصدر الحرارة الوحيد المتاح في هذا الوقت لتسخين المياه، في هذا الموضوع نعرض لكم طريقة عمل سخان الماء الشمسي ومكوناته.

تعرف على أسعار السخانات الشمسية للبيع 2020

ما هو سخان المياه الشمسي

قبل أن نعرض عليكم طريقة عمل سخان الماء نعرض عليكم أولًا ما هو السخان الشمسي:

سخان الطاقة الشمسية ببساطة هو حل فعال للحصول على المياه الساخنة عن طريق تحويل أشعة الشمس إلى حرارة وتخزينها لاستخدامها في أي وقت من أوقات اليوم، كما أنها تُعرف أيضًا باسم الألواح الشمسية، وهذه الألواح الشمسية تختلف كليًا عن الألواح الضوئية التي تستخدم من أجل إنتاج الكهرباء.

مكونات السخان الشمسي

نوضح لكم في ما يلي مكونات السخان الشمسي التي تتم من خلالها طريقة عمل سخان الماء:

المجمعات الشمسية:

وهي التي تقوم بتجميع أشعة الشمس فترتفع درجة حرارتها، وتعتبر أكثر اللواقط المستخدمة انتشاراً هي المسطحة Flat Plate Collectors ولواقط الأنابيب المفرغة Vacuum Tubes Collectors.

خزان معزول عزل حراري:

وهو وظيفته كما ذكرنا مسبقًا الاحتفاظ بالمياه الساخنة لاستخدامها في كل وقت، لذلك فإن سعة الخزان تبداء من 100 لتر وحتى 500 لتر في الاستخدامات المنزلية.

هيكل تثبيت معدني:

وهو وظيفته حمل المجمعات الشمسية و الخزان معا، لذلك يجب أن يتم التثبيت بما يحقق زاوية ميل مثالية كما هو الحال في الألواح الشمسية.

ملف تسخين كهربائي احتياطي Auxiliary Electric Heater:

تتراوح قدرة هذا الملف بين 2 و 4 كيلو وات ساعة لمعظم الأستخدامات المنزلية، ويعمل بصورة تلقائية بواسطة حساس يقوم بقياس درجة حرارة المياه في الخزان، ويتم استخدام هذا المصدر التقليدي للكهرباء في الشتاء أو في حال زيادة كبيرة ومؤقتة في استهلاك المياه مع عدم وجود لواقط شمسية كافية.

طريقة عمل سخان الماء

في ما يلي نوضح لكم طريقة عمل سخان الماء الشمسي:

تعتمد طريقة عمل سخان الماء الشمسي على تحويل طاقة الشمس إلى طاقة حرارية من خلال السخان الشمسي، حيث تتم عملية تسخين المياه بواسطته باستخدام أشعة الشمس فقط.
في طريقة عمل سخان الماء الشمسي يتم تثبيت السخان الشمسي أعلى المباني بزاوية ميل معينة ويتم توصيله بخط المياه البارد والساخن بالمنشأ ليقوم بمهمة تسخين المياه.
تقوم السخانات الشمسية بتقديم توفيرًا كبيراً في الطاقة مع الحفاظ على نسبة الاكسجين الطبيعية، وذلك لأن يتم استخدام ألواح من ضمن مكونات السخانات الشمسية.
تقوم مجمعات التجميع التي تسمى أيضًا أنظمة التخزين المجمعة المتكاملة (ICS) بتسخين المياه في خزانات أو أنابيب داكنة داخل صندوق معزول، وتخزين المياه حتى يتم سحبها.
يمكن أن يبقى الماء في المجمع لفترات طويلة إذا كان الطلب المنزلي منخفضًا مما يجعله ساخنًا جدًا.
صمام التقسية هو الحماية من السمط عند الصنبور، ويمتزج صمام التقسية بالماء البارد لتقليل درجة حرارة الماء قبل توصيله إلى الصنبور.
مجمعات الدُفعة غير متوافقة مع أنظمة التداول ذات الحلقة المغلقة، وبالتالي لا يوصى بها بشكل عام في المناخات الباردة.
تتكون جامعات الألواح المسطحة عادةً من أنابيب نحاسية مركبة على ألواح ممتصة.
التكوين الأكثر شيوعًا هو سلسلة من الأنابيب المتوازية المتصلة عند كل طرف بواسطة أنبوبين، مشعبات المدخل والمخرج.
مجموعة اللوحة المسطحة موجودة داخل صندوق معزول ، ومغطاة بالزجاج المقسى.
عادة ما يتم تجميع جامعي الألواح المسطحة لاحتواء 40 غالونًا من الماء.
يوفر جامعان ما يقرب من نصف الماء الساخن اللازم لخدمة أسرة مكونة من أربعة أفراد.
صورة جامع الأنبوب المفرغ بالطاقة الشمسية جامعي الأنبوب المفرغ هم أكثر المجمعات كفاءة المتاحة.
كل أنبوب مفرغ يشبه الترمس من حيث المبدأ، ويحيط بأنبوب زجاجي أو معدني يحتوي على الماء أو سائل نقل الحرارة أنبوب زجاجي أكبر، الفراغ بينهما فراغ لذلك يتم فقدان القليل جدًا من الحرارة من السائل.
يمكن لهذه المجمعات أن تعمل بشكل جيد في ظروف الغيوم وتعمل في درجات حرارة منخفضة تصل إلى -40 درجة فهرنهايت.
يتم استبدال الأنابيب الفردية حسب الحاجة.
يمكن أن تكلف جامعات الأنبوب المفرغة ضعف التكلفة لكل قدم مربع مثل جامعي الألواح المسطحة.

تركيب السخان الشمسي

تركيب السخان الشمسي عامل هام من عوامل طريقة عمل سخان الماء الشمسي بفاعلية، لذلك نوضح لكم فيما يلي معلومات حول تركيب السخان الشمسي:

تركيب مجمعات الطاقة الشمسية على السطح:

عند تركيب المجمعات، قم بعمل أقل عدد ممكن من خروم السقف، في بعض الحالات يمكن تركيب المجمعات على السقف وتشغيل الأنابيب من خلال جدار عمودي بدلاً من السقف، كذلك يمكن تفادي التسرب باستخدام السيليكون مع خروم السقف، سيزود المصنعون المختلفون أجهزة مختلفة قليلاً لتركيب المجمعات على السطح، لذلك يجب ان تعرف وتتبع تعليمات الشركة المصنعة بعناية.

بعد ذلك يتم تحديد العوارض الخشبية التي ستقوم بربط جامعيها، قد تتمكن من القيام بذلك باستخدام أداة البحث عن المسامير، أو قد تضطر إلى الذهاب داخل مساحة العلية وحفر حفرة صغيرة بجوار الخشبة لتحديد موقعها، قم بحفر الحفرة ثم قم بتمرير سلك صغير خارج الحفرة للمساعدة في تحديد موقعه من الخارج. تذكر أن تغلق الحفرة بمانع تسرب السيليكون.

تثبيت خزان التخزين والتبادل الحراري بجوار سخان المياه التقليدي:

ضع خزان تخزين الطاقة الشمسية بالقرب من سخان المياه التقليدي، إذا كان المبادل الحراري داخليًا لخزان التخزين، فتأكد من إمكانية الوصول إلى وصلات حلقة الجليكول بالمبادل الحراري ووصلات الماء البارد والساخن.

تركيب الأنابيب والمضخات:

في معظم الأنظمة لا تكون الأنابيب لحلقة الجليكول أكبر من الأنبوب بوصة، قم بتجميع حلقة الجليكول بالكامل بدون لحام حتى تتأكد من أن الحلقة بأكملها متناسقة معًا، ثم لحام الحلقة بأكملها.

تأكد من تثبيت النقابات في المضخة، لذلك إذا احتاجت إلى استبدالها، فيمكن استبدالها دون قطع الأنابيب.

يجب تثبيت المضخة في الجزء السفلي من حلقة الجليكول وذلك بتوصيل مخرج المضخة بالأنابيب المؤدية إلى مجمعات الطاقة الشمسية على السطح.

يجب تثبيت صمام الفحص عند مخرج المضخة بحيث عندما يتم إيقاف تشغيل المضخة، لن يتدفق الجليكول إلى الخلف حول الحلقة لذلك يجب تركيب خزان تمدد، ويجب تركيب مقياس ضغط لمراقبة الضغط في حلقة الجليكول.

يجب أيضًا تركيب صمام تخفيف الضغط في حلقة الجليكول

ويجب توصيل المخرج من صمام تخفيف الضغط إلى البالوعة، ويجب أن يكون صمام تنفيس الضغط هذا صمام تنفيس للغلاية، ويجب ألا يزيد ضغط التشغيل عن 30 رطل / بوصة مربعة.

تثبيت أنابيب المياه :

قم بتسخين طاقة الماء البارد في المنزل إلى مدخل خزان التخزين الشمسي ، ومخرج خزان التخزين الشمسي إلى مدخل سخان الماء التقليدي.

ثم تركيب الصمامات والنقابات على مداخل ومنافذ الخزانات.

إذا اخترت استخدام الحمل الحراري الطبيعي، يجب عليك استخدام ماسورة كبيرة – نحاس على الأقل 1-1 / 4 “- للحصول على تدفق كاف من خلال المبادل الحراري.

إذا اخترت تركيب مضخة لدفع المياه من خلال المبادل الحراري، يمكن استخدام أنابيب النحاس.

تثبيت عناصر التحكم

يجب تثبيت وحدة التحكم التفاضلية لاستشعار اختلاف درجة الحرارة بين الماء في الجزء السفلي من خزان التخزين الشمسي والجليكول في الجزء العلوي من المجمعات الشمسية، يمكن توصيل أجهزة الاستشعار بالأنابيب باستخدام مشابك الخرطوم.

وبهذا نكون وضحنا لكم طريقة عمل سخان الماء.