آبگرمکن خورشیدی مناسب برای خانواده 4 نفره

آبگرمكن های خورشيدی كه طی سال‌های اخير وارد كشور شده اند، با توجه به داشتن كلكتور خورشيدی گردآورنده، منبع ذخيره آب و ساير لوازم و ابزارهای مناسبی برای صرفه‌جويی در مصرف سوخت هستند. با توجه به اینکه آبگرمکن های خورشیدی دارای مخازن ذخیره آب هستند می خواهیم بدانیم آبگرمکن خورشیدی مناسب برای خانواده 4 نفره چه نوع آبگرمکنی می باشد؟ برای اینکه به پاسخ این این سوال برسید تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.

ویژگی های آبگرمکن خورشیدی مناسب برای خانواده 4 نفره

اندازه آبگرمکن خورشیدی بر حسب آب مصرفی و تعداد افراد خانوار تعیین می‌شود. مساحت کلکتور مورد نیاز باید برابر ۲ متر مربع برای یک خانوار ۴ نفره در نظر گرفته شود و بازای افزایش هر یک نفر به افراد خانواده ۰/۷ متر مربع در مناطق آفتابی و ۱/۱ الی ۱/۳ متر مربع در مناطق با شدت تابش کمتر به مساحت کلکتور افزود. ظرفیت تانک های ذخیره نیز معمولا ۱۶۰-۲۲۰-۳۰۳-۴۵۴ لیتر ر نظر گرفته می‌شود. به طور معمول یک تانک کوچک با ظرفیت ۱۶۰ الی ۲۲۰ لیتر، آب گرم مورد نیاز یک خانواده ۱ تا ۴ نفره را تامین می کند. تانکی متوسط با ظرفیت ۳۰۰ لیتر، آبگرم مورد نیاز یک خانواده ۳ تا ۴ نفره را فراهم می آورد. به طور کلی ظرفیت آبگرمکن های خورشیدی بر مبنای ۶۰ لیتر آبگرم روزانه ۶۰ درجه سانتیگراد برای هر نفر محاسبه می‌شود.

تعداد کلکتور خورشیدی لازم برای آب گرم یک واحد مسکونی یک خانواده 4 نفره :

محاسبه تعداد کلکتور مورد نیاز بستگی به تعداد نفرات، میزان آب مصرفی در روز و میزان تابش خورشید در آن منطقه دارد. ولی با یک حساب سرانگشتی برای یک خانواده 4 نفره تقریبا چهار متر مربع کلکتور در نظر گرفته می شود.

آبگرمکن خورشیدی مناسب برای خانواده 4 نفره

آبگرمکن خورشیدی مناسب برای خانواده 4 نفره

چه مقدار فضا برای نصب آبگرمکن خورشیدی لازم است؟

فضای مورد نیاز بستگی به تعداد کلکتور دارد. بطور تقریبی معمولا به ازای هر نفر یک متر مربع فضا نیاز می باشد.

اجزای تشکیل دهنده آبگرمکن خورشیدی

در مناطق كويری معمول‌ترين و متداول‌ترين سيستم آبگرمكن خورشيدی متشكل از يك كلكتور (صفحه تخت جاذب و لوله‌های متصل به آن) است كه انرژی تابشی خورشيد را جذب كرده و گرماي حاصل را به آب در حال جريان از داخل لوله‌ها منتقل میكند كه اين آب به‌طور مستقيم (سيستم باز) و يا از طريق يك مبدل حرارتی خورشيدی (سيستم بسته) در داخل مخزن عايق‌ كاری شده ذخيره می شود و اين سيستم قابليت تأمين آب گرم در طول شبانه‌روز را دارد.

چرا آبگرمکن خورشیدی بخریم؟

آبگرمکن خورشیدی به شرطی كه طراحي مناسب داشته باشد و در مكان مناسب نصب شود، 10ماه از سال قابل ‌استفاده است. اين آبگرمكن ها مواقعی از سال كه نور خورشيد كم است با برق هم كار می كنند؛ براي اين منظور تنها با فشار دادن يك دگمه اين آبگرمكن تبديل به آبگرمكن برقی می شود و آب گرم موردنياز تامين می شود.

علاوه بر آن، آبگرمكن های ياد شده قابليت اتصال به دستگاه‌های حرارت مركزی را نيز دارند. نگهداری اين آبگرمكن ها بسيار ساده و حتی از نگهداری ساير آبگرمكن ها راحت‌تر است. فقط در نقاط كويری و بادخيز ايران بايد هرچند هفته يك‌بار شيشه‌های كلكتورها تميز شوند، در صورت شكستن شيشه‌ها به هر دليلي اين شيشه‌ها به راحتی تعويض مي‌شوند.

اين آبگرمكن ها كه 10 تا 20سال عمر دارند، بسيار ايمن هستند و خطراتي مانند آتش‌سوزی و نشت گاز يا نفت را ندارند. استفاده از نور خورشيد به‌جای نفت، گاز و غيره، دو حسن عمده دارد: اول اينكه هزينه استفاده از آن بسيار كمتر از ساير انرژی ها است و دوم اين كه به محيط ‌زيست صدمه‌ای وارد نمی كند. پس با خرید آبگرمکن های خورشیدی می توانیم از تمام مزایای این نوع کالا بهره مند شویم.

آبگرمکن خورشیدی برای چه مکان هایی مناسب می باشد؟

آبگرمكن خورشيدی در تامين آب گرم مصرفی منازل، ويلاها، هتل‌ها ، بيمارستان‌ها، مدارس، رستوران ها، استخرها، حمام‌ها و… به عنوان مصرف اصلی و يا مكمل در سيستم گرمايشی مانند رادياتورها و… كاربرد دارد. امروزه كيفيت و كارايی برتر سيستم های آبگرمكن خورشيدی براساس ميزان قدرت جذب انرژی تابشی و همچنين مقدار سطح اتصال ورقه‌های جاذب ولوله‌های متصل به آن‌ها سنجيده می شود.

عمر مفید آبگرمکن های خورشیدی چقدر است؟

معمول عمر مفید که توسط کارخانه های سازنده برای این سیستم ها درنظر گرفته می شود بین 15 الی 20 سال باشد. این طول عمر بستگی به نگهداری از سیستم و تمیز نگه داشتن پنل ها نیز دارد.

نحوه کارکرد آبگرمکن خورشیدی برای آب مصرفی یک خانواده 4 نفره در هوای ابری

لازم به توضیح که آب در آبگرمکن های خورشیدی تنها از طریق نور مرئی خورشید گرم نمی شود بلکه تابش غیرمرئی نیز توسط سیستم جذب شده و آب را گرم می کند ولی در این حالت دمای آب خروجی کاهش خواهد یافت. برای این سیستم مخزن دوجداره عایق شده در نظر گرفته می شود که می تواند دمای آبگرمی که از روز های قبل ذخیره شده است را تا 72 ساعت بدون تغییر دما حفظ کند. در نتیجه این کار باعث می شود که در شب و روز ابری نیز امکان استفاده از آب گرم وجود داشته باشد.تانکی متوسط با ظرفیت ۳۰۰ لیتر، آبگرم مورد نیاز یک خانواده ۳ تا ۴ نفره را فراهم می آورد. به طور کلی ظرفیت آبگرمکن های خورشیدی بر مبنای ۶۰ لیتر آبگرم روزانه ۶۰ درجه سانتیگراد برای هر نفر محاسبه می‌شود.

آیا امکان نصب و خرید آبگرمکن خورشیدی در آپارتمان هایی که قبلا ساخته شده  وجود دارد؟

برای نصب آبگرمکن های خورشیدی در ساختمان هایی که قبلا احداث شده به موارد زیر نیاز است :

  • فضای کافی برای نصب کلکتورها
  • امکان لوله کشی وعبور لوله بین محل کلکتور و محل مخزن
  • فضای کافی جهت نصب مخزن و قابل نصب در موتورخانه یا بالکن برای ساختمان های دارای سیستم مستقل حرارتی

لازم به ذکر که اگر بخواهیم از آبگرمکن های خورشیدی ترموسیفونی استفاده نمائیم کل سیستم روی بام خانه قرار می گیرد و فقط لازم است امکان عبور یک لولۀ رفت و یک لولۀ برگشت بین بام و مصرف کننده ها وجود داشته باشد.

آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی را در کجا باید نصب کنیم؟

آبگرمکن خورشیدی ترموسیفونی را باید در بالاترین نقطه ساختمان نصب کرد تا با استفاده از اختلاف ارتفاع آن تا محل مصرف، فشار آب بالا رود.

 آبگرمکن خورشیدی تحت فشار چه مزایایی برای مناطق مسکونی دارد؟

این سیستم را می توان در هر نقطه از ساختمان نصب نمود و با استفاده از فشار آب شهر، آب گرم با فشار مناسب را در اختیار داشت. با توجه به ساختار آن می توان در مناطق با دماهای زیاد پایین هم از آن استفاده کرد.

آبگرمکن خورشیدی خانگی چگونه کار می کند؟

آبگرمکن خورشیدی خانگی چگونه کار می کند؟ گرم کردن آب خانگی نسبت به گرم ساختن آب استخر از درجه حررات بالاتری برخوردار است. جذب کننده های ساده استفاده شده برای گرمایش استخر شنا که در اکثر مکان ها وجود دارند برای سیستم های آبگرمکن خورشسیدی خانگی مناسب نیستند، چون جذب کننده به خاطر convection، باران و برف حرارت را از دست می‌دهند، همینطور پرتودهی خورشید می تواند بسیار نامطلوب باشد. سیستم آبگرمکن خانگی به طور خاص از کلکتورهایی استفاده می کند که دارای اتلاف خیلی پایین تر در درجه حرارت های بالاتر آب می باشند. آنها یا به صورت مسطح، سطح مسطح تو خالی یا کلکتورهای لوله ای تو خالی می باشند و با سیستم های ذخیره سازی کلکتور تلفیق می شوند. آبگرمکن خورشیدی با توجه به هزینه های نگهداری کم بسیار مورد استقبال قرار گرفته اند، بنابراین با یکبار هزینه برای خرید آبگرمکن خورشیدی شما برای سالهای طولانی به صورت رایگان آب گرم خواهید داشت.

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.

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.