$hide=-page.html

$show=/search/label/

السخان الشمسي 2: انواع السخان الشمسي وتركيبها الداخلي

انواع السخان الشمسي
انواع السخان الشمسي
برغم من انه يوجد الكثير من انواع السخان الشمسي بغض النظر عن ما إذا كانت في الاسواق الغربية او في الوطن العربي ؛ إلا ان التكنولوجيا الاساسية لها بسيطة جداً ومشتركة.
تقع اشعة الشمس على سطح السخان الشمسي على اللاقط ( المجمع الشمسي Solar Collector : وهو جزئ من السخان الشمسي ) فيمتص الحرارة المتولدة من هذه الاشعة واستخدمها في تسخين المياه. والسخانات الشمسية التي يتم اضافتها على السطح المباني والمنزل لها القدرة على تنظيم وتوفير 80% من احتياجات المنزل للماء السخان.

والسخانات الشمسية إما تعمل بتقنية "السائل الناقل للحرارة Heat transfer fluid" او ان الماء البارد Cold Water يتدفق إلى انابيب نحاسية داخل المجمع فتمتص الحرارة منه. والماء الذي تم تسخينه يتم تخزينه بعد ذلك للإستخدام عند الحاجة. وإذا كانت هناك حاجة الى تسخين اضافي فانه يتم توفيرها عن طريق الكهرباء او طاقة الوقود الأحفوري من خلال بعض انظمة التسخين المياه التقليدية.

ماهي انواع السخان الشمسي ؟

سوف تجد في بعض الكتب او صفحات الانترنت تقسيمات مختلفة لإنواع السخانات الشمسية، ولكن سوف تجد هذه المصادر مشتركة في انواع انظمة التشغيل. وستجد ايضاً مصطلحات كثيرة ومختلفة يتم استخدامها للدلالة على انواع السخان الشمسي:

مثل ( النظام الطبيعي و النظام القسري ، المباشر والغير مباشر ، الفعال والغير فعال ، الدائرة المفتوحة والدائرة المغلقة .. الخ.) كل ذلك صحيح، ولكن سوف نعرض لك تقسيم لإنواع السخانات الشمسية لطريقة هي الاصح والاكثر استخداماً.

تنقسم السخانات الشمسية تنقسم إلى نوعين اساسيين هما Active System و Passive System:
انواع السخان الشمسي

انظمة Active في السخانات الشمسية

كما ذكرنا بإن هناك نوعان رئيسين في انظمة السخانات الشمسية Passive و Active ، وما يفرقهم عن بعضهم هو ان نظام Active يحتوى على مضخات ودوائر تحكم وبعض الملحقات خلافاً بالنظام Passive. ويطلق على هذا النظام "بالنظام القصري"

والانظمة الفعالة / النشطة Active في السخانت الشمسية تنقسم إلى نوعان وهما:
  • نظام التدوير المباشر Direct Circulation Systems. و
  • نظام التدوير الغير مباشر Indirect Circulation Systems.

نظام التدوير المباشر Direct Circulation Systems

يطلق على هذا النوع من انظمة السخان الشمسي مصطلح الدائرة المفتوحة Open loop ، حيث انه يحتوى على مضخة تقوم بضخ المياه المنزلية عبر المجمع الشمسي مباشرة ثم تقوم بضخها مرة ثانية بعد ذلك داخل المبنى. وهذا النوع من الانظمة يعمل بشكل جيد في مناخ المناطق الباردة.

نظام التدوير المباشر Direct Circulation Systems
نظام التدوير المباشر Direct Circulation System
النظام المباشر Direct System من السخانات الشمسية يحتوى على مجمع شمسي او اكثر يتم تثبيته اعلى اسطح المباني وبالنسبة للخزان يتم وضعه في اي مكان في المبنى. وتقوم المضخة بسحب المياه من الخزان الى المجمع ثم إرجاعها مرة اخرى.

 لذلك سمي هذا النظام بالدائرة المفتوحة Open loop لإنه تم تسخين المياه مباشرة تحت اشعة الشمس وعبر المجمع ثم تخزينه الى الخزان. ولا يحتوى هذا النظام على مبادل حراري Heat exchanger او مضاد للتجمد Anti-freeze.

ويحتوي النظام على متحكم Controller وهو عبارة عن دائرة الكترونية تقوم بإستشعار وقياس درجة الحرارة بين الماء الخارج من المجمع وبين الماء البارد داخل الخزان. وعندما تكون درجة الحرارة المياه داخل المجمع اكبر بـ 15° - 20° درجة فهرنهايت من الماء داخل الخزان يقوم هذا المتحكم بتشغيل المضخة وتستمر دورة وحركة المياه بين المجمع والخزان حتى يصل الفرق بين درجات حرارة المياه في كلاً منهما حوالي تقريباً 3° - 5° درجة فهرنهايت حينها تتوقف المضخة عن العمل.

وتستمر عملية تسخين المياه طالما ان المضخة تعمل. ويتم تثبيت صمام حماية ضد التجمد Freeze Protection Valve مع المجمع للحماية من التجمد ، بحيث كلما تقترب درجة الحرارة من التجمد يقوم "الصمام" بالفتح لتمرير الماء السخان إلى المجمع.

ويجب ان يسمح المجمع دائماً بالتصريف اليدوي من خلال إغلاق "صمامات العزل". ويتم تصميم هذا النظام بحيث يكون "صمام العزل" فوق الخزان وفتح صمامات التصريف.

وإعادة التدوير الاتوماتيكية Automatic recirculation هي وسيلة اخر للحماية من التجمد. وعندما يصل الماء في المجمع الى درجة التجمد ، يقوم المتحكم Controller بتشغيل المضخة لدقائق لتدفئة المجمع بالماء الموجود في الخزان.

مميزات نظام Direct System

  • هو انه يعمل بتقنية الدائرة المفتوحة، بتسخين المياه بشكل مباشر في المجمع تحت اشعة الشمس.
  • لا يحتوى على مبادل حرار Heat exchanger -  واكثر كفاءة في نقل الحرارة للماء.
  • احتواءه على مضخة تدوير.

عيوب نظام Direct System

  • يحتاج النظام الى ان تكون نقاء وجودة المياه جيدة لمنع التآكل.
  • نظام الحماية ضد التجمد هو عبارة عن صمامات ميكانيكية.
  • موصي به في المناخ البارد ولكن ليس المتجمد ، ومياه جودتها جيدة.
  • يحتاج إلى صيانة دورية.

 ننتقل بعد ذلك إلى النوع الثاني في انظمة Active في السخانات الشمسية

نظام التدوير الغير مباشر Indirect Circulation Systems

يحتوي هذا النظام على مضخة تدوير بدون تجمد ، ويختلف نظام الغير مباشر Indirect عن المباشر Direct فنه يحتوي على "سائل ناقل للحرارة Heat transfer fluid" عبر المجمع و "مبادل حرارة Heat exchanger" داخل الخزان،

وهم المسئولين عن عملية تسخين المياه المستخدم داخل المباني. ويعمل هذا النظام جيداً في المناطق ذات المناخ المتجمد.

نظام التدوير الغير مباشر Indirect Circulation Systems
نظام التدوير الغير مباشر Indirect Circulation Systems
وهذا النظام هو الشائع استخدامه في المناخات الشمالية، حيث المناطق ذات الطقس المتجمد والمتكرر طوال العام. يتدفق عبر المجمع سائل/محلول مضاد للتجمد ، ويقوم "مبادل الحرارة" بنقل الحرارة من هذا السائل إلى المياه في الخزان. وتتم هذه العملية في دائرة مغلفة ولا يختطلت هذا السائل بالماء.

 وانما يسير عبر المجمع فيمتص الحرارة من اشعة الشمس بشكل اكبر وينتقل عبر ذللك عبر "مبادل الحرارة" وهو عبارة عن لفائف من انابيب معدنية جيدة التوصيل وموضوعة داخل الخزان ، ليقوم بتسخين هذه الانابيب المعدنية وتنتقل الحرارة للمياه داخل الخزان. لذلك سمي هذا النظام بنظام الدائرة المغلقة Closed Loop لان عملية تسخين المياه تحدث بشكل غير مباشر وداخل انابيب مغلقة تحتوي على السائل الحراري.

ولفائف مبادل الحرارة يتم وضعها في النصف الصفلي من الخزان، كما موضح في الصورة اعلاه ⬆.

ومستشعرات Sensors درجة الحرارة بتكون مدمجة مع المجمع والخزان. لتحديد متى تعمل المضخة المسئولة عن حركة السائل داخل المجمع والمبادل الحراري. وفي تصميمات بعض هذه الانظمة بيكون مضاف له الواح شمسية لتوفير الكهرباء المستخدمة في تشغيل دائرة التحكم والمضخة.

مميزات نظام Indirect System

  • يتميز خاصية الحماية ضد التجمد من خلال السائل المضاد للتجمد.
  • تفادي المشاكل التي تحدثها المياه في الانابيب من التآكل وماشابه ذلك

عيوب نظام Indirect System

  • يحدث خسارة في درجة الحرارة المكتسبة في نقل السائل للحرارة عبر المبادل.
  • يستهلك مواد اضافية وده معناه بانه تكلفته اعلى .
  • اذا لم تتواجد المياه ، سوف يحتاج الى صيانة لمشاكل السائل بداخله.
  • تتطلب معظم التصاميم تكلفة ضخ إضافية.

قبل ان ننتقل إلى القسم الثاني من انواع السخانات الشمسية مرشح لك بعض المواضيع للقراءة:
السخان الشمسي 1: وتقنية تسخين المياه بالطاقة الشمسية
السخان الشمسي 3: اللاقط "المجمع Collector" للسخان الشمسي
السخان الشمسي 4: تركيب السخان الشمسي
الالواح الشمسية ؟ وتقنية توليد الكهرباء باشعة الشمس
المتتبع الشمسي ودائرته لتوجيه الالواح الشمسية


وقبل ماندخل على القسم الثاني من انواع انظمة السخانات الشمسية وهو (Passive System) دعنا نشاهد هذا الفيديو مع بعض وهو محاكاة للسخانات الشمسية من النوع Passive و Active ليشرح لك الفرق بينهم.
هذا الفيديو بالانجليزية واذا كنت لا تفهم الانجليزية فليست مشكلة شاهد الفيديو وركز مع الرسومات ومحاكاة عمل السخانات الشمسية لكل من نوعيه .. وبعد ذلك نستكمل الشرح. اتمنى لك مشاهدة ممتعة😃 .


نستكمل الشرح:

انظمة Passive في السخانات الشمسية

تعتمد انظمة Passive في السخانات الشمسية في عملها على الجاذبية وحركة المياه الطبيعية بعد عملية التسخين. ويطلق على هذا النظام "بالنظام الطبيعي".

وانظمة Passive لاتحتوي على مكونات كهربائية ، وفي العموم هي موثوقة اكثر. وسهل الحفاظ عليه، وربما يكون لها حياة اطول للعمل من انظمة السخانات الشمسية من النوع Active.

واكثر نوعان شهرة في انظمة Passive في السخانات الشمسية: الاول هو Integral-Collector Storage ويرمز له (ICS) و الاخر هو Thermosyphon Systems.

نظام الجامع المتكامل Integral-Collector Storage

نظام الجامع المتكامل Integral-Collector Storage
نظام الجامع المتكامل Integral-Collector Storage
في انظمة Integral-Collector Storage الجزئ المسئول عن تخزين الماء الساخن هو المجمع نفسه، بحيث يتدفق الماء البارد تدريجياً من خلال المجمع حيث يتم تسخينه بواسطة اشعة الشمس. وتحدث عملية تبديل الماء السخان والبارد في هذا النظام بحيث يكون الماء الساخن في الاعلى والماء البارد في الاسفل. 

عندما يسخن الماء في اعلى النظام (المجمع) ينزل الى الاسفل ويحل محله الماء البارد. ونظام Integral-Collector Storage بسيط ولا يتطلب إحتواءها على مضخات او متحكمات. وفي بعض الحالات يتم اضافة خزان خارجي إضافي داخل المباني ليتدفق الماء من المباني إلى المجمع ثم يعود مرة اخرى الى الخزان او الى المبني مباشرة للإستخدام.

ويحتوي النظام ايضاً على صمام للحماية من التجمد يتم تثبيته في اعلى الانابيب بجانب المجمع. وفي حالة وصول درجة الحرارة في الانابيب للتجمد يقوم الصمام بالفتح لتمرير الماء الدافئ إلى المجمع لمنع التجمد.


نظام Thermosyphon System
نظام Thermosyphon System
نظام Thermosyphon System
عندما تشرف الشمس على المجمع ، تسخن المياه داخل انابيب المجمع. ومع زيادة درجة حرارتها تتوسع المياه قليلاً وتصبح اخف من الماء البارد داخل الخزان المثبت اعلى المجمع كما موضح في الصورة.

الجاذبية تقوم بسحب الماء الاثقل وهو الماء البارد فيحل محل الماء الساخن في المجمع. وتستمر عملية التبديل بين الماء الساخن في الاعلى ومكانه اعلى الخزان والماء البارد في الاسفل ومكانه المجمع. 

وفي انظمة Thermosyphon في السخانات الشمسية لا تحتاج إلى مضخات او اجهزة تحكم. حيث يتم تدفق الماء البارد لخزان السخان في السطح. ويقوم السخان الشمسي بتسخين المياه الباردة الموجودة بأعلى الخزان لإنه ستدفق اسفل السخان في المجمع فيما بعد. وفي بعض الحالات يتم تثبيت خزانات إضافية خارجية مع انظمة Thermosyphon من السخانات الشمسية.

ومن مميزات هذا النظام بإنه يحتوي على صمامات حرارية تحمي المجمع من حالات التجمد. ويشمل إضاً على صمامات العزل والتي تسمح للإنظمة الشمسية بالتجفيف اليدوي في حالة ظروف التجمد ليتم تجاوزها بالكامل.


اقرأ ايضاً:




تعليقات

$show=/search/label/

مواضيع مشابه.. $hide=/lecture

الاسم

+,6,اجهزة ومعدات,6,ادوات المعمل الالكتروني,11,اساسيات الكهرباء والالكترونيات,13,اسلحة حربية,6,الة حاسبة الكترونية,9,الدورات التعليمية,9,الطاقة الشمسية,8,الكترونيات من الماضي,1,برنامج,17,تكنولوجيا,24,حساسات ومستكشفات,17,دوائر ارسال واستقبال,3,دوائر الانذار والامان,21,دوائر التايمر 555,21,دوائر الشحن والتغذية,31,دوائر الصوت,9,دوائر الضوء,8,دوائر الفحص والتشغيل,22,دوائر تكبير ومضاعفة الجهد,2,دوائر منظمات الجهد,22,دوائر Op-Amp و Amplifier,19,دورة الاتصالات اللاسلكية,7,دورة الاردوينو,14,دورة الاردوينو وبرنامج اللابفيو,7,دورة الالكترونيات الرقمية,32,دورة الالكترونيات العملية,48,دورة الانظمة المدمجة,32,دورة الميكروكنترولر,27,دورة متحكمات AVR وبرمجتها,19,روبوت,9,سؤال وجواب,4,صيانة,5,طائرة,6,فيديو تكنولوجيا,4,كاميرات المراقبة,9,مشاريع,95,مقالات تعليمية,23,ملفات المحاضرين,4,مواضيع الزوار,2,Arduino_اردوينو,9,pdf_اتصالات,9,pdf_اردوينو,9,pdf_الكترونيات,68,pdf_سيارات,1,pdf_شبكات,3,pdf_صيانة,4,pdf_فيزياء,3,pdf_كتب,96,pdf_كهرباء,24,pdf_ميكروكنترولر,11,
rtl
item
الكترونيك بابل . هندسة الالكترونيات: السخان الشمسي 2: انواع السخان الشمسي وتركيبها الداخلي
السخان الشمسي 2: انواع السخان الشمسي وتركيبها الداخلي
انواع السخان الشمسي وتركيبها الداخلي تعرف عليها الان وبرغم من انه يوجد الكثير من انواع السخان الشمسي بغض النظر إذا كانت في الاسواق الغربية او في الوطن العربي ؛ إلا ان التكنولوجيا الاساسية لها بسيطة جداً ومشتركة.
https://3.bp.blogspot.com/-DpvwITdnp2I/WxhBRkD63XI/AAAAAAAAB0E/BbP5U8iZO9YVRC6vYBdfkkIVJMZI99YQgCK4BGAYYCw/s1600/types-of-water-heaters.jpg
https://3.bp.blogspot.com/-DpvwITdnp2I/WxhBRkD63XI/AAAAAAAAB0E/BbP5U8iZO9YVRC6vYBdfkkIVJMZI99YQgCK4BGAYYCw/s72-c/types-of-water-heaters.jpg
الكترونيك بابل . هندسة الالكترونيات
https://www.electronicbub.com/2018/06/types-of-solar-water-heaters.html
https://www.electronicbub.com/
https://www.electronicbub.com/
https://www.electronicbub.com/2018/06/types-of-solar-water-heaters.html
true
8451621482021913266
UTF-8
تحميل كل المقالات لا توجد اي مقالات مشاهدة الكل اقرأ المزيد الرد حذف الرد حذف بواسطة الرئيسية الصفحات المقالات مشاهدة الكل مواضيع مشابهة.. القسم الارشيف SEARCH جميع المقلات لايوجد اي مقلات مشابه مع البحث رجوع للرئيسية الاحد الاثنين الثلاثاء الاربعاء الخميس الجمعة السبت الاحد الاثنين الثلاثاء الاربعاء الخميس الجمعة السبت يناير فبراير مارس ابريل مايو يونيو يوليو أغسطس أغسطس اكتوبر اكتوبر ديسمبر يناير فبراير مارس ابريل مايو يونيو يوليو أغسطس سبتمبر اكتوبر نوفمبر ديسمبر الان منذ دقيقة واحدة $$1$$ minutes ago منذ ساعة واحدة $$1$$ hours ago الامس $$1$$ days ago $$1$$ weeks ago منذ اكثر من 5 اسابيع المتابعين تابعنا محتوى مميز لكي تستطيع الغاء القفل, شارك Copy All Code تظليل كل الكود تم نسخ كل الكود Can not copy the codes / texts, please press [CTRL]+[C] (or CMD+C with Mac) to copy