بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به افزایش روزافزون مصرف سوختهای فسیلی به عنوان منابع محدود انرژی و تأثیر آن بر محیط زیست , انرژی خورشیدی این منبع لایزال می تواند بعنوان جایگزین مناسب , بخش عظیمی از نیازهای انرژی سوختی کشور را مرتفع سازد.
در مقاله حاضر ضمن نگرش اجمالی به معرفی سیستم های آبگرمکن خورشیدی و با تأکید بر استفاده این نوع سیستم ها جهت تأمین آب گرم مصرفی وبا در نظر گرفتن سیستم حرارت مرکزی و آبگرمکنهای خورشیدی, تحلیلی بعمل آمده و در ادامه ضمن معرفی سیستم های گرمایش کفی و نقش این نوع سیستمها در صرفه جوئی مصرف سوخت و همچنین توزیع بهینه حرارت در محل, مقایسه کلی بین این نوع سیستمهای گرمایشی برای ساختمان مورد مطالعه از نظر صرفه جوئی انرژی, صورت گرفته است.
بر اساس نتایج بدست آمده, سیستم ترکیبی گرمایش کفی و آبگرمکن های خورشیدی را می توان بعنوان یک سیستم بهینه معرفی کرد. در نهایت, نتایج این تحقیق به کل کشور تعمیم داده شده و میزان صرفه جوئی سالیانه انرژی در کشور برآورد شده است.
مقدمه
-2 کلیات آبگرمکن های خورشیدی
سیستمهای آبگرمکن خورشیدی, انرژی خورشیدی را به دو جهت عمده مورد استحصال قرار می دهند که مشتمل بر گرمایش مستقیم آب گرم مصرفی و یا سیال عامل ناقل حرارت بوده که این سیال عامل ضدیخ عموما " ترکیب آب- گلیکول می باشد. در کلکتورهایی که بر روی پشت بام نصب می شوند, همچون سایر آبگرمکنهای معمولی, آبگرم در داخل مخزن ذخیره شده و در پاره ای از موارد به جهت به چرخش درآوردن سیال در داخل کلکتور از پمپ استفاده می شود.
آبگرمکنهای خورشیدی قابلیت نصب در هر شرایط آب و هوایی را داشته و در هر مکان میزان عملکرد آن متفاوت بوده و به عواملی همچون شدت تابش خورشید در محل و همچنین میزان درجه حرارت آب ورودی به سیستم وابسته است که هر چند درجه حرارت آب ورودی پایین تر باشد, سیستم دارای راندمان بالاتری خواهد بود.
قبل از نصب هرگونه سیستم آبگرمکن در منزل به جهت بالا بردن راندمان و کم کردن هزینه ها لازم است اقداماتی صورت پذیرد که دو عامل بسیار مهم آن, کاهش اتلاف حرارتی از آبگرمکن و متعلقات مربوطه و همچنین کاهش درجه حرارت آبگرم مصرفی و رساندن آن به اندازه معقول می باشد که با این دو کار علاوه بر کاهش میزان سرمایه گذاری اولیه, موجبات کوچکتر شدن اندازه آبگرمکن انتخابی نیز فراهم می شود.
مضافا" با توجه به اینکه آبگرمکن صرفا" وظیفه تأمین آبگرم را بر عهده دارد, در جهت بهینه مصرف کردن آب گرم نیز باید اقداماتی صورت پذیرد که میتوان به استفاده از سردوشهای اتوماتیک در حمام, نصب شیرهای کاهش دهنده دبی جریان بر روی کلیه شیرهای آبگرم, عایق بندی آبگرمکن و لوله های حامل آب گرم اشاره داشتمضافاً. اینکه سیستم های آبگرمکن خورشیدی بخاطر استفاده از سوخت رایگان - پرتو آفتاب - از نقطه نظر زیست محیطی از جایگاه ویژه ای برخوردار می باشند.
ساختار آبگرمکنهای خورشیدی
اجزاء اصلی یک آبگرمکن خورشیدی شامل کلکتور, منبع ذخیره آب, پمپ الکتریکی, سیستم لوله کشی داخلی و سایر تجهیزات کنترلی و الکتریکی بوده و این آبگرمکن ها بطور کلی به سه نوع مختلف تقسیم می شوند که شامل کلکتورهای صفحه تخت در این بین کلکتورهای صفحه تخت از بقیه متداولتر می باشند
این کلکتورها شامل یک صفحه عایق در قسمت زیرین و یک بخش محافظت شده در مقابل جریان هوا هستند که در داخل آن یک صفحه جاذب تیره قرار گرفته و بر روی آن یک یا چند پوشش شفاف یا نیمه شفاف وجود دارد.
کلکتور لوله خلاء از ردیفهای موازی لوله های شیشه ای دوجداره تشکیل یافته که هر یک از این لوله ها شامل یک لوله شیشه ای خارجی و یک لوله داخلی است. لوله داخلی حکم جاذب را داشته و به جهت جذب مناسب انرژی خورشیدی و جلوگیری از اتلاف حرارتی تشعشعی آن را با پوششی خاص می آرایند. در میان دو لوله, فضای خالی وجود دارد که به جهت از میان برداشتن اتلافهای حرارتی هدایتی و همرفتی, این فضا را از هوا تخلیه کرده و شرایط خلاء بوجود می آورند.
کلکتورهای متمرکزکننده که عموما" به جهت مصارف خانگی مورد استفاده قرار می گیرند از یک ظرف سهموی تشکیل یافته که بر روی آن آیینه کاری می شود و وظیفه تمرکز انرژی خورشیدی بر روی لوله جاذب سراسری را بر عهده دارند. در متمرکز کننده ها بعلت کاهش سطح جذب کننده ها، اتلافات حرارتی کاهش می یابد و دمای بالاتر و حرارت بیشتری تولید می شود, اما برای مناطق ابری مناسب نبوده, نیازی به پوشش شیشه ای نداشته و نسبت به کلکتورهای تخت هزینه بیشتری لازم دارند . متمرکز کننده ها از نظر راندمان در دماهای پائین, از کلکتورهای تخت ضعیف تر بوده ولی در دماهای بالا دارای راندمان خوبی هستند
