السخانات الشمسية Solar Heaters
هو عبارة عن جهاز يحول الطاقة الشمسية إلى حرارية ، وهناك أنواع عدة من هذه السخانات، وهذا ما سوف نتعرف عليه في هذه المقالة.
انواع السخانات الشمسية Types of Solar Heaters
- السخان الشمسي ذو اللواقط اللوحية والوجه الزجاجي
- السخان الشمسي ذو الأنابيب الزجاجية المفرغة
السخان الشمسي ذو اللواقط اللوحية والوجه الزجاجي
 |
| السخان الشمسي ذو اللواقط اللوحية والوجه الزجاجي |
هو جهاز يحول الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية يستفاد منها في تسخين المياه، وقد انتشر استعماله انتشارا واسعا في معظم أنحاء العالم، ويتكون من الأجزاء الآتية:
- اللواقط الشمسية.
- خزان جميع المياه الساخنة.
- خزان الماء البارد.
- أنابيب التو صيل .
اللاقط الشمسي Solar collector
يعد اللاقط الشمسي أهم أجزاء السخان الشمسي، فهو الجزء الذي يحول الطاقة الشمسية إلى طاقة حرارية، ويتكون من بمجموعة من الأنابيب المتوازية التي يتصل بعضها ببعض بوساطة أنبوب يجمعها في أسفل اللاقط وأعلاه، وتدهن باللون الأسود للمساعدة على امتصاص الحرارة .
أجزاء اللاقط الشمسي Solar collector
 |
| أجزاء اللاقط الشمسي Solar collector |
الصندوق الخارجي collector case
يصنع الصندوق الخارجي من صفائح الفولاذ المجلفن أو الألمنيوم المعالج أو أي مادة أخرى تتحمل تأثيرات العوامل الجوية، مثل الأشعة فوق البنفسجية، والمطر والرطوبة والرياح.
الأغطية الشفافة Transparent cover
يجب أن تكون ذات نفاذية عالية للضوء؛ ولذلك تصنع من الزجاج الشفاف، وإذا استعملت مواد أخرى، مثل البلاستيك المقوى بالألياف الزجاجية يجب أن تتحمل التأثيرات الجوية، وأن تكون ذات نفاذية عالية للضوء.
السطح الماص للحرارة Absorber Plate
يصنع السطح الماص من المواد المعدنية، مثل الصاج الأسود أو النحاس أو الألمنيوم، وهناك بعض السطوح المصنعة من مواد بلاستيكية تستعمل لهذا الغرض، ولكن يجب أن تتصف بتحمل تأثير الأشعة فوق البنفسجية.
الأنابيب Pipes
توضع هذه الأنابيب على نحو رأسي وعرضي، وتصنع من الفو لاذ المجلفن، أو الألمنيوم، أو النحاس، أو من الأنابيب المقاومة للصدأ والمصنعة من الستينلس ستيل.
العازل الحراري Insulation Heat
تصنع المواد العازلة من الصوف الزجاجي أو الصوف الصخري، أو من مواد كيميائية خاصة على شكل رغوة.
أنابيب التوصيل Pipes connection
هي أنابيب تستعمل لإيصال الماء البارد من أسفل الخزان إلى اللواقط الشمسية، وإيصال الماء الساخن الناتج من اللواقط الشمسية إلى نقطة علوية داخل الخزان، ويجب أن تحاط هذه الأنابيب مواد عازلة لتحافظ على درجة حرارة الماء، وإلا فقدت جزءا من الحرارة .
خزان الماء البارد Water Tank
يستخدم لتجميع الماء البارد القادم من المصدر المغذي الرئيس؛ وذلك لضمان تغذية السخان الشمسي بالماء الذي يحتاج إليه؛ وعادة ما يكون حجمه مترا مكعبا.
خزان الماء الساخن
هو أسطوانة معزولة مادة عازلة، كالصوف الصخري أو الزجاجي وسمكه لا يقل عن ( ٥ ) سم، لحفظ الماء الساخن الناتج من تسخين الماء بالطاقة الشمسية؛ لتزويد المبنى بالمياه الساخنة عند الحاجة إليها.
كيف تحدد سعة الخزان المناسبة بناء على عدد الافراد؟
 |
| جدول سعة خزان الماء المناسبة للعدد الأفراد |
يوضح الجدول السابق سعة الخزان المناسبة للعدد الأفراد.
السخان الشمسي ذو الأنابيب الزجاجية المفرغة Solar Evacuated Tube Collectors
 |
| السخان الشمسي ذو الأنابيب الزجاجية المفرغة Solar Evacuated Tube Collectors |
تتعرض السخانات الشمسية المستوية العادية لمشكلة فقد الطاقة الحرارية بسبب الهواء المحيط بصفيحة الامتصاص (سطح الامتصاص) وبمجمع الأنابيب، ولذلك ظهرت فكرة الأنابيب الزجاجية المفرغة من الهواء، لمنع انتقال الحرارة من صفيحة الامتصاص إلى الوسط المحيط.
ويسمى هذا النوع من السخانات الشمسية سخان مجمع الأنبوب المفرغ ، ويستخدم لتسخين الماء بدرجة عالية، إذ تدخل أشعة الشمس من خلال السطح الزجاجي، وتصل إلى أنابيب زجاجية شفافة مفرغة من الهواء ومغلقة ومتوازية، وبداخلها أنابيب ماصة للحرارة تمر بها المياه فتسخن بالتلامس، ثم تخزن في الخزان. ولا تفقد الأنابيب المفرغة حول الأنابيب الماصة للحرارة الجرارة؛ لعدم وجود هواء يوصل الحرارة.
وهناك أنابيب مفرغة بداخلها أنابيب المياه المراد تسخينها، ويسع الأنبوب (19 ) لترا من الماء؛ مما يجعلها في حاجة إلى خزانات بجوارها لتخزين المياه الساخنة، ويمكن وضع السخان مائلا ر أسيا أو أفقيا.
ما هي وسائل الآمن والحماية في السخانات الشمسية (الارشادات والنصائح في استخدام السخانات الشمسية)؟
لا بد من إجراء بعض الخطوات من أجل حماية السخانات وضمان استمرار عملها والحفاظ على عمرها مدة أطول ومن ذلك:
- مسح الغبار والأتربة المتجمعة على زجاج السخان الشمسي واللواقط؛ لأن بقاءها يقلل قدرة السخان على تسخين المياه بنسب قدمن تصل إلى30 %.
- عدم ترك زجاج السخان الشمسي مكسورا؛ لأن ذلك يجمع الأتربة والغبار داخل اللاقط ؛ويقلل من قدرة السخان على تسخين المياه.
- عزل أنابيب المياه الساخنة في السخان الشمسي باستخدام مادة عازلة مناسبة للحرارة المطلوبة بطريقة سليمة، وذلك من أجل الاستفادة القصوى من أشعة الشمس.
- التأكد من السخان المناسب قبل شرائه؛ لضمان الحصول على مياه ساخنة.
- التأكد من أن دخان التدفئة لا يتوجه نحو سخان المياه الشمسي المجاور للمدخنة، إذ يودي ذلك إلى سرعة تآكل السخان وانتشار الصدأ؛ ويقلل من عمره التشغيلي ومن كفاءته.
- تنظيف اللواقط دوريا من الأتربة والغبار.
- عند شراء السخان الشمسي يجب التأكد من كفاءته وقدرته على تسخين المياه.
- يعمل السخان الشمسي على تسخين المياه بالاستفادة من الشعاع الشمسي، لذا يجب تجنب حجب الشعاع عنه، كتغطيته بنباتات الزينة، أو نشر الغسيل عليه، أو بناء جدار استنادي بالقر ب منه.
المراجع
المناهج الأردنية