الامارات 7 - تسخين الماء بالطاقة الشمسية هو عملية شائعة تستخدم في المنازل لتلبية احتياجات الماء الساخن، حيث يمكنها أن توفر بين 10% إلى 90% من احتياجات الماء الساخن. تعتمد هذه العملية على امتصاص الحرارة من ضوء الشمس ونقلها إلى الماء داخل النظام. يتم تسخين الماء المتدفق في جامع الحرارة بواسطة أشعة الشمس، ثم تُنقل هذه الحرارة إلى الماء في الخزان بطرق مختلفة.
هناك طريقتان رئيسيتان لنقل الحرارة إلى الماء في الخزان:
الطريقة الأولى: يتم تسخين الماء داخل جامع الأشعة ثم يُنقل إلى مبادل حراري مثبت داخل الخزان. في هذه الطريقة، يمر الماء الساخن عبر المبادل الحراري الذي ينقل الحرارة إلى الماء البارد في الخزان.
الطريقة الثانية: يتم تسخين الماء داخل جامع الأشعة ثم يُنقل مباشرة إلى الخزان، حيث يصعد الماء الساخن إلى الأعلى بينما ينزل الماء البارد إلى الأسفل حتى يتم تسخين الماء داخل الخزان بالكامل.
تصنيف سخانات المياه بالطاقة الشمسية يمكن أن يتم بناءً على نوع جامع الأشعة الشمسية ونظام تدوير المياه. وفيما يلي التصنيفات الرئيسية:
حسب جامع الأشعة:
نظام التخزين المتكامل: يتكون من أنابيب ذات لون قاتم مثبتة داخل صندوق معزول، تقوم بتسخين المياه وتخزينها في الجامع حتى يتم استخدامها.
الألواح المسطحة: يتكون هذا النظام من أنابيب نحاسية مثبتة داخل صندوق يحتوي على ألواح قاتمة تقوم بامتصاص الحرارة ونقلها إلى الأنابيب، التي تنقل الحرارة إلى المياه داخل الجامع.
الأنابيب المفرغة: تعتبر من أكثر الأنظمة كفاءة، حيث تتكون من أنابيب معدنية تحتوي على سائل نقل حرارة مغلف بأنبوب زجاجي آخر. هذه الأنابيب تفصل بين الأنبوب المعدني والأنبوب الزجاجي لمنع فقدان الحرارة، وتنقل الحرارة إلى المياه لتسخينها.
حسب نظام تدوير المياه:
النظام المباشر: يقوم بتسخين المياه واستخدامها مباشرة من الجامع دون الحاجة لتخزينها في خزان خارجي.
النظام المغلق أو غير المباشر: يحتوي على سائل نقل حرارة غير متجمد. يتم تسخين هذا السائل ثم نقله إلى مبادل حراري مثبت في خزان خارجي، حيث تنقل الحرارة من المبادل الحراري إلى الماء داخل الخزان.
الأنظمة النشطة وغير النشطة: الأنظمة النشطة تستخدم مضخات لنقل المياه من وإلى الجامع، بينما تعتمد الأنظمة غير النشطة على الحمل الحراري لنقل المياه الساخنة والباردة بين الجامع والخزان.
هناك طريقتان رئيسيتان لنقل الحرارة إلى الماء في الخزان:
الطريقة الأولى: يتم تسخين الماء داخل جامع الأشعة ثم يُنقل إلى مبادل حراري مثبت داخل الخزان. في هذه الطريقة، يمر الماء الساخن عبر المبادل الحراري الذي ينقل الحرارة إلى الماء البارد في الخزان.
الطريقة الثانية: يتم تسخين الماء داخل جامع الأشعة ثم يُنقل مباشرة إلى الخزان، حيث يصعد الماء الساخن إلى الأعلى بينما ينزل الماء البارد إلى الأسفل حتى يتم تسخين الماء داخل الخزان بالكامل.
تصنيف سخانات المياه بالطاقة الشمسية يمكن أن يتم بناءً على نوع جامع الأشعة الشمسية ونظام تدوير المياه. وفيما يلي التصنيفات الرئيسية:
حسب جامع الأشعة:
نظام التخزين المتكامل: يتكون من أنابيب ذات لون قاتم مثبتة داخل صندوق معزول، تقوم بتسخين المياه وتخزينها في الجامع حتى يتم استخدامها.
الألواح المسطحة: يتكون هذا النظام من أنابيب نحاسية مثبتة داخل صندوق يحتوي على ألواح قاتمة تقوم بامتصاص الحرارة ونقلها إلى الأنابيب، التي تنقل الحرارة إلى المياه داخل الجامع.
الأنابيب المفرغة: تعتبر من أكثر الأنظمة كفاءة، حيث تتكون من أنابيب معدنية تحتوي على سائل نقل حرارة مغلف بأنبوب زجاجي آخر. هذه الأنابيب تفصل بين الأنبوب المعدني والأنبوب الزجاجي لمنع فقدان الحرارة، وتنقل الحرارة إلى المياه لتسخينها.
حسب نظام تدوير المياه:
النظام المباشر: يقوم بتسخين المياه واستخدامها مباشرة من الجامع دون الحاجة لتخزينها في خزان خارجي.
النظام المغلق أو غير المباشر: يحتوي على سائل نقل حرارة غير متجمد. يتم تسخين هذا السائل ثم نقله إلى مبادل حراري مثبت في خزان خارجي، حيث تنقل الحرارة من المبادل الحراري إلى الماء داخل الخزان.
الأنظمة النشطة وغير النشطة: الأنظمة النشطة تستخدم مضخات لنقل المياه من وإلى الجامع، بينما تعتمد الأنظمة غير النشطة على الحمل الحراري لنقل المياه الساخنة والباردة بين الجامع والخزان.