گرم کن خورشیدی استخر – مکانیزم گرم کننده خورشیدی آب استخر

گرم کن خورشیدی استخر یک سیستم است که از انرژی خورشید برای گرم کردن آب استخر استفاده می‌کند. این سیستم شامل پنل‌های خورشیدی است که نور خورشید را به انرژی حرارتی تبدیل می‌کنند. سپس این انرژی حرارتی به یک سیستم گرمایشی منتقل می‌شود که آب استخر را گرم می‌کند. این روش محیط‌زیستی و اقتصادی است زیرا از انرژی خورشید، یک منبع تجدیدپذیر، استفاده می‌کند و هزینه‌های انرژی را کاهش می‌دهد. در ادامه در مورد گرم کن های خورشیدی استخر توضیح داده ایم.

سیستم های انرژی خورشیدی استخرها (گرم کن خورشیدی استخر) چیست؟

سیستم‌های انرژی خورشیدی استخرها (pool solar system) امروزه یکی از پرکاربردترین روش‌های گرم نمودن آب استخرهاست. تشعشع یا تابش خورشید اصطلاحی است که در مورد امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از خورشید مورد استفاده قرار می گیرد.

انرژی تابشی خورشیدی را می توان به روش‌های مختلفی به دام انداخته، آن را ذخیره کرده و به شکل‌های مفید انرژی مانند گرما یا الکتریسیته تبدیل کرد.

تبدیل انرژی خورشیدی به گرما یا الکتریسیته با استفاده از فناوری‌های مختلفی امکان پذیر است. امکان سنجی هر یک از این فناوری ها و روش ها به لحاظ عملی و اقتصادی باید با توجه به عوامل مختلفی انجام گیرد. در حال حاضر برای تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته از سیستم های فتوولتاییک و برای تبدیل آن به انرژی گرمایی از سیستم های خورشیدی استفاده می شود.

 مبانی اولیه درباره انرژی خورشیدی

اولین مزیت انرژی خورشیدی فراگیر بودن آن‌ها است. به این معنی که تمام نقاط کره زمین حداقل برای دوره مشخصی از سال هم که شده در معرض تابش خورشید قرار دارند. البته مقدار انرژی تابشی خورشید که به هر نقطه از کره زمین می رسد به عوامل متعددی بستگی دارد. مهم‌ترین این عوامل را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد.

• موقعیت جغرافیایی منطقه
• دوره زمانی شبانه روز
• فصل
• موقعیت محلی
• شرایط آب و هوایی

به طور کلی مناطقی که در عرض‌های جغرافیایی میانه زمین واقع شده اند، بیشتر در معرض انرژی تابشی خورشیدی قرار دارند. این ویژگی علاوه بر طولانی بودن روزها در این مناطق با تابش خورشید در راستای قائم نیز در ارتباط است.
بخشی از پرتوهای خورشید که مستقیما و بدون انتشار به سطح زمین برخورد می کنند را اصطلاحا پرتوهای تشعشعی مستقیم می گویند. متناسب با شرایط آب و هوایی منطقه ممکن است درصد تشعشع مستقیم به زمین در یک روز صاف و خشک به اندازه ده درصد و در یک روز ابری، مرطوب تا صد در صد کاهش یابد.

در حال حاضر با نوسانات شدید قیمت سوخت‌های فسیلی، محدود بودن آن ها و مشکلات زیست محیطی مرتبط با آن به واسطه آلاینده های به جامانده، ضرورت دستیابی به منابع انرژی‌های نو از جمله انرژی خورشیدی به کانون توجه محققان و متخصصان تبدیل گشته است.

البته هزینه اولیه سیستم های گرمایش خورشیدی نسبت به سیستم های متداول کمی بالاتر است. ولی در یک چشم انداز چندین ساله می توان دوره بازگشت سرمایه را مورد ارزیابی قرار داد. چرا که انرژی یک منبع بی پایان است که هیچ بهایی ندارد.

اساس کار گرمکن های خورشیدی استخر

عملکرد صفحات خورشیدی برای استخر به این صورت است که با جذب انرژی گرمایی خورشید آن را به سیالی که در داخل کلکتورها جریان دارد منتقل می کنند. بازدهی سیستم های خورشیدی بیش از آن که وابسته به چگونگی طراحی سیستم باشد، به بازدهی صفحات خورشیدی جاذب نور بستگی دارد.
مسائلی مانند تابش مستقیم خورشید، تعداد ساعاتی که کلکتور در معرض تابش مستقیم خورشید هستند، سرعت و مدت وزش باد، ابری یا صاف بودن آسمان همه از جمله عوامل موثر بر بازده سیستم های خورشیدی به شمار می روند.
کلکتور در واقع همان بخشی از سیستم خورشیدی است که در معرض تابش خورشید قرار دارد و آب با عبور از میان آن گرم می شود.
کاری که کلکتور انجام می دهد آن است که انرژی خورشیدی را با استفاده از صفحات جاذب خورشیدی دریافت می کند و آن را به لوله های حامل سیال عامل که از میان صفحات جاذب خورشیدی عبور می کنند انتقال می دهد. به این ترتیب سیال عاملی که در لوله های کلکتور در گردش است گرم می شود.

در اینجا لازم به توضیح است که کلکتورهای حرارتی خورشیدی با کلکتورهای برق خورشیدیPV (PhotoVoltaic) متفاوت هستند. در کلکتورهای فتو ولتاییک انرژی از طریق فوتون (نور) به آنها برخورد می کند و باعث حرکت الکترون ها می شود که در نهایت سبب ایجاد ولتاژ در سلول ها می شود.  انواع متداولی از کلکتورها با جنس های مختلفی در بازار عرضه می شود که در ادامه آنها را شرح خواهیم داد.

کلکتورهای خورشیدی استخر بدون لعاب

کلکتور خورشیدی استخر بدون لعاب یکی از ساده ترین اشکال فناوری حرارتی خورشیدی است. یک ماده رسانای گرما که معمولاً یک فلز یا پلاستیک تیره است، نور خورشید را جذب می کند و انرژی را به سیالی که از داخل آن می گذرد، منتقل می کند. این فرآیند شبیه این است که چگونه یک شیلنگ باغچه در فضای باز قرار می گیرد، انرژی خورشید را جذب می کند و آب داخل شلنگ را گرم می کند.

این کلکتورها به‌عنوان «بدون لعاب» توصیف می‌شوند، زیرا پوشش شیشه‌ای یا «لعاب» روی جعبه کلکتور برای به دام انداختن گرما ندارند. کلکتورهای خورشیدی بدون لعاب ساده و ارزان هستند، اما بدون راهی برای نگه داشتن گرما، گرما را به محیط از دست می دهند و در دماهای نسبتاً پایین کار می کنند. بنابراین، کلکتورهای بدون لعاب معمولاً با کاربردهای گرمایشی کوچک تا متوسط یا به عنوان مکملی برای سیستم‌های گرمایش سنتی بهتر کار می‌کنند، جایی که می‌توانند مصرف سوخت دستگاه را با پیش گرم کردن آب یا هوا کاهش دهند.

کلکتورهای خورشیدی  بدون لعاب رایج ترین فناوری خورشیدی گرمایش استخر در ایالات متحده است. این دستگاه ها اغلب از پانل های لوله ای پلاستیکی مشکی استفاده می کنند که بر روی سقف یا سایر سازه های پشتیبانی نصب شده اند.
یک پمپ آب، آب استخر را مستقیماً از طریق پانل های لوله ای به گردش در می آورد، سپس آب را با دمای بالاتر به استخر برمی گرداند. اگرچه این کلکتورها عمدتاً برای گرمایش استخر استفاده می شوند، اما می توانند حجم زیادی از آب را برای سایر کاربردهای تجاری و صنعتی نیز پیش گرم کنند.

کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت (لعابدار) برای استخر

اکثر کلکتورهای صفحه تخت از لوله های مسی و سایر مواد جاذب گرما در داخل یک قاب یا محفظه عایق، پوشیده شده با لعاب شفاف (شیشه) تشکیل شده اند. مواد جاذب گرما ممکن است پوشش خاصی داشته باشند که گرما را موثرتر از سطح بدون پوشش جذب می کند.

این پوشش شیشه ای یا پلاستیکی شفاف، گرمایی را که صورت عدم وجود این پوشش به بیرون تابش می کند را به دام می اندازد. این شبیه به روشی است که یک گلخانه گرما را درون خود به دام می اندازد.

کلکتورهای صفحه تخت لعابدار می توانند در محدوده دمایی وسیع تری نسبت به کلکتورهای بدون لعاب کار کنند. کلکتورهای صفحه تخت اغلب برای تکمیل دیگ های آب سنتی استفاده می شود، آب را پیش گرم می کند تا تقاضای سوخت را کاهش دهد.

آنها همچنین می توانند برای گرمایش فضا موثر باشند. با استفاده از یک سیستم تبادل حرارت، آنها می توانند به طور قابل اعتمادی هوای گرم را برای ساختمان های بزرگ در ساعات روز تولید کنند.

در روش گرمایش مستقیم آب استخر را مستقیماً از طریق یک منبع گرما، که معمولاً یک کلکتور خورشیدی بدون لعاب است، به گردش در می‌آورند. این ساده ترین و رایج ترین سیستم گرمایش خورشیدی استخرها است. به طور کلی روش گرمایش مستقیم استخر زمانی بهترین عملکرد را دارد که دمای مورد نظر استخر مشابه دمای کار خود کلکتور باشد.

 سیستم های گرمایش غیرمستقیم دارای یک حلقه تبادل حرارتی ثانویه بین کلکتور و استخر هستند، به این معنی که منبع اصلی سیال دیگری را گرم می کند که به نوبه خود این گرما را از طریق مبدل حرارتی به آب استخر منتقل می کند.
سیستم‌های استخر غیرمستقیم اغلب برای استخرهای بزرگ‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند، که به منبع گرمایی قوی‌تری نیاز دارند که برای ورود مستقیم به استخر خیلی داغ است.

تا اینجا با مکانیزم گرم کن خورشیدی استخر آشنا شدید، اگر سوالی دارید در زیر بنویسید. پیشنهاد میکنیم که اگر قصد ساخت استخر خانگی، باغی و… دارید برای گرم کردن آب استخر از گرمکن خورشیدی استخر استفاده نمایید.