اساسيات
تنتقل الطاقة الحرارية ( الحرارة ) من الاجسام الاكبر درجة حرارة الى الاقل بعدة طرق
- التوصيل (conduction ) وهو انتقال الحرارة عبر جزيئات الجسم ... مثل احساسك بحرارة ملعقة الشاي التي تنتقل الحرارة خلال معدنها بالتوصيل من الشاي الساخن الى يدك ... تختلف المواد في خصائص التوصيل الحراري من المواد جيدة التوصيل مثل كل المعادن ... الى المواد رديئة التوصيل مثل الخشب والمواد العازلة والملابس .
- الحمل (convection ) وهو انتقال الحرارة عبر وسيط ( وعادة ما يكون الهواء) ... مثل انتقال الحرارة من الموقد الى وعاء التسخين اعلى الموقد ... فالحرارة تسخن الهواء الذي يسخن الوعاء ... ويلاحظ هنا ان الهواء الساخن يتجة دائما الى اعلى وذلك بسبب انخفاض كثافتة ( بسبب ارتفاع درجة حرارتة ) .
- الاشعاع (radiation ) . كل الاجسام ( بدرجة حرارة فوق الصفر المطلق - 273) تصدر موجات كهرومغناطيسية تنتقل عبر الفضاء ( لامادة ) . تستقر درجة حرارة الجسم المشع حين يتساوى ما تستقبلة من اشعاع مع ما تبعثة . تختلف خصائص الاجسام مع الاشعاع من الاجسام المعتمة ولتي تمتص 100% من الاشعاع الساقط الى الاجسام العاكسة والتي تعكس 100% من الاشعاع الساقط عليها ... الاجسام السوداء الغير لامعة هي الانسب لامتصاص الاشعة ... المرايا تعكس الاشعة ... الاجسام الشفافة ( الزجاج ,الهواء ) تمرر الاشعة .
كيف تصنع سخان المياة الشمسي
السخان الشمسي : من ابسط تطبيقات الطاقة الشمسية وأكثرها كفاءة
تعتمد الفكرة على :
- تستقبل اشعة الشمس على مجمع معدني , فتسخن المياة في المجمع
- تصعد المياة الساخنة الى اعلى (بسبب انخفاض كثافتها عن المياة الباردة ) من خلال ماسورة توصيل الى خزان المياة الساخنة
- تستمر الدورة الطبيعية للمياة ( تأثير السيفون الحراري ) الى ان تتساوى درجة حرارة المياة في جميع اجزاء الدورة وتصل الى حدها الاقصى ( 73درجة مئوية) تقريبا ( في بلادنا العربية )
- تبدأ دورة التسخين تلقائيا عند بدئ استعمال المياة الساخنة (نهارا )
سؤال : هل يمكن ان يكون مجمع الطاقة الشمسية في مستوى اعلى من خزان المياة الساخنة ؟
الجواب : لا طبعا لأن ذلك لن يسمح بعمل دورة المياة الطبيعية (تأثير السيفون الحراري)
ابدأ صناعة سخانك
مكونات السخان
يتكون السخان من جزئين اساسيين
1 : خزان للمياة , وتستطيع ان تدبرة من اي موادمتوفرة , صاج او بلاستك بسعة من80 الى 100 لتر ويجب ان يعزل وبأي مواد عزل متوفرة بما في ذلك الملابس القديمة . البراميل القياسية غالبا ما تكون نسبة الارتفاع الى القطر هي 2 : 1 اذن ارتفاع خزانك سيكون اقل قليلا من 80 سم ( سوف نناقش تفاصيل اكثر لاحقا )
2 :مجمع الطاقة
, بمساحة 1.3 م مربع ( وأقترح عليك التصميم الموضح ) ويتكون من
عدد 7 انبوب 2/1 بوصة ( يفضل مجلفن لاطالة العمر ) بطول 150 سم
عدد 2 انبوب 1 بوصة بطول 84 سم تثقب عدد 7 ثقب بقطر 15 مم على مسافات 6+12+12+12+12+12+12+12+6 , تقفل نهايتي الانبوبين
قطعة صاج 84 * 149 سم سمك 0,5 مم
تلحم الانابيب(2/1) على الثقوب في االانبوبين (1) لحام غير قابل للتسريب
يلحم مدخلين (2/1) بوصة بطول 10 سم مسننة (موضح في الرسم )
توضع قطعة الصاج فوق الانابيب الصغيرة وتطبع عليها بمطرقة مطاط لعمل اكبر سطح تلامس بين الانابيب والصاج , ثم تربط قطعة الصاج الى الانابيب بأي كيفية ( اسلاك ,
كلامبات , نقاط لحام قصدير ....) في اكبر عدد من النقاط ,ثم تطلى طبقة الصاج بلون اسود مطفي ( غير لامع )
تثبت المجموعة السابق تكوينها فوق عازل حراري بسمك 7 سم , في صندوق بحجم
160*90*10 سم من الصاج او الخشب او الصاج والخشب
يثبت لوح زجاجي بسمك 3 مم فوق الصندوق ( المسافة بين الزجاج وسطح الصاج = 3 سم )
بهذا تكون صنعت مجمع الطاقة .
تركيب السخان
يثبت مجمع الطاقة على دعائم مناسبة ويوجه الى الجنوب وتكون زاوية ميلة على الافقي= خط العرض (الاسكندرية = 30 درجة تقريبا )
يثبت الخزان المعزول على دعائم مناسبة بحيث يكون مرتفعا عن اعلى نقطة في المجمع بقيمة 20 سم او اكثر
يمكن استعمال خراطيم الري في توصيل المجمع بالخزان ويراعى توصيل النقطة العليا من المجمع ( الخارج الساخن ) بوصلة الخزان الممتدة الى اعلاه وتوصيل النقطة السفلى من المجمع ( الداخل البارد ) بوصلة الخزان القصيرة
يفضل عزل الوصلات بين المجمع وخزان المياة الساخنة
عادة ما يركب السخان الشمسي على اسطح المنازل , وعادة ما يكون هنالك خزانات للمياة على اسطح المنازل , فلو رفع خزان المياة قليلا ليغذي السخان الشمسي لعمل ذلك على توفير الكثير , لان ذلك سيقلل الضغط في شبكة السخان الشمسي وبالتالي امكان استعمال مواد اخف في كل اجزاء السخان الشمس
كيف تقدر حجم سخانك ؟
- الشمس تعطي في منطقتنا العربية فيض طاقة = 1كيلووات / المتر المربع ...
- كفاءة سخان المياة الشمسي ( للمبتدئ ) = 50%
- اذن فأنت بحاجة لمساحة مجمع = 2 متر مربع لتكافئ سخان مياة كهربائي بقدرة 1 كيلووات
- سخان مياة شمسي بمجمع مساحتة 1.3 متر مربع يكافئ سخان كهربائي بقدرة 650 وات تقريبا
- سخان مياة شمسي بمساحة مجمع 1.3 متر مربع ... تسقط علية اشعة الشمس لمدة 5 ساعة يوفر طاقة كهربية = 3.25 كيلووات.ساعة
انتباة ... نقاط يجب مراعاتها
- احكام التساق الزجاج مع الصندوق وسد كل ثغرات تسرب الهواء بأشرطة لاسقة ... يقلل من تسرب الهواء الساخن (تيارات الحمل) الى الجو وبالتالي يرفع كفاءة السخان . يمكنك استخدام رقائق البلاستك الشفاف عوضا عن الزجاج ويراعى احكام لسقة الى الصندوق .
- زيادة سمك مواد العزل ... يرفع كفاءة السخان .
- حفظ الزجاج نظيفا يزيد نفاذيتة وبالتالي يرفع الكفاءة .
- اشعة الشمس تسخن قطعة الصاج ... تنتقل الحرارة من قطعة الصاج الى الانابيب ومن الانابيب الى الماء ... ولذا يجب الحرص على عمل اكبر مساحة التساق بين الانابيب وقطعة الصاج ... افضل النتائج يعطيها اللحام ... لحام القصدير ممكن ... كما يمكن عمل مجاري بقطر مناسب لتحتوي نصف قطر مواسير النصف بوصة
ملف يحتوي على تصميم اخر لسخان المياة الشمسي ابسط واسهل في التنفيذ تستطيع عمل المجمع من ماسورة واحدة . كل ما يجب مراعاتة عند
التنفيذ ان تجعل كل اقسام السربنتينة مائلة دائما لاعلى كي تسمح بالسريان الطبيعي للماء الساخن الى اعلى .
اساسيات
تنتقل الطاقة الحرارية ( الحرارة ) من الاجسام الاكبر درجة حرارة الى الاقل بعدة طرق
- التوصيل (conduction ) وهو انتقال الحرارة عبر جزيئات الجسم ... مثل احساسك بحرارة ملعقة الشاي التي تنتقل الحرارة خلال معدنها بالتوصيل من الشاي الساخن الى يدك ... تختلف المواد في خصائص التوصيل الحراري من المواد جيدة التوصيل مثل كل المعادن ... الى المواد رديئة التوصيل مثل الخشب والمواد العازلة والملابس .
- الحمل (convection ) وهو انتقال الحرارة عبر وسيط ( وعادة ما يكون الهواء) ... مثل انتقال الحرارة من الموقد الى وعاء التسخين اعلى الموقد ... فالحرارة تسخن الهواء الذي يسخن الوعاء ... ويلاحظ هنا ان الهواء الساخن يتجة دائما الى اعلى وذلك بسبب انخفاض كثافتة ( بسبب ارتفاع درجة حرارتة ) .
- الاشعاع (radiation ) . كل الاجسام ( بدرجة حرارة فوق الصفر المطلق - 273) تصدر موجات كهرومغناطيسية تنتقل عبر الفضاء ( لامادة ) . تستقر درجة حرارة الجسم المشع حين يتساوى ما تستقبلة من اشعاع مع ما تبعثة . تختلف خصائص الاجسام مع الاشعاع من الاجسام المعتمة ولتي تمتص 100% من الاشعاع الساقط الى الاجسام العاكسة والتي تعكس 100% من الاشعاع الساقط عليها ... الاجسام السوداء الغير لامعة هي الانسب لامتصاص الاشعة ... المرايا تعكس الاشعة ... الاجسام الشفافة ( الزجاج ,الهواء ) تمرر الاشعة .
كيف تصنع سخان المياة الشمسي
السخان الشمسي : من ابسط تطبيقات الطاقة الشمسية وأكثرها كفاءة
تعتمد الفكرة على :
- تستقبل اشعة الشمس على مجمع معدني , فتسخن المياة في المجمع
- تصعد المياة الساخنة الى اعلى (بسبب انخفاض كثافتها عن المياة الباردة ) من خلال ماسورة توصيل الى خزان المياة الساخنة
- تستمر الدورة الطبيعية للمياة ( تأثير السيفون الحراري ) الى ان تتساوى درجة حرارة المياة في جميع اجزاء الدورة وتصل الى حدها الاقصى ( 73درجة مئوية) تقريبا ( في بلادنا العربية )
- تبدأ دورة التسخين تلقائيا عند بدئ استعمال المياة الساخنة (نهارا )
الجواب : لا طبعا لأن ذلك لن يسمح بعمل دورة المياة الطبيعية (تأثير السيفون الحراري)
ابدأ صناعة سخانك
مكونات السخان
يتكون السخان من جزئين اساسيين
1 : خزان للمياة , وتستطيع ان تدبرة من اي موادمتوفرة , صاج او بلاستك بسعة من80 الى 100 لتر ويجب ان يعزل وبأي مواد عزل متوفرة بما في ذلك الملابس القديمة . البراميل القياسية غالبا ما تكون نسبة الارتفاع الى القطر هي 2 : 1 اذن ارتفاع خزانك سيكون اقل قليلا من 80 سم ( سوف نناقش تفاصيل اكثر لاحقا )
2 :مجمع الطاقة
, بمساحة 1.3 م مربع ( وأقترح عليك التصميم الموضح ) ويتكون من
عدد 7 انبوب 2/1 بوصة ( يفضل مجلفن لاطالة العمر ) بطول 150 سم
عدد 2 انبوب 1 بوصة بطول 84 سم تثقب عدد 7 ثقب بقطر 15 مم على مسافات 6+12+12+12+12+12+12+12+6 , تقفل نهايتي الانبوبين
قطعة صاج 84 * 149 سم سمك 0,5 مم
تلحم الانابيب(2/1) على الثقوب في االانبوبين (1) لحام غير قابل للتسريب
يلحم مدخلين (2/1) بوصة بطول 10 سم مسننة (موضح في الرسم )
توضع قطعة الصاج فوق الانابيب الصغيرة وتطبع عليها بمطرقة مطاط لعمل اكبر سطح تلامس بين الانابيب والصاج , ثم تربط قطعة الصاج الى الانابيب بأي كيفية ( اسلاك ,
كلامبات , نقاط لحام قصدير ....) في اكبر عدد من النقاط ,ثم تطلى طبقة الصاج بلون اسود مطفي ( غير لامع )
تثبت المجموعة السابق تكوينها فوق عازل حراري بسمك 7 سم , في صندوق بحجم
160*90*10 سم من الصاج او الخشب او الصاج والخشب
يثبت لوح زجاجي بسمك 3 مم فوق الصندوق ( المسافة بين الزجاج وسطح الصاج = 3 سم )
بهذا تكون صنعت مجمع الطاقة .
تركيب السخان
يثبت مجمع الطاقة على دعائم مناسبة ويوجه الى الجنوب وتكون زاوية ميلة على الافقي= خط العرض (الاسكندرية = 30 درجة تقريبا )
يثبت الخزان المعزول على دعائم مناسبة بحيث يكون مرتفعا عن اعلى نقطة في المجمع بقيمة 20 سم او اكثر
يمكن استعمال خراطيم الري في توصيل المجمع بالخزان ويراعى توصيل النقطة العليا من المجمع ( الخارج الساخن ) بوصلة الخزان الممتدة الى اعلاه وتوصيل النقطة السفلى من المجمع ( الداخل البارد ) بوصلة الخزان القصيرة
يفضل عزل الوصلات بين المجمع وخزان المياة الساخنة
عادة ما يركب السخان الشمسي على اسطح المنازل , وعادة ما يكون هنالك خزانات للمياة على اسطح المنازل , فلو رفع خزان المياة قليلا ليغذي السخان الشمسي لعمل ذلك على توفير الكثير , لان ذلك سيقلل الضغط في شبكة السخان الشمسي وبالتالي امكان استعمال مواد اخف في كل اجزاء السخان الشمس
كيف تقدر حجم سخانك ؟
- الشمس تعطي في منطقتنا العربية فيض طاقة = 1كيلووات / المتر المربع ...
- كفاءة سخان المياة الشمسي ( للمبتدئ ) = 50%
- اذن فأنت بحاجة لمساحة مجمع = 2 متر مربع لتكافئ سخان مياة كهربائي بقدرة 1 كيلووات
- سخان مياة شمسي بمجمع مساحتة 1.3 متر مربع يكافئ سخان كهربائي بقدرة 650 وات تقريبا
- سخان مياة شمسي بمساحة مجمع 1.3 متر مربع ... تسقط علية اشعة الشمس لمدة 5 ساعة يوفر طاقة كهربية = 3.25 كيلووات.ساعة
انتباة ... نقاط يجب مراعاتها
- احكام التساق الزجاج مع الصندوق وسد كل ثغرات تسرب الهواء بأشرطة لاسقة ... يقلل من تسرب الهواء الساخن (تيارات الحمل) الى الجو وبالتالي يرفع كفاءة السخان . يمكنك استخدام رقائق البلاستك الشفاف عوضا عن الزجاج ويراعى احكام لسقة الى الصندوق .
- زيادة سمك مواد العزل ... يرفع كفاءة السخان .
- حفظ الزجاج نظيفا يزيد نفاذيتة وبالتالي يرفع الكفاءة .
- اشعة الشمس تسخن قطعة الصاج ... تنتقل الحرارة من قطعة الصاج الى الانابيب ومن الانابيب الى الماء ... ولذا يجب الحرص على عمل اكبر مساحة التساق بين الانابيب وقطعة الصاج ... افضل النتائج يعطيها اللحام ... لحام القصدير ممكن ... كما يمكن عمل مجاري بقطر مناسب لتحتوي نصف قطر مواسير النصف بوصة
ملف يحتوي على تصميم اخر لسخان المياة الشمسي ابسط واسهل في التنفيذ تستطيع عمل المجمع من ماسورة واحدة . كل ما يجب مراعاتة عند
التنفيذ ان تجعل كل اقسام السربنتينة مائلة دائما لاعلى كي تسمح بالسريان الطبيعي للماء الساخن الى اعلى .
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق