آموزش ساخت آبگرمکن خورشیدی در خانه

استفاده از انرژی خورشید برای گرم کردن آب، یکی از روش‌های ساده برای کاهش مصرف برق یا گاز است. برخلاف آبگرمکن‌های خورشیدی تجاری که طراحی پیچیده‌تری دارند، می‌توان یک نمونه ساده خانگی ساخت که بر پایه اثر ترموسیفون کار کند. در این روش،با گرم شدن آب در کلکتور، چگالی آن کاهش پیدا می کند و آب گرم به سمت مخزن بالاتر حرکت می کند؛ همزمان آب سردتر از مخزن به سمت کلکتور برمی گردد.؛ بنابراین در شرایط مناسب، سیستم می‌تواند بدون پمپ و تجهیزات کنترلی پیچیده کار کند.

البته نمونه دست‌ساز بیشتر برای پروژه‌های خانگی و آزمایشی مناسب است و نباید بدون در نظر گرفتن الزامات ایمنی، به سیستم آب گرم مصرفی خانه متصل شود. دمای بیش از حد، فشار آب، احتمال یخ‌زدگی و استحکام محل نصب از مهم‌ترین مواردی هستند که باید پیش از راه اندازی در نظر گرفته شوند. در ادامه نحوه ساخت آبگرمکن خورشیدی را توضیح می‌دهیم.

برای خرید پمپ آب خورشیدی کلیک کنید و از محصولات دیدن کنید.

ساخت آبگرمکن خورشیدی چگونه است؟

ساده‌ترین مدل خانگی را می‌توان به شکل یک کلکتور خورشیدی و یک مخزن ذخیره ساخت. کلکتور یا گردآورنده خورشیدی، بخشی از آبگرمکن است که نور خورشید را جذب کرده و گرمای آن را به آب یا سیال داخل لوله‌ها منتقل می‌کند.

در یک سیستم ترموسیفون، مخزن باید بالاتر از کلکتور قرار بگیرد. وقتی آب داخل لوله‌های کلکتور گرم می‌شود، چگالی آن کاهش پیدا می‌کند و به سمت مخزن حرکت می‌کند. هم‌زمان آب سردتر از قسمت پایین مخزن وارد کلکتور می‌شود. این چرخه تا زمانی که کلکتور از مخزن گرم‌تر باشد ادامه پیدا می‌کند.

برای ساخت یک نمونه ساده، می‌توان از یک جعبه عایق شده با سطح تیره و لوله‌های عبور آب استفاده کرد. قرار دادن یک پوشش شفاف روی کلکتور نیز به کاهش اتلاف گرما کمک می‌کند. در نمونه‌های DIY، برای لوله کشی باید از لوله و اتصالاتی استفاده شود که برای دمای آب، فشار کاری و کاربرد آب گرم مصرفی مناسب و تایید شده باشند.

وسایل ساخت آبگرمکن خورشیدی

مواد مورد نیاز بسته به ابعاد و نوع طراحی متفاوت است، اما برای یک نمونه ساده می‌توان از موارد زیر استفاده کرد:

• کلکتور خورشیدی: مهم‌ترین بخش سیستم برای جذب انرژی خورشید و تبدیل آن به گرماست. در مدل‌های ساده خانگی می‌تواند شامل یک صفحه جاذب تیره، لوله‌های انتقال آب، عایق حرارتی و پوشش شفاف باشد.
• یک مخزن آب: ترجیحا عایق‌کاری شده و مناسب نگهداری آب گرم.
• لوله مناسب: برای عبور آب از کلکتور؛ انتخاب جنس لوله باید با دما، فشار و نوع کاربرد سازگار باشد.
• عایق حرارتی: برای کاهش خروج گرما از پشت و اطراف کلکتور.
• جعبه یا قاب مقاوم: برای قرار دادن لوله‌ها، صفحه جاذب و عایق.
• پوشش شفاف: برای کاهش اتلاف گرما از سطح کلکتور.
• اتصالات و شیرآلات مناسب: برای اتصال ایمن لوله‌ها به مخزن و امکان تخلیه یا قطع جریان.
• دماسنج: برای کنترل دمای آب و جلوگیری از افزایش بیش از حد دما.

در ساخت نمونه‌های ترموسیفون، مسیر لوله‌ها باید به گونه‌ای طراحی شود که آب گرم بتواند به سمت مخزن حرکت کند. وجود هوا یا مسیرهایی که باعث جمع شدن آب و اختلال در گردش طبیعی شوند، می‌تواند عملکرد سیستم را مختل کند.

مراحل ساخت آبگرمکن خورشیدی در خانه

۱. ساخت قاب کلکتور

ابتدا یک قاب مقاوم برای کلکتور بسازید. داخل آن باید فضایی برای عایق، صفحه جاذب و لوله‌های انتقال آب وجود داشته باشد. کف قاب را با عایق حرارتی بپوشانید تا گرمای جذب شده کمتر به محیط منتقل شود.

۲. نصب صفحه جاذب و لوله‌ها

صفحه فلزی را داخل قاب قرار دهید و لوله‌ها را به شکلی منظم روی آن نصب کنید. بهتر است سطح جاذب رنگ تیره و مقاوم در برابر دمای بالا داشته باشد تا انرژی تابشی بیشتری جذب کند.

۳. پوشاندن سطح کلکتور

پس از نصب لوله‌ها، سطح کلکتور را با یک پوشش شفاف مناسب بپوشانید. این پوشش به کاهش اتلاف گرما از سطح کلکتور کمک می کند. پوشش باید به گونه‌ای نصب شود که در برابر شرایط محیطی مقاوم باشد و امکان ورود آب باران به داخل قاب را کاهش دهد.

۴. اتصال کلکتور به مخزن

در این مرحله، کلکتور را با دو مسیر لوله به مخزن متصل کنید. مسیر خروج آب گرم باید از قسمت بالایی کلکتور به سمت بالای مخزن حرکت کند و مسیر آب سرد نیز از قسمت پایین مخزن به بخش پایینی کلکتور برسد.

در سیستم ترموسیفون، قرار گرفتن مخزن بالاتر از کلکتور اهمیت زیادی دارد؛ زیرا گردش طبیعی آب بر اثر اختلاف چگالی و نیروی گرانش ایجاد می‌شود.

۵. عایق‌کاری لوله‌ها

لوله‌های بین کلکتور و مخزن، مخصوصا بخش‌هایی که در معرض هوای آزاد قرار دارند، باید عایق شوند. این کار باعث می‌شود گرمای آب در مسیر انتقال کمتر از دست برود.

۶. نصب و آزمایش سیستم

کلکتور باید در محلی با کمترین سایه و با جهت و زاویه مناسب نسبت به موقعیت جغرافیایی محل نصب قرار گیرد. پس از نصب، سیستم باید از نظر نشتی، فشار و عملکرد گردش طبیعی بررسی شود. در سیستمی که به آب گرم مصرفی ساختمان متصل می شود، تجهیزات ایمنی، شیرهای اطمینان و کنترل دما باید پیش از بهره برداری بررسی شوند. راه اندازی چنین سیستمی بهتر است توسط فرد متخصص انجام شود.

پس از قرار گرفتن کلکتور در معرض نور خورشید، دمای آب را در فواصل مختلف اندازه بگیرید. اگر طراحی ترموسیفون درست باشد، آب گرم از کلکتور به سمت مخزن حرکت می‌کند و آب سردتر جای آن را می‌گیرد.

نکات ایمنی مهم

ساخت یک آبگرمکن خورشیدی خانگی با نصب آن روی بام و اتصال مستقیم به شبکه آب ساختمان تفاوت زیادی دارد. مخزن پر از آب وزن قابل توجهی ایجاد می‌کند و محل نصب باید توان تحمل این بار را داشته باشد. همچنین سیستم‌های خورشیدی حرارتی می‌توانند آب را به دمای بالا برسانند و در صورت طراحی نامناسب، با مشکلات فشار و دمای بیش از حد مواجه شوند.

در مناطق سردسیر، یخ‌زدگی لوله‌ها نیز یک خطر جدی است. برخی سیستم‌های ساده باید در فصل سرد تخلیه شوند و سیستم‌های پیشرفته‌تر می‌توانند از مدار غیرمستقیم و سیال ضدیخ به همراه مبدل حرارتی استفاده کنند.

بنابراین اگر هدف، تامین آب گرم مصرفی یک ساختمان است، بهتر است طراحی و نصب نهایی توسط فرد متخصص انجام شود و سیستم مطابق مقررات لوله کشی و ساختمان محل اجرا باشد.

برای خرید و اطلاع از قیمت شارژر خورشیدی کلیک کنید.

جمع‌بندی

ساخت آبگرمکن خورشیدی خانگی را می‌توان با یک کلکتور ساده، لوله‌های انتقال آب، مخزن عایق شده و پوشش شفاف انجام داد. در مدل ترموسیفون، آب گرم به طور طبیعی به سمت مخزن بالاتر حرکت می‌کند و آب سردتر به کلکتور برمی‌گردد؛ بنابراین برای گردش آب به پمپ نیاز نیست.

با این حال، عملکرد مناسب سیستم به طراحی صحیح کلکتور، عایق‌کاری، موقعیت مخزن، شیب لوله‌ها و شرایط آب‌وهوایی بستگی دارد. برای استفاده دائمی و اتصال به آب گرم مصرفی خانه نیز رعایت الزامات ایمنی و استفاده از تجهیزات مناسب اهمیت زیادی دارد.

برای تهیه انواع پنل خورشیدی خانگی به سایت سولار دماوند مراجعه کنید.

سوالات متداول