شرح السخانات الشمسية ومكونات السخانات الشمسية وانواع السخانات الشمسية ومميزاتها وعيوبها وافضل انواع السخانات الشمسية واسعارها واهم النقاط الواجب مرعتها قبل شراء سخان شمسى.
السخانات الشمسية هى احد انواع سخانات الماء والتى تستخدم الطاقة الشمسية فى تسخين الماء على خلاف السخانات الكهربية والتى تستخدم الكهرباء او السخانات التى تعمل بالغاز بالتالى فان السخانات الشمسية هى الاكثر توفيرا لانها لاتحتاج الى كهرباء او غاز لتسخين الماء وعوضا عن الوقود المكلف تستخدم الطاقة الشمسية المجانية فى تسخين الماء.
مكونات السخان الشمسى
يتكون اى سخان شمسى من مكونات اساسية وهى
- المجمع الشمسى ووظيفته تجميع وتركيز اشعة الشمس لتسخين الماء.
- خزان ماء معزول حرارياً للاحتفاظ بالماء ساخناً طيلة الليل.
- قاعدة السخان وهو هيكل معدنى ليحمل الخزان والمجمع الشمسى عليه ويكون المجمع الشمسى بزاوية ميل معينة لتحقيق اعلى كفائة.
- سخان كهرباء احتياطيا وثيرموستات حيث يعمل فقط فى حالة انخفاض حرارة الماء نهارا لضعف الطاقة الشمسية بسبب الغيوم.
- صمام ضغط لحماية خزان الماء من ارتفاع الضغط بداخله فهو يعمل صمام امان.
- مواسير ووصلات ومحابس لدخول وخروج الماء من والى الخزان.
فيما يلى شرح ممبسط لاهم مكونات السخان الشمسى
المجمع الشمسى solar collector
وظيفته تجميع اشعة الشمس وامتصاصها بواسطة مادة داكنة ماصة للحرارة واستخدام هذه الحرارة فى تسخين الماء وهو ينقسم الى نوعين نوع مسطح عبارة عن لوح الومونيوم او نحاس مدهون بمادة ماصة للحرارة ومغلق من اعلى بزجاج شفاف معالج حراريا بسمك 4 مللى, ونوع اخر انبوبى عباره عن انبوبان داخل بعض من الزجاج وبينهم فراغ ويدهن الانبوب الداخلى بمادة ماصة للحرارة وسيشرح النوعان بالتفصيل لاحقاً.
ترتفع حرارة المجمع الشمسى بصورة كبيرة لتصل الى 96 درجة مئوية فى وجود الماء او 200 درجة مئوية فى حالة عدم وجود الماء لذا يجب ان تصنع جميع مواد المجمع الشمسى من مواد تتحمل هذه الحرارة العالية فالزجاج الشفاف باعلى المجمع الشمسى يكون معالج حرارياً لتحمل الحرارة العالية كما يتم تركيبه واحكام اغلاقه sealed بصورة جيدة لمنع تسرب الحرارة للخارج ولمنع تجمع بخار الماء بداخل المجمع, ايضا يجب ان يكون الاطار frame المجمع الشمسى مقاوم للحرارة ويكون عادة من البلاستيك او من الخشب او من المعدن.
الطلاء الماص للحرارة يكون اما الكروم الاسود black chrome او النيكل الاسود black nickel او التينوكس الازرق blue Tionx وذلك لتميز هذه الانواع بالقدرة العالية على امتصاص الحرارة فالالوان الداكنة تمتص الحرارة بصورة اكبر من الالوان الفاتحة لذا تجد الطلاء اسود او ازرق والذى يميز هذه المواد بالتحديد عن اى طلاء اخر داكن مثل طلاء ورنيش اسود مقاوم للحرارة Black temperature-resistant lacquer هو ان هذه المواد تتميز بمفاقيد حرارية منخفضة فلا تفقد الحرارة مرة اخرى بصورة اشعاع حرارى heat radiation مثل اى طلاء داكن اخر بالتالى تكون ذا كفائة عالية بالاضافة طبعا الى انها تتحمل درجات الحرار العالية heat resistance.
مساحة سطح المجمع الشمسى فى حالة المجمع المسطح او عدد الانابيب فى حالة المجمع الانبوبى يجب ان تكون متوافقة مع سعة خزان الماء فكلما زادت سعة خزان الماء كلما احتاج الى مجمع شمسى ذا مساحة اكبر لتسخين المقدار الكبير من الماء, ويفضل الا تقل مساحة المجمع المسطح عن 1.2 متر مربع لكل 100 لتر من الماء او 10 انابيب لكل 100 لتر من الماء فى حالة المجمع الشمسى ذا الانابيب.
الخزان الحرارى
الخزان الحرارى هو خزان ماء اسطوانى الشكل معزول حراريا للحفاظ على حرارة الماء وبداخله مبادل حرارى لتسخين الماء ويصنع جسم الخزان والمبادل من نفس المادة وهى اما من الاستانلس وهو الافضل والاغلى او من الفولاذ المجلف والمدهون بطلاء الاينامل المضاد للصدء والتأكل ويعزل الخزان حراريا بالصوف الزجاجى او الصخرى او مادة البولى يوريثان وسمك العزل يجب الا يقل عن 50 مللى ويتوفر بسعات مختلفة 100-150-200-300 لتر, مع الانتباه الى ضرورة وجود حماية كاثودية من التأكل بواسطة عمود من الماغنيسيوم وذلك ان كان الخزان مصنوع من الصلب او الفولاذ ولانحتاج الى الحماية الكاثودية فى حالة الاستانلس.
ويجدر الاشارة الى ان الاستانلس مضاد للصدأ فهو لايصدأ اما الحديد المجلفن فهو مقاوم للصدأ ولايمنع الصدء والذى سيحدث عاجلا اما اجلا لذا يكون عمر الخزان الاستانلس كبير ويصل الى 25 عاما على خلاف عمر السخان الصلب المجلف والذى يكون قرابة 5 سنوات وقد يصل الى 10 سنوات فى حالة الخزان الصلب المجلفن المدهون بطبقة الاينامول, كما يجب الانتباه الى سمك المعدن المصنوع منه الخزان يجب الا يقل عن 3 مم وذلك حتى يتحمل الماء المضغوط حتى 6 بار.
قاعدة السخان
قاعدة السخان او الهيكل المعدنى للسخان يصنع عادة من الحديد المجلفن المقاوم للصدأ او من الالومونيوم البحرى بسمك مناسب ليتحمل وزن المجمع الشمسى والخزان الحرارى حيث يثبت الخزان باعلى القاعدة ويثبت اسفله المجمع الشمسى مع مراعاة توجيه السخان باتجاه الشمس وبزاوية ميل مناسبة لتحقيق اعلى كفاءة.
السخان الكهربى الاحتياطى Auxiliary Electric Heater
يعمل هذا السخان بالكهرباء فى حالة انخفاض حرارة الماء اما بسبب زيادة الاستخدام او بسبب ضعف الطاقة الشمسية بسبب الغيوم, مع الانتباه ان الموقع الجغرافى للسخان الشمسى يحدد بدرجة كبيرة كفائته فوجود السخان بمنطقة مشمسة مثل دول الحزام الشمسى يمكن ان يوفر السخان الشمسى الكهرباء بنسبة 100% ويعنى ذلك عدم الحاجة لتشغيل السخان الكهربى الا نادرا على خلاف وجود السخان الشمسى بمنطقة اقل فى الطاقة الشمسية فتكون توفير الكهرباء بنسبة 50% ويعنى ذلك استخدام الكهرباء بنسبة 50% لتسخين الماء بسبب الغيوم, مع الانتباه الى ان السخان الكهربى يعمل ويفصل ألياً بفضل الثيرموستات ويكون عادة السخان والثيرموستات صناعة ايطالية وقدرة السخان عادة تكون 2-4 كيلو واط فى الاستخدامات المنزلية.
أنواع السخانات الشمسية
تنقسم السخانات الشمسية تبعا لنوع المجمع الشمسى الى نوعيين رئيسيين
- السخانات الشمسية المسطحة Flat plate collector
- السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة Evacuated tube collector ويوجد منها نوعين انابيب زجاجية وانابيب نحاسية heat tube
السخانات الشمسية المسطحة Flat plate collector
المجمع الشمسى مسطح وهو عبارة عن لوح مسطح رقيق مصنوع من النحاس او الالومونيوم ومطلى بمادة داكنة شديدة الامتصاص لاشعة الشمس حيث يسخن هذا اللوح المسطح ويمر الماء بانابيب نحاسية فيحدث تبادل حرارى بين اللوح المسطح والانابيب النحاسية بالتالى تسخن الماء ويعزل هذا المجمع والانابيب بالصوف الزجاجى لمنع تسرب الحرارة للخارج كما يغطى المجمع بلوح زجاجى لحمايته وعزله حراريا ايضا.
مميزات السخانات الشمسية المسطحة
اهم مميزات السخانات الشمسية المسطحة
- يمكن استخدام الماء المضغوط لانه يستخدم مواسير نحاسية تتحمل ضغط الماء.
- عمره الافتراضى كبير ويصل الى 25 عام.
عيوب السخانات الشمسية المسطحة
اهم عيوب السخانات الشمسية المسطحة
- غالى الثمن بسبب الانابيب النحاسية مرتفعة الثمن وبسبب ان المجمع الشمسى المسطح قد يصنع من النحاس الغالى.
- عدم التحكم الدقيق بحرارة الماء كالسخان الكهربى.
- قد تحدث اعطال بسبب تسريب او سدد بطلمبة ضغط الماء.
استخدامات السخانات الشمسية المسطحة
يمكن استخدام السخان الشمسى المسطح فى كافة التطبيقات المنزلية والادارية والصناعية او فى حمام السباحة حيث يمكنك ضغط الماء او عدم ضغطه ويفضل استخدامها فى المناطق لا تكون شديدة البردودة اى درجة حرارة فوق الصفر.
السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة Evacuated tube collector
يكون المجمع الشمسى فى هذا النوع من السخانات الشمسية عبارة عن انبوب زجاجى شفاف يسمح بمرور اشعة الشمس الى داخله حيث يوجد انبوب اخر بالداخل مطلى بمادة داكنة تمتص اشعة الشمس بصورة كبيرة فيسخن الانبوب الداخلى ويوجد فراغ بين الانبوبين حيث يتم تفريغ الهواء بينهم لزيادة العزل الحرارى ولمنع تسرب الحرارة للجو المحيط وهذا النوع اكثر كفائة من المجمع الشمسى المسطح كما انه يتميز عنه بانه لايحدث تسريب للهواء الى الداخل حيث ان الانابيب الزجاجية اكثر كفائة من المجمع الشمسى المسطح والذى يحتاج الى اعادة تفريغ للهواء كل فترة لان الضغط الجوى يتسرب الى الداخل مع الوقت.
الجدير بالذكر ان السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة لاتحتاج الى وجود مبادل حرارى.
السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة او يمكن ان نطلق عليها السخانات الشمسية الانبوبية لانها تتكون من انابيب وهى تنقسم الى نوعيين رئيسيين تبعا لنوع الانبوب الداخلى زجاجى ام نحاسى.
مميزات السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة
- السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة كفائتها عالية.
- السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة تحتاج الى مساحة اقل.
- السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة لاتحتاج الى اعادة تفريغ الهواء كل فترة مثل السخانات المسطحة.
- السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة من النوع الزجاجى رخصية الثمن.
تتميز السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة بالكفائة العالية وتزيد كفائتها كلما انخفضت حرارة الجو لذا تكون فعالة جدا فى المناطق الباردة والتى تصل حرارة الجو الى الصفر او ما دون الصفر, اما فى الاماكن التى تكون حرارتها اعلى من الصفر فى الشتاء فان كفائتها تكون قريبة من كفائة السخانات الشمسية المسطحة وان كانت اعلى منها بقليل, كما ان النوع الزجاجى منها رخيص الثمن مقارنة بالنحاسى, كما ان مساحة المجمع الشمسى اقل منها فى حالة المجمع الشمسى المسطح بفضل كفائتها العالية, ولانها توضع بداخل انبوب زجاجى فذلك يمنع تسرب الضغط الجوى الى الفراغ بين الانبوبين على خلاف المجمع المسطح والذى يتسرب الهواء مع الزمن الى الداخل فمهما كانت جودة اللحام sealing للوح الزجاجى الخارجى مع جسم المجمع فسيجد الهواء طريقه الى الداخل مع الزمن مما يخفض كفائته.
عيوب السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة
العيب الرئيسى للسخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة ى ارتفاع ثمنها مقارنبة بالسخانات الشمسية المسطحة.
استخدامات السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة
يفضل استخدام السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة فى الاماكن شديدة البرودة عند صفر او دون الصفر لان كفائتها عالية بفضل العزل الحرارى باستخدام الفراغ مع الانتباه الى ان السخانات ذا الانبوب الزجاجى لا تستخدم مع الماء المضغوط closed loop لان الماء يمر مباشرة بالانبوب الزجاجى الداخلى وهو لن يتحمل ضغط الماء اما السخانات ذا الانبوب النحاسى فتستخدم مع الماء المضغوط بدون مشاكل.
انواع السخانات الشمسية الانبوبية
- سخان شمسى انبوبى زجاجى حيث يتكون المجمع الشمسى من انابيب زجاجية خارجية بداخلها انابيب زجاجية داخلية ومعزولين عن بعضهما بفراغ.
- سخان شمسى انبوبى نحاسى حيث يتكون المجمع الشمسى من انابيب زجاجية بداخلها انابيب نحاسية يوجد بها سائل حرارى سريع التبخر وهى تعرف بالانابيب الحرارية heat tube
السخانات الشمسية الانبوبية الزجاجية
المجمع الشمسى عبارة عن انبوب زجاجى شفاف يسمح بمرور اشعة الشمس الى داخله حيث يوجد بداخله انبوب زجاجى مطلى بمادة داكنة تمتص اشعة الشمس بصورة كبيرة فيسخن الانبوب الداخلى والذى يوجد به ماء فيسخن الماء بدوره, مع الانتباه الى وجود فراغ vacuum بين الانبوب الداخلى والخارجى بالتالى لاتنتقل حرارة الانبوب الداخلى الى الخارجى ومنها للجو مما يجعله اعلى كفائة حيث قد تصل حرارة الانبوب الداخلى الى اكثثر من 90 درجة مئوية وتظل حرارة الانبوب الخارجى بحرارة الجو حيث ان الحرارة لاتنتقل عبر الفراغ ويلزمها وسط لتنتقل خلاله فيعمل الفراغ كعازل حرارى فعال بين الانبوبين وفى هذا النوع يحافظ المجمع الشمسى على الفراغ بداخله حيث يصعب تسرب الهواء اليه على خلاف المجمع الشمسى المسطح.
المياه البارده تكون اثقل من المياه الساخنة لذا يتم توصيل اسفل الخزان بالمواسير الداخلية للمجمع الشمسى حيث تنساب المياه البارده من اسفل الخزان الى المجمع الشمسى لتسخن ثم تعود الى اعلى الخزان مرة اخرى مما يعمل على تسخين الماء بصورة فعالة.
مميزات السخانات الشمسية الانبوبية الزجاجية
الميزة الاولى للسخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة الزجاجية هى الكفائة العالية فى الاماكن الباردة, والميزة الثانية للسخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة المصنوعة من الزجاج هى رخص ثمنها مقارنة بتلك المصنوعه من النحاس.
عيوب السخانات الشمسية الانبوبية الزجاجية
على الرغم من الكفائة العالية للسخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة الزجاجية الا ان لها بعض العيوب وفيما يلى اهم عيوب السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة الزجاجية
- تصنع الانابيب الزجاجية بسمك صغير قرابة 1.6 مللى بالتالى لايمكن ضغط الماء عبرها.
- قد تتعرض الانابيب الزجاجية للكسر بفعل العواصف والصاعقة الرعدية.
- الجوانات الموجودة بين الانابيب والخزان يلزم تغيرها بصفة دورية والا ستتلف وتسرب المياه.
- عمر افتراضى قصير نسبياً قرابة 10 سنوات.
استخدامات السخانات الشمسية الانبوبية الزجاجية
- كفائتها عالية ومفضلة للاستخدام بالاجواء شديدة البرودة
- رخيصة الثمن
يفضل استخدام السخانات الشمسية ذا الانابيب المفرغة الزجاجية فى الانظمة التى لاتحتاج ماء مضغوط مثل حمام السباحة او الاماكن الغير متصلة بشبكات المياه المحلية المضغوطه.
السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية heat pipe
عباره عن انبوب زجاجى خارجى بداخله لوح رقيق من مادة ماصة للحرارة وفى منتصفها انبوب من المعدن وعادة النحاس ويفرغ الهواء بداخل الانبوب النحاسى ويوضع بها سائل حرارى مثل الميثانول methanol حيث تمتص المادة الحرارية الماصة لحرارة الشمس بالتالى تسخن الانبوب النحاسى فيتبخر السائل الحرارى ويصعد البخار لاعلى الانبوب النحاسى المغلق condenser فيسخن الماء ويتكثف البخار الى سائل مرة اخرى ويسقط للاسفل الانبوب النحاسى ودواليك حيث يجب ان يكون الانبوب بزاوية ميل معينة لتسهيل عودة السائل الحرارى, ويسمى هذا الانبوب النحاسى بانبوب الحرارة heat pipe.
صورة توضيحية لمكونات السخان الشمسى من النوع الانبوبة الحرارية, وستلاحظ الانبووب الزجاجى المفرغ وبدداخله لوح ماص للحرارة وفوق اللوح يوجد انبوب نحاسى وطرف الانبوب النحاسى الساخن يوضع بمبادل حرارى مستطيل من النحاس حيث يمر به الماء.
صورة توضيحية مع صورة فعلية لسخان شمسى بتقنية الانابيب الحرارية وتستطيع ان ترى شكل الانابيب الزجاجية وشكل المبادل الحرارى ويمكنك ان تتبين الانابيب النحاسية وهى تتصل بداخل المبادل الحرارى.
مميزات السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية
- السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية كفائتها عالية
- السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية تستخدم فى الاجواء شديدة البرودة
- السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية عمرها الافتراضى كبير
- السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية تستخدم مع الماء المضغوط
- السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية تستخدم فى الدوائر المغلقة
تتميز السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية بالكفائة العالية فى الاماكن شديدة البرودىة كما يتميز بامكانية استخدامه مع الماء المضغوط بالتالى هو مناسب لكل التطبيقات وهذا النوع هو الاعلى كفائة من بين كل السخانات الشمسية.
عيوب السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية
العيب الرئيسى لها هى ارتفاع تكلفتها فهى الاغلى ثمنا بالاضافة الى انها يجب ان توضع فوق السقف على خلاف بعض الانواع الى يمكن وضعها كسقف!.
استخدامات السخانات الشمسية الانبوبية النحاسية
يمكن استخدام السخانات الشمسية الانبوبية فى جميع التطبيقات المنزلية والادارية والصناعية وحمامات السباحة كما يمكن استخدامها مع النظام المضغوط closed loop او النظام المفتوح open loop اى تستخدم فى حالة الماء المضغوط او المماء الغير مضغوط وهى اكثر السخانات الشمسية كفائة وسعرها غالى الثمن.
انوع انظمة التسخين بالسخانات الشمسية
- نظام تسخين مفتوح open loop system لايوجد به مبادل حرارى والماء لايكون مضغوط ويعتمد على السقوط الحر للماء من الخزان المثبت بعلو.
- نظام تسخين مغلق closed loop system يوجد به مبادل حرارى ويكون الماء مضغوط ويتم استخدام طلمبة لنقل الماء من الخزان للمجمع الشمسى.
نظام تسخين مفتوح open loop system
فى هذا النظام لايتم استخدام طلمبة ولا مبادل حرارى حيث يمر الماء من الخزان مباشرة الى المجمع الشمسى لتسخينه ثم يعود مرة اخرى اى الخزان, وتعتمد هنا نظرية العمل على Thermosyphon حيث ان الماء البارد يكون اثقل من الماء الساخن لذا يتم عمل انبوب باسفل الخزان لسحب الماء البارد الى المجمع الشمسى وبعد ان يسخن يرتفع لاعلى الماء الساخن ويعود لاعلى الخزان مع الانتباه الى وضع الخزان على مستوى اعلى من المجمع الشمسى لتسقط الماء سقوط حر بفعل الجاذبية الى المجمع الشمسى.
مميزات النظام المفتوح
- رخيص الثمن.
- سهل الصيانة والتركيب.
- قلة الاعطال.
عيوب النظام المفتوح
- يجب وضعه على ارتفاع.
- يجب تركيبه جيدا والا سيبرد الماء ليلا.
- لايستخدم فى الاماكن شديدة البرودة حتى لايتجمد الماء.
- لايستخدم مع الماء كثير الاملاح والشوائب.
- لايستخدم مع الماء المضغوط.
- لايستخدم مع السعات الكبيرة لان الخزان سيكون كبير وستكون هناك صعوبة بوضعه اعلى المجمع الشمسى.
يتميز النظام المفتوح بانه رخيص الثمن لعدم الحاجة لطلمبة ماء ولا لمبادل حرارى وايضا قليل الاعطال والصيانة الا انه لايمكن استخدامه فى الاماكن الثلجية حتى لايتجمد الماء بالانابيب كما انه ليعمل بطريقة فعاالة فيجب وضعه على ارتفاع وعادة فى سطح المبنى حيث تعمل الجاذبية على سهولة مرور الماء من الخزان للمجمع وهنا فيجب التنبيه على ضرورة التركيب الجيد للخزان فوق المجمع الشمسى وظبط موضعه جيدا والا فان الدورة قد تنعكس ليلا فيمر الماء الساخن من اعلى الخزان الى المجمع الشمسى (البارد لعدم وجود شمس) فيبرد ويعود للخزان بالتالى يفقد الماء حرارته ليلا نتيجة التركيب الخاطىء!.
ولعدم وجود مبادل حرارى ومرور الماء مباشرة بالمجمع الشمسى فقد يحدث سدد للانابيب نتيجة الرواسب او الشوائب بالماء وايضا نتيجة الترسبات الكلسية بسبب الاملاح بالماء لذا يفضل استخدام هذا النظام فى حالة عدم وجود شوائب بالماء وانخفاض الاملاح الذائبة بالماء, ولعدم وجود طلمبة فان الماء الساخن من الخزان الى المستخدم يكون غير مضغوط
يستخدم النظام المفتوح بصورة اساسية مع المجمع الشمسى ذا الانابيب المفرغة الزجاجية كما يمكن استخدامه مع المجمع الشمسى المسطح.
نظام تسخين مغلق closed loop system
فى النظام المغلق يكون دائرة المجمع الشمسى مغلقة ومنفصلة عن الخزان حيث يتصل المجمع الشمسى بمبادل حرارى بداخل الخزان لتسخين مياه الخزان, اما دائرة المجمع الشمسى فبها ماء مقطر مضاف اليه مانع للتجمد وطلمبة تعمل على تدوير الماء الساخن بالمبادل الحرارى وهذا النظام هو افضل بالطبع ولكنه اغلى.
يتم قياس حرارة الماء بالخزان وبالمجمع الشمسى فان كان فرق الحرارة بينهم 10 درجات مئوية مثلا تعمل الطلمبة لتدوير الماء الساخن بالمبادل الحرارى فترتفع حرارة ماء الخزان وتنخفض حرارة ماء المجمع الشمسى حتى يصل فرق الحرارة الى 5 درجات ئوية مثلا فتفصل اللمبة وهكذا حتى يصل الفرق الى 10 درجات مرة اخرى فتعمل وهكذا.
مميزات النظام المغلق
- يستخدم فى الاماكن شديدة البرودة حيث يتم الفصل بين دائرة الماء النقى ودائرة ماء التسخين بالمجمع الشمى المضاف اليه مانع تجمد
- يستخدم مع الماء المضغوط بالتالى يمكن للمستخدم خلط الماء بكفاءة باستخدام صنبور خلاط ماء بارد وماء ساخن للحصول على الحرارة المناسبة حيث يكون الخلط للماء البارد والساخن فعال لانهم بنفس الضغط.
- قلة الاعطال بالمجمع الشمسى فلن يحدث سدد ولا ترسبات بالمجمع الشمسى لان الدائرة مغلقة والماء مقطر.
- لايحتاج الى مكان مرتفع كالنظام المفتوح فهو يعتمد على الطلمبة.
- يمكن الفصل بين خزان الماء والمجمع الشمسى حيث توجد طلمبة لنقل الماء بينهم.
- يستخدم مع السخانات ذات السعة الكبيرة حيث لايمكن وضع خزان كبير اعلى المجمع فى النظام المفتوح!.
عيوب النظام المغلق
- عالى التكلفة
- الطلمبة تحتاج الى الصيانة وقد يحدث بها تسريب او تعطب
- يحتاج الى اجزاء اضافية مثل الطلمبة ومستشعرات الحرارة وثيرموستات وصمام امان سفتى ضد ارتفاع الضغط فى دائرة ماء المجمع الشمسى وايضا الى خزان تمدد صغير لتعويض الماء المقطر.
يستخدم النظام المغلق مع المجمع الشمسى المسطح والمجمع الشمسى ذا الانابيب المفرغة النحاسى او مايعرف بالانابيب الحرارية ولا يستخدم هذا النظام مع المجمع الشمسى ذا الانابيب المفرغة الزجاجى.
مقارنة بين أنواع السخانات الشمسية
مقارنة بين أنواع السخانات الشمسية السخان الشمسى المسطح والسخان الشمسى الانبوبى.
| السخانات الشمسية الانبوب الحرارى | السخانات الشمسية الانبوبية المفرغة | السخانات الشمسية المسطحة |
| دائرة مغلقة فقط | دائرة مفتوحة فقط | دائرة مغلقة او مفتوحة |
| نظام ماء مضغوط او غير مضغوط | نظام ماء غير مضغوط | نظام ماء مضغوط او غير مضغوط |
| تركيب الخزان باى مكان | تركيب الخزان باعلى المجمع الشمسى, والسخان الشمسى يجب ان يكون فوق سطح المنزل | تركيب الخزان باى مكان |
| يستخدم فى كل الاماكن بما فيها شديدة البرودة دون الصفر | يستخدم فى الاماكن الباردة فوق الصفر مئوى | يستخدم فى كل الاماكن بما فيها شديدة البرودة دون الصفر |
| كفائة عالية فى الغيوم والشمس الغير مباشرة | كفائة منخفضة فى الغيوم والشمس الغير مباشرة | كفائة عالية فى الغيوم والشمس الغير مباشرة |
| عمر افتراضى 25 عام | عمر افتراضى 10 اعوام | عمر افتراضى 25 عام |
مميزات السخان الشمسي
- موفر للكهرباء
- لايعتمد على الكهرباء ولا الغاز ولا الوقود الاحفورى غالى الثمن بالتالى لايتاثر بتقلبات اسعار الطاقة.
- طاقة نظيفة وغير ملوث للبيئة
- طاقة متجددة لاتنضب.
تتميز السخانات الشمسية بانخفاض استهلاك الكهرباء لانها تعتمد على الشمس فى تسخين المياه ويتم اتشغيل سخان كهرباء احتياطى فقط اثناء الغيوم مما يخفض استهلاك الكهرباء بصورة كبيرة وفى خلال بضعة سنوات تكون قد استعدت ثمن السخان الشمسى, بالاضافة الى ان الطاقة الشمسية طاقة نظيفة ومتجددة.
عيوب السخان الشمسي
- غالى الثمن.
- يعتمد على حالة الطقس حيث تحجب الغيوم ضوء الشمس كما انه يعتمد على الشمس والتى لاتتوفر طوال 24 ساعة.
- يشغل مساحة كبيرة ولا يتم تركيبه بداخل المنزل ولكن على السطح.
- قد ترتفع حرارة الماء بصورة مفاجئئة احيانا.
اهم عيوب السخان الشمسى هو السعر االعالى للسخان الشمسى مقارنة بالسخان الكهربى او سخان الغاز ولكنك ستستعيد هذا المال على المدى الطويل من توفير استهلاك الكهرباء, كما انه يحتاج الى مكان به شمس مباشرة للحصول على كفاءة عالية بالتالى قد لايكون مفضل لكل الاماكن بالاضافة الى ان الشمس لاتكون موجودة 24 ساعة بل فى فترة النهار وعدم وجود غيوم فقط واهم عيوب السخانات الشمسية هو امكانية التغير المفاجىء لحرارة ماء السخان الشمسى بصورة قد تكون خطيرة احيانا وينصح بفتح الصنوبر والانتظار قليلا لضمان ثبات الحرارة, والعيب الاخير هو انه يشغل مساحة كبيرة ويفضل تركيبه بسطح المنزل.
مقارنة بين السخان الشمسى والسخان الكهربى
يوضح هذا الجدول الفروقات الرئيسية بين السخان الشمسى والسخان الكهربى.
| السخان الشمسى | السخان الكهربى |
| يسخن الماء فى فترة سطوع الشمس فقط ويحفظ الماء الساخن بخزان معزول حراريا | يسخن الماء فى اى وقت وبمجرد انخفاض حرارة الماء بالسخان عن القيمة المضبوط عليها الثيرموستات لانه يعمل بالكهرباء |
| حرارة الماء قد تكون غير مستقرة نظرا لاعتماده على اشعة الشمس فان حرارة الماء قد تكون عالية احيانا تبعا لحالة الطقس | حرارة الماء تكون مستقرة بفضل الثيرموستات فهو يعمل بواسطة الكهرباء فقط |
| لكل شخص بالاسرة نختار خزان ماء بسعة 50 لتر ماء | لكل شخص بالاسرة نختار خزان ماء بسعة 30 لتر ماء |
| يستهلك كهرباء منخفضة جدا حيث يعمل سخان كهربى صغير احتياطيا فى حالة وجود غيوم فقط | يستهلك كهرباء عالية جدا |
| تكلفة ابتدائية عالية وتكلفة تشغيل منخفضة: فسعر السخان الشمسى عالى التكلفة لكنه يوفر فاتورة الكهرباء وستستعيد مالك بعد بضعة سنوات | تكلفة ابتدائية منخفضة وتكلفة تشغيل عالية: فسعر السخان الكهربى منخفض التكلفة نسبيا ولكنه عالى فى استهلاك الكهرباء |
أفضل أنواع السخانات الشمسية
يتم اختيار السخانات الشمسية على اساس عدد من العوامل
- سعة الخزان الحرارى للسخان الشمسى وتقاس باللتر وتتوفر بسعات 100-150-200-300-400 لتر.
- نوع المجمع الشمسى هل هو مسطح وما هى مساحته بالمتر ام انبوبى وما هو عدد الانابيب.
- نوع النظام هل هو نظام مفتوح ام نظام مغلق؟ والافضل هو النظام المغلق
- يجب ان يكون السخان وكل مكوناته معتمدة بشهادة الاعتماد Keymark اوIAPMO R&T.
لاختيار افضل انواع السخانات الشمسية يجب قراءة المواصفات الفنية للسخان الشمسى باهتمام وتركيز فكما يقال الشيطان يكمن فى التفاصيل وفيما يلى اهم النقاط الواجب مراجعتها للحكم على السخان الشمسى.
- ماهو نوع المادة الماصة للحرارة الكروم الاسود black chrome او النيكل الاسود black nickel او التينوكس الازرق blue Tionx؟ والافضل والاعلى كفاءة والاغلى هى التينوكس الازرق blue Tinox.
- فى حالة السخان المسطح ما هى المادة المصنوع منها السطح الماص للحرارة؟ النحاس ام الالومونيوم؟ والافضل النحاس.
- فى حالة السخان الانبوبى, هل هو زجاجى ام انابيب حرارة؟ والافضل انابيب حرارة heat tubes اى الانابيب الداخلية من النحاس النقى وبها سائل حرارى سريع التبخر.
- ماهى مساحة المجمع المسطح او ععدد الانابيب فى المجمع الانبوبى؟ يجب الا تقل مساحة المجمع المسطح عن 1.2 متر لكل 100 لتر ماء, او 10 انابيب لكل 100 لتر فى حالة المجمع الشمسى الانبوبى.
- ماهى المادة المصنوع منها الخزان هل هى الاستانلس ام الصلب المجلفن؟ والاستانلس هو الافضل والاطول عمرا وايضا الاغلى.
- ما هو سمك خزان الماء بالمللى ؟ والسمك الشائع هو 3 مللى.
- ماهى المادة المصنوع منها المبادل الحرارى بداخل الخزان هل هى الاستانلس ام الصلب المجلفن؟ والاستانلس هو الاغلى والافضل وعادة يصنع المبادل الحرارى وجسم الخزان من نفس المادة.
- ما هو سمك المعدن المبادل الحرارى بالمللى ؟ والسمك الشائع هو 1.6مللى.
- ماهو نوع العزل الحرارى للخزان هل هو صوف صخرى ام البولى يوريثان وماهو سمك العزل بالمللى ؟ يجب الا يقل عن 50 مم ويفضل 60 مم
- ماهى المادة المصنوع منها قاعدة السخان او الهيكل المعدنى؟ وما هو سمكه؟ السمك الشائع 3 مللى ويصنع من الالومونيوم البحرى او الحديد المجلفن او من حديد مجلفن مدعوم بالالومونيوم.
- هل يتوفر سخان كهربى احتياطى وماهى ماركته وقدرته؟ يجب وجود سخان احتياطى بقدرة مناسبة ويكون صناعة ايطالية هو والثيرموستات.
- هل يتوفر حماية كاثودية اى عمود مغناطيسى؟ يجب وجوده ان كان الخزان مصنوع من الصلب المجلفن ولا حاجة له فى حالة الاستانلس.
- نوع الوصلات والحمايات الاضافية؟ يفضل ان تكون الوصلات من الاستانلس ذا راس من النحاس والمعزولة حرارياً, وبالطبع يجب توفر صمام امان سفتى ضد ارتفاع الضغط بالخزان.
الان يتبقى نقطة اخيرة لايجب اغفالها عند اختيار افضل انواع السخانات الشمسية الا هى جودة التصنيع وهذا مايغفله الكثير فقد تجد سخان شمسى بخزان من الصلب المجلفن بسعرين احدهم رخيص والاخر غالى وهنا الفصل فى جودة التصنيع فقد تكون الجلفنة رديئة فى الارخص سعرا بالتالى يكون العمر الافتراضى له قصير لذا يجب الا تقم بالشراء الا منتج من شركة معروفة وذا تاريخ وخبرة طويلة فى هذا المجال لتنجو من الغش التجارى مثل بيع منتج ردىء ذا عمر افتراضى قصير اقل من 5 سنوات بسعر رخيص او بيع منتج ردىء بسعر غالى على اساس انه سيدوم لعشرين عاما وتفاجأ بانه لايكمل الخمس سنوات!!
- فى حالة الحديد المجلفن جودة الجلفنة ونوع وجودة الطلاء يحددا العمر الافتراضى للخزان فالجلفنة الغير جيدة والطلاء الغير جيد سوء رداءة الطلاء نفسه او عدم كفائة عملية الطلى قد تؤدى لتأكل سريع للخزان وتلفه.
- فى حالة الاستانلس جودة الاستانلس ودرجته تحدد العمر الافتراضى له.
- قد يكون العزل الحرارى للخزان بسمك 60مم ولكن جودة مادة العزل وكفائة عملية العزل تكون منخفضة ويكون اقل جودة وكفائة من سخان اخر بسمك عزل 50مم.
- فى حالة الانبوب الحرارى النحاسى او المجمع الشمسى المسطح النحاسى فان جودة النحاس ومدى نقائه تأثر كثيرا فى كفائة السخان وعمره الافتراضى.
- اللحامات وجودتها.
كل هذه العوامل تحدد جودة السخان من عدمه وللاسف لايستطيع الحكم عليها الا الخبراء والمختصين بهذا المجال, لذا ينصح دائمأً بالتأكد من اسم وسمعة الشركة وخبرتها والتى لا يجب ان تقل عن عشر سنوات والتاكد من سابقة اعمال الشركة لدى جهات موثوقة وبذلك تستطيع ان تطمئن من ناحية جودة الخامات والتصنيع, لتحصل على افضل انواع السخانات الشمسية والتى تعيش معك لفترة طويلة.
سعر السخان الشمسي
يعتمد سعر السخان الشمسى على بدلد المنشأ مصرى او صينى او اوروبى, وعلى سعة خزان الماء باللتر وعلى نوع مادة صنع الخزان من الصلب المجلفن المطلى ايناميل ام ستانلس ونوع وسمك عزل السخان وعلى مادة صنع هيكل او حامل السخان من الالومونيوم ام الصلب المجلفن وعلى نوع النظام دائرة مغلقة ام مفتوحة وعلى نوع السخان
- سخان مسطح: ماهى مساحة المجمع الشمسى بالمتر وما هى نوع المادة الماصة للحرارة نحاس او الومونيوم وما هو نوع الطلاء الماص للحرارة كروم اسود, نيكل اسود ام تينوكس ازرق والافضل التينوكس.
- سخان انبوبى: ماهى عدد الانابيب وما هو نوع الانابيب هل انابيب زجاجية ام انبوب حرارى ويجب ان يكون الانبوب الحرارى من النحاس النقى.
فيما يلى عرض سعر السخان الشمسى بصورة تقريبية مع الانتباه للتفاصل التقنية والتى تحدد سعر السخان الشمسى كما اوضحنا بالتفصيل, مع العلم ان اسعار السخانات الشمسية فى ارتفاع بسبب تغير سعر صرف العملة المصرية ومشاكل التدفئة باوروبا مما يزيد الطلب على السخانات الشمسية.
- سعر السخان الشمسى سعة 200 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 2 متروصناعة مصرى 54 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 200 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 2 متروصناعة اوروبى 67 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 300 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 4 متر وصناعة مصرى 77 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 300 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 2 متر وصناعة اوروبى 86 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 330 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 2.5 متر وصناعة اوروبى 98 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 500 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 6 متر وصناعة مصرى 97 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 750 لتر من النوع المجمع الشمسى المسطح بمساحة 8 متر وصناعة مصرى 136 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 200 لتر من النوع المجمع الشمسى الانبوب الحرارى بعدد 20 انبوبة حرارية وصناعة صينى 46 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 300 لتر من النوع المجمع الشمسى الانبوب الحرارى بعدد 30 انبوبة حرارية وصناعة صينى 55 الف جنيه مصرى.
- سعر السخان الشمسى سعة 200 لتر من النوع المجمع الشمسى الانبوب الحرارى بعدد 20 انبوبة حرارية وصناعة مصرى 46 الف جنيه مصرى.
مَّا يَلْفِظُ مِن قَوْلٍ إِلَّا لَدَيْهِ رَقِيبٌ عَتِيدٌ