ღ♥乂♥ღ السخان الشمسى آلية التشغيل وكيفية صناعته منزليا ღ♥乂♥ღ

[محمد محمود بدر]

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 او الماء) ... 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 حرارته ) .
• 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 والتي 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 .

انتقال الحرارة من جسم الى محيطة ( او العكس ) يتم بأحد الطرق السابق ذكرها ... ولكن في الاغلب يتم بتراكب طريقتين او اكثر ... بعض العمليات يلزمها انتقال الحرارة بمعدل سريع وبعضها الاخر يلزمها الحد من انتقال الحرارة ...


معدل انتقال الحرارة من جسم الى محيطة يعتمد على

• فرق درجة الحرارة بين الجسم ومحيطة ... فكلما زاد الفرق زاد معدل الانتقال ... فكوب الشاي يفقد ال10درجات الاولى في ثواني ... بينما يفقد ال10 التالية في زمن اكبر ... وال10 التالية في زمن اكبر واكبر
• مساحة سطح التبادل الحراري ... كاما زادت زاد معدل الانتقال ... فالماء المغلي يبرد في صينية مسطحة بمعدل اكبر منة في براد الشاي
• المعامل العام للانتقال الحراري ... وهذا رقم يعتمد على شكل سطح الانتقال ... الوسط المحيط ... سمك جدار الوعاء ومادتة ... واشياء اخرى ... يمكننا ان نسمي هذا المعامل بمعامل العزل ... فمثلا يلزمنا في سخان المياة الشمسي ان نزيد العزل على جدران خزان المياة لمنع الحرارة من التسرب خارجا ... بينما في المجمع نحافظ على الزجاج نظيفا كي يسمح لشعاع الشمس بالنفاذ .

كيف تصنع سخان المياة الشمسي بايجاز
( سوف يتم شرحه بالتفصيل لاحقا )

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)

[محمد محمود بدر]

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



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

[محمد محمود بدر]

السخان الشمسى



مصر من الدول التي حباها الله بالشمس طوال العام لذا من الواجب علينا ان نستغل هذه الطاقة المنعدمة التكاليف وخاصة بعد ظهور مشاكل الكهرباء وارتفاع الأسعار الخاصة بالبنزين والسولار والبوتجاز
لقد كان الأمل في الحكومة لتدعيم وتسهيل استغلال الطاقة الشمسية لكن للأسف لو انتظرنا الحكومة أن تسهل لنا كل شيء لن نصل الى نتيجة



ما هو السخان الشمسى



السخان الشمسى هو فكرة بسيطة جدا وسهل جدا تنفيذها ويعتمد على تحويل الطاقة الشمسية الى طاقة حرارية بطريقة طبيعية بدون استهلاك أي وقود و مصادر معينة ومحاولة الاحتفاظ بهذه الطاقة للاستفادة منها في الأوقات التي لا يكون فيها شمس ويتكون من جزئين رئيسين وهما :
الأول : المجمع الشمسى الذى يقوم بتجميع الحرارة من الشمس
الثانى : الخزان الذى نقوم بتخزين المياه الساخنة به ويتم عزله بإحدى طرق العزل وسنستخدم ارخصها على الاطلاق وهى عزله عن طريق نشارة الخشب


آلية العمل


عندما تكون الشمس على المجمع الشمسى تقوم بتسخين المياه بداخل المواسير وعندما تسخن المياه تقل كثافتها وتنتقل الى الأعلى ليحل محلها من الخزان مياه بارده أقل منها في الحرارة وهذه الدورة طبيعية ومستمرة حتى تصل درجة حرارة المياه في الخزان الى درجات عالية


لهذا يتم عزل الخزان عزلا جيدا حتى نستطيع ان نحافظ على هذه المياه الساخنة لاستخدامها في فترة الليل فتظل محفوظة وبهذا يكون الخزان مثل الترمس الذى يحفظ الشاي حتى ثاني يوم ونظل نستهلك هذه المياه الساخنة حتى تشرق الشمس مرة أخرى وهكذا
وبهذه الكيفية أيا منا يمتلك مهارات متوسطة ممكن أن يقوم بتصنيع هذا السخان بنفسه وفى هذا تقليل للتكلفة ويتم الاستفادة به
السخان الجاهز سعة 150 لتر مكعب ماء ساخن يتم بيعه في حدود من 3000 جنيه فما فوق وما سنقوم بتصنيعه لا يتعدى 600 جنيه على أقصى تقدير وسعته لن تقل عن 200-300 لتر مكعب حسب سعة الخزان


التكلفة بالتقريب


المبلغ بالتقريب البيان
45***** لوح ابلاكاج 220×120سم
80***** 2 لوح خشب 1 بوصة سمك 10 سم
50 ***** ورق الومونيوم " فويل "
180 ***** 6 ماسورة بولى 4/3 بوصه
48 ***** 16 مشترك لحام 4/3 بوصه
80 *****برميل " الخزان الداخلى "
***** لوح استانلس لعزل السخان من الخارج
*****بلاستيك مقوى شفاف او لوح زجاج
***** نشارة خشب
*****مسامير وبرشام وبوية بريمر وبويه سوداء