سخان الماء الشمسي العائم

أنواع سخانات المياه الشمسية العائمة

سخان المياه الشمسي العائم هو نوع من سخانات المياه الشمسية التي تستخدم مجمعات الحرارة على سطح الماء لالتقاط أشعة الشمس وتسخين الماء. يطفو هذا السخان على مسطحات مائية مثل البرك أو البحيرات لاستخدام أشعة الشمس لتسخين الماء. تتوفر أنواع مختلفة من سخانات المياه الشمسية العائمة للمشترين من الشركات.

• سخان المياه الشمسي العائم المغلق CDS:

  يحتوي هذا السخان على نظام مغلق مع سائل نقل الحرارة. يحتوي على مجمع شمسي مدمج في هيكل عائم يبقي المجمعات على سطح الماء. تسخن أشعة الشمس المباشرة سائل نقل الحرارة في المجمعات الشمسية. تعمل سخانات CDS الشمسية بشكل أفضل في المناطق ذات الإشعاع الشمسي العالي ونسبة هطول الأمطار المنخفضة.

• سخانات المياه الشمسية النشطة:

  تستخدم هذه السخانات ألواح الطاقة الشمسية لتشغيل المضخات والوحدات التي تدير الماء عبر المجمعات الشمسية. تتميز الأنظمة النشطة بكفاءة وأداء أفضل. تعمل في جميع المناخات ويمكنها توفير الماء الساخن.

• سخانات المياه الشمسية السلبية:

  تتميز سخانات المياه الشمسية السلبية ببساطتها وتكلفتها المنخفضة مقارنة بالأنظمة النشطة. لا تستخدم المضخات أو الوحدات لتدوير الماء. بدلاً من ذلك، تعتمد سخانات المياه الشمسية السلبية على الحمل الحراري الطبيعي لتحريك الماء. تعمل هذه السخانات بشكل أفضل في المناخات المعتدلة مع احتياجات معتدلة للماء الساخن.

• أنظمة ترموسيفون:

  أنظمة ترموسيفون هي نوع من سخانات المياه الشمسية السلبية. في أنظمة ترموسيفون، يدور الماء عبر المجمعات الشمسية بسبب الاختلاف في الكثافة الناتجة عن درجة الحرارة. عندما يسخن الماء في المجمع، يصبح أقل كثافة ويرتفع. ينزل الماء البارد الأكثر كثافة ليحل محله. يؤدي هذا الفعل إلى تحريك الماء دون الحاجة إلى مضخات. تعمل أنظمة ترموسيفون بشكل أفضل عندما يتم وضع المجمع فوق خزان التخزين.

• أنظمة تصريف المياه:

  أنظمة تصريف المياه هي نوع من سخانات المياه الشمسية النشطة. تستخدم مضخة لتدوير سائل نقل الحرارة عبر المجمعات الشمسية. ومع ذلك، عندما تتوقف المضخة، يتم تصريف السائل مرة أخرى إلى خزان التخزين. تعمل أنظمة تصريف المياه بشكل جيد في المناخات الباردة. تمنع التجميد.

• أنظمة هجينة:

  تجمع سخانات المياه الشمسية الهجينة بين الطاقة الشمسية و مصدر وقود آخر. تقلل من فواتير التدفئة من خلال استخدام الطاقة المتجددة. تعمل هذه الأنظمة على مدار العام في جميع المناخات. تحتوي الأنظمة الهجينة على عنصرين - مجمع شمسي و سخان احتياطي. يمتص المجمع الشمسي أشعة الشمس و يسخن الماء. إذا كان الطقس غائماً أو كانت هناك حاجة إلى المزيد من الماء الساخن، يتم تشغيل السخان الاحتياطي.

الوظيفة والميزات

تستخدم سخانات المياه الشمسية العائمة أشعة الشمس لتسخين الماء، الذي يتم تخزينه بعد ذلك في خزانات معزولة للاستخدام لاحقًا. يتم تركيب المجمعات على السطح و تسخن الماء بشكل مباشر. يمكن لهذه الأنظمة توفير الماء الساخن للمنازل أو أحواض السباحة أو حتى العمليات الصناعية. إنها مفيدة بشكل خاص في المناخات المشمسة حيث يكون تسخين الماء نفقات طاقة كبيرة.

تتكون سخانات المياه الشمسية من جزأين رئيسيين: المجمعات التي تلتقط أشعة الشمس والخزانات التي تخزن الماء المسخن. توجد أنواع مختلفة من المجمعات - تميل الألواح المسطحة إلى أن تكون أكثر اقتصادية، بينما تعمل الأنابيب المفرغة بشكل أفضل في المناطق الباردة جدًا أو الغائمة. عادة ما يتم توصيل المجمع وخزان التخزين عن طريق أنابيب ومضخات وأجهزة استشعار لتحريك و قياس درجة حرارة الماء. تعمل سخانات المياه الشمسية بشكل جيد خلال الأشهر الدافئة، لكن المنازل تحتاج أيضًا إلى الماء الساخن في فصل الشتاء. تستخدم الأنظمة النشطة مضخات لتدوير الماء عبر المجمعات، مما يضمن تسخينه حتى عندما لا تشرق الشمس. تعتمد الأنظمة السلبية على الحمل الحراري الطبيعي لتحريك الماء؛ إنها أبسط ولكنها قد لا توفر نفس القدر من الماء الساخن في الشتاء. يعد مصدر التدفئة الاحتياطي، مثل الكهرباء أو الغاز، ضروريًا للأيام التي يكون فيها ضوء الشمس ضعيفًا.

تتمثل بعض فوائد سخانات المياه الشمسية العائمة في تقليل فواتير الطاقة لأنها لا تحرق الوقود الأحفوري لتسخين الماء، وتقليل انبعاثات الكربون التي تساهم في تغير المناخ، وتقليل الضغط على شبكات الطاقة المحلية خلال أوقات الذروة. إن استخدام الطاقة الشمسية لتسخين الماء يعني أن هناك انبعاثات أقل من غازات الدفيئة من توليد هذه الحرارة باستخدام مصدر غير متجدد مثل الغاز الطبيعي أو الكهرباء من محطات الطاقة التي تعمل بالفحم. تساعد سخانات المياه الشمسية العائمة على تخفيف الطلب على الأنظمة الكهربائية في أوقات الحاجة إلى المزيد من الطاقة من قبل العديد من الأشخاص بسبب ارتفاع درجة الحرارة من خلال تقليل كمية الكهرباء التي يستخدمها كل منزل لصنع الماء الساخن. عندما يقوم أصحاب المنازل بتثبيت نظام لتسخين المياه بالطاقة الشمسية، يجعل ذلك المنطقة المحيطة بهم أكثر خضرة من خلال استخدام الطاقة المتجددة بدلاً من إهدار الموارد مثل الغاز أو الكهرباء المنتجة من حرق شيء ما لتوليد الحرارة.

تتضمن بعض الميزات البارزة لسخانات المياه الشمسية العائمة ما يلي:

• متطلبات صيانة ضئيلة: تتميز سخانات المياه الشمسية بوجود عدد قليل من الأجزاء المتحركة وهي بشكل عام منخفضة الصيانة. عادةً ما تكون الفحوصات الدورية والتعديلات البسيطة هي كل ما هو مطلوب للحفاظ على عملها بسلاسة.
• عملية موفرة للطاقة: من خلال الاستفادة من الطاقة الشمسية المجانية، تحتاج سخانات المياه الشمسية إلى طاقة أقل بكثير من المصادر غير المتجددة لتسخين الماء، مما يقلل من تكاليف الطاقة والاعتماد على الوقود الأحفوري.
• أنظمة صديقة للبيئة: لا تنتج سخانات المياه الشمسية أي انبعاثات لغازات الدفيئة. يساعد استخدام الطاقة الشمسية المتجددة على تقليل البصمة الكربونية للأسرة وتأثيرها على البيئة.
• التقدم المستمر في التكنولوجيا: تستمر تكنولوجيا تسخين المياه بالطاقة الشمسية في التحسن، مع وجود مجمعات أكثر كفاءة وخزانات تخزين معزولة بشكل أفضل وأنظمة تحكم متقدمة تزيد من توفير الطاقة.
• الامتثال للوائح المحلية: يجب أن تلبي سخانات المياه الشمسية العائمة قوانين البناء ومعايير السلامة لضمان التثبيت الصحيح والتشغيل. قد تكون هناك حاجة إلى التصاريح قبل تثبيتها.
• اعتبارات حجم النظام: يعتمد حجم النظام على احتياجات الماء الساخن والمناخ ونوع المجمع. توفر الأنظمة الأكبر كمية أكبر من الماء الساخن، لكن الأنظمة الأصغر تكون أكثر فعالية من حيث التكلفة في المناطق الدافئة ذات الطلب المنخفض على الماء الساخن.
• توفر قطع الغيار: إذا تعطلت أجزاء مثل المضخات أو وحدات التحكم، فيمكن عادةً استبدالها دون تغيير النظام بأكمله، مما يجعل إصلاحات سريعة وغير مكلفة.
• إمكانية توسيع النظام: يمكن إضافة مجمعات أو خزانات تخزين جديدة لزيادة السعة والكفاءة لتكييف النظام مع احتياجات متغيرة مع مرور الوقت.

سيناريوهات استخدام سخانات المياه الشمسية العائمة

تجد سخانات المياه الشمسية العائمة تطبيقًا واسعًا في تسخين حمامات السباحة، بالإضافة إلى الأغراض المنزلية والصناعية. إنها أكثر فعالية في أي من هذه الفئات الثلاث:

• تسخين حمامات السباحة: إذا أتيحت الفرصة لأي شخص لزيارة الألعاب الأولمبية أو المسابقات الدولية للإبحار، فمن المرجح أن يجدوا سخانات حمامات السباحة الشمسية العائمة في المنطقة المحيطة بأحواض السباحة الرياضية. تزيد السخانات العائمة من درجة حرارة الماء إلى معايير مقبولة للمسابقات العالمية للسباحة. حتى في مراكز التدريب الرياضية، يتم تثبيت السخانات العائمة معًا في أوراق لكي تتمكن من تسخين الماء في أحواض السباحة الرياضية. تُفضل هذه السخانات لأنها طرق بسيطة وصديقة للبيئة وموفرة للتكاليف والطاقة لتسخين الماء في أحواض السباحة الرياضية.
• تسخين حمامات السباحة التجارية: توفر العديد من الفنادق ذات الخمس نجوم مرافق سبا لعملائها. عادةً ما يتم تسخين أحواض السبا أو الفنادق إلى درجات حرارة لطيفة باستخدام سخانات المياه الشمسية العائمة. يُدرك مديرو الفنادق أنه من خلال استخدام السخانات العائمة، يمكنهم خفض نفقات الطاقة وجذب المزيد من السياح، مما يؤدي إلى وفورات في التكاليف. يجب أن تكون أحواض السباحة في الفنادق لطيفة على مدار العام، سواء كان الطقس حارًا أو باردًا. تتميز سخانات المياه الشمسية العائمة بالموثوقية، وتساعد على الحفاظ على درجات حرارة الحوض مع الحاجة إلى القليل من الصيانة.
• تسخين حمامات السباحة السكنية: قد يتساءل الناس عن سبب استخدام صاحب المنزل لسخانات حمامات السباحة الشمسية العائمة. في بعض الأحيان، يمكن أن يصبح الطقس شديد البرودة، ونريد تجنب ذلك بأي ثمن. يوفّر أصحاب المنازل تكاليف الطاقة من خلال تسخين أحواض السباحة السكنية باستخدام سخانات المياه الشمسية العائمة. نظرًا لاستخدامها خلال النهار عندما تشرق الشمس، فإنها تقلل من تكاليف الطاقة لتسخين حمامات السباحة السكنية من خلال توفير حرارة مجانية من الشمس. عندما لا يكون الحوض قيد الاستخدام، يمكن ترك السخان العائم لتغطية سطح الحوض، مما يمنع فقدان الحرارة بسبب التبخر. تمنع السخانات الشمسية الماء من التبخر بحيث يوفر أصحاب المنازل الماء أيضًا. إذا تم استخدام السخانات العائمة للحفاظ على الحوض دافئًا قدر الإمكان، يمكن لأصحاب المنازل استخدام الحوض لفترة أطول، حتى عندما يصبح الطقس باردًا جدًا.
• سخّن الماء في الخزانات التجارية: تُستخدم سخانات المياه الشمسية الصناعية لتسخين الماء في الخزانات التجارية. تكون الخزانات كبيرة، لكن تم تصنيع سخانات المياه الشمسية العائمة للاتصال والعمل معًا لتسخين كميات كبيرة من الماء لاستخدامها في أغراض تجارية مختلفة مثل التصنيع. يقوم مصنعو سخانات المياه الشمسية الصناعية بتوصيل مجمعات شمسية ثابتة وسخانات عائمة. هذه هي طريقة أكثر موثوقية لتسخين كميات كبيرة من الماء لتخزينها في الخزانات للاستخدام في الصناعات.
• تسخين الماء في المناطق الزراعية: تُستخدم السخانات العائمة في المناطق الزراعية لتسخين الماء المستخدم لزراعة المحاصيل وزيادة درجات حرارة البيوت البلاستيكية. كما أنها تساعد على تدفئة البرك التي يتم الاحتفاظ بها فيها. يستخدم المزارعون الماء المسخن لجعل التربة دافئة بحيث تنمو المحاصيل بشكل أفضل وأسرع. عندما يكون الماء دافئًا، تستخدم النباتات كمية أقل من الماء. يسمح ذلك للمزارعين في المناطق الأكثر برودة بزراعة المزيد من أنواع النباتات. عندما تكون درجات الحرارة دافئة لفترة أطول، يمكن للمزارعين زراعة المزيد من الطعام. تستفيد الأسماك أيضًا من الماء الدافئ. إذا كانت البرك التي تعيش فيها الأسماك أكثر دفئًا، تنمو الأسماك بشكل أكبر وأسرع. يساعد الماء الدافئ المزارعين على الاعتناء بالأسماك بشكل أفضل. تساعد السخانات العائمة خلال الأشهر الأكثر برودة من خلال الحفاظ على البرك والنباتات دافئة.

كيفية اختيار سخانات المياه الشمسية العائمة

عند البحث عن سخان مياه شمسي عائم مناسب، هناك بعض الأشياء المهمة التي يجب مراعاتها.

• المتانة

  يُعد سخان المياه الشمسي العائم المتين وطويل العمر مثاليًا. ابحث عن سخانات المياه الشمسية المصنوعة من مواد عالية الجودة. يجب أن تكون قادرة أيضًا على تحمل الظروف الجوية القاسية، ودرجات الحرارة المنخفضة في الليل، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية من أشعة الشمس.

• نوع المجمعات

  تستخدم معظم سخانات المياه الشمسية إما مجمعات ألواح مسطحة أو مجمعات أنابيب مفرغة. تتكون مجمعات الألواح المسطحة من صندوق مسطح معزول ذو لون داكن يجمع الطاقة الشمسية. يحتوي الصندوق على غطاء شفاف يسمح لأشعة الشمس بالدخول إلى الماص. تناسب مجمعات الألواح المسطحة المناطق ذات ضوء الشمس الأقل. تستخدم مجمعات الأنابيب المفرغة سلسلة من الأنابيب الزجاجية. يحتوي كل أنبوب على أنبوب ماص مليء بالسوائل في المركز. يتم عزل الماصات وختمها بالفراغ لتقليل فقدان الحرارة. تكون مجمعات الطاقة الشمسية ذات الأنابيب المفرغة أكثر كفاءة من مجمعات الألواح المسطحة، خاصة في المناخات الباردة أو الظروف الجوية الغائمة.

• مستوى الضجيج

  يمكن أن تكون بعض سخانات المياه الشمسية صاخبة بعض الشيء أثناء التشغيل. تُعد الألواح الشمسية ذات المضخات الصامتة مثالية لأنها تُصدر ضوضاء أقل. إنها مثالية للبيئات الهادئة.

• السعة والحجم

  تتوفر سخانات المياه الشمسية بقدرات وأحجام متنوعة. يجب اختيار الحجم والسعة المناسبين بناءً على كمية الماء الساخن المطلوبة والمساحة المتاحة على السطح أو الأرض. ستكون سخانات المياه الشمسية العائمة الأكبر مثالية إذا كانت هناك حاجة إلى المزيد من الماء الساخن، بينما ستكون كافية إذا كانت هناك حاجة إلى كمية أقل.

• التكلفة والميزانية

  يجب مراعاة التكلفة الأولية لشراء سخان شمسي وتكاليف التثبيت. يجب موازنة الفوائد الاقتصادية طويلة الأجل لسخان المياه الشمسي، مثل تقليل تكاليف الطاقة وخصومات الضرائب المحتملة، مع تكلفته الأولية.

• سمعة العلامة التجارية

  يجب اختيار علامة تجارية معروفة ومشهورة تُعرف بمنتجاتها عالية الجودة وخدمة العملاء الممتازة. يجب إجراء بحث شامل عن علامات تجارية لسخانات المياه الشمسية العائمة وقراءة مراجعات من مستخدمين آخرين قبل شراء واحدة.

• الضمان وخدمة ما بعد البيع

  يجب أن يقدم البائعين ضمانًا جيدًا على منتجاتهم مع تغطية الأجزاء المهمة، مثل المجمعات وخزانات التخزين ووحدات التحكم. يجب أن تكون شروط وأحكام الضمان سهلة الفهم، كما يجب أن يكون المورد مستعدًا للرد على الأسئلة المتعلقة بالضمان.

أسئلة وأجوبة

س: ما نوع الصيانة المطلوبة لسخانات المياه الشمسية العائمة؟

ج: تُعد الصيانة الدورية ضرورية لسخانات المياه الشمسية العائمة للحفاظ عليها في حالة جيدة. يتضمن ذلك فحص ألواح المجمع لمعرفة وجود أي حطام، وضمان عمل المضخة بشكل صحيح، والتحقق من وجود تسريبات في خزان تخزين الماء، وفحص عناصر التسخين بشكل دوري.

س: هل يمكن توسيع سخانات المياه الشمسية العائمة؟

ج: نعم، يمكن توسيع بعض سخانات المياه الشمسية العائمة. غالبًا ما ينطوي ذلك على إضافة المزيد من ألواح المجمع، وزيادة سعة خزان التخزين، وعناصر تسخين إضافية. ومع ذلك، قد تتطلب عملية التوسيع مساعدة احترافية لضمان التوافق والتكامل الصحيح.

س: ما دور المرشحات في أنظمة سخانات المياه الشمسية العائمة؟

ج: تعد المرشحات مكونات أساسية في أنظمة سخانات المياه الشمسية العائمة. تساعد على إزالة أي حطام أو رواسب أو جزيئات من الماء قبل أن يمر عبر المجمعات الشمسية. من خلال الحفاظ على نظافة الماء وخلوه من الشوائب، تحمي المرشحات مكونات النظام، مثل المضخة ومبادل الحرارة، من الانسداد أو التلف.

س: كيف يمكن للمرء ضمان سلامة سخان المياه الشمسي العائم؟

ج: هناك العديد من الإجراءات التي يمكن اتخاذها لضمان سلامة سخان المياه الشمسي العائم. يتضمن ذلك استخدام مواد ومكونات عالية الجودة تلبي معايير السلامة، واتباع ممارسات التثبيت الصحيحة، والصيانة الدورية وفحص النظام لاكتشاف أي مشكلات أو مخاطر محتملة على الفور.

س: هل تُعد سخانات المياه الشمسية العائمة مناسبة لجميع المناخات؟

ج: يمكن استخدام سخانات المياه الشمسية العائمة في مناخات متنوعة، لكن كفاءتها وأدائها قد يختلفان اعتمادًا على عوامل مثل الإشعاع الشمسي ودرجة حرارة الهواء وظروف الرياح. من الضروري مراعاة المناخ المحلي والظروف البيئية عند اختيار وتصميم نظام لتسخين المياه بالطاقة الشمسية العائم.