سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
ساده ترین آب گرمکن خورشیدی از یک گرد آور (کلکتور) تخت و یک مخزن ذخیره آب تشکیل شده است. شرایط نصب این آب گرمکن نیز به صورت زیر ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : فاطمه گودرزی
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

اهداف: آشنایی با آبگرمکن های خورشیدی، ساخت دو آب گرمکن خورشیدی مدل و انجام آزمایش بر روی آن ها

وسائل مورد نیاز: 2 عدد سطل ماست، رنگ مشکی، شلنگ آب، صفحه آلو مینیومی 30* 30 سانتی متر، شیشه، جعبه چوبی، یونولیت برای عایق کاری، لوله مسی، چسب آکواریوم برای آب بندی

در جلسات پیش با انرژی خورشیدی و کاربردهای آن آشنا شدیم، همچنین اطلاعاتی کلی در مورد آب گرمکن بدست آوردیم . 

در این جلسه می خواهیم با آب گرمکن های خورشیدی بیشتر آشنا شویم.

ساختمان آب گرمکن خورشیدی

ساده ترین آب گرمکن خورشیدی از یک گرد آور (کلکتور) تخت و یک مخزن ذخیره آب تشکیل شده است. شرایط نصب این آب گرمکن نیز به صورت زیر است.

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

برای این که آب گرمکن بتواند به صورت مناسب کار کند، باید قسمت فوقانی گرد آور (کلکتور) پایین تر از قسمت تحتانی مخزن ذخیره قرار گیرد و حداقل زاویه کلکتور نسبت به سطح زمین حدود 20 درجه رو به جنوب انتخاب شود.

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

طرز کار

در آب گرمکن خورشیدی ابتدا مخزن آب گرم، با آب سرد ورودی پر می شود. آب داخل لوله های گردآور (کلکتور) هنگامی که خورشید به سطح آن می تابد به تدریج گرم می شود.

گرم شدن آب باعث می شود تا حجم آن زیاد شود. چون جرم آب ثابت می ماند و حجم آن افزایش می یابد، چگالی آن کاهش پیدا می کند. با کاهش چگالی، آب گرم در داخل لوله های کلکتور یه سمت بالا حرکت خواهد نمود. این آب گرم شده در نهایت به مخزن ذخیره آب گرم خواهد رسید و جای آب های سرد داخل آن را خواهد گرفت. آب سرد داخل مخزن نیز به وسیله یک لوله دیگر به پایین قسمت کلکتور راه می یابد و جای آب گرم خروجی را پر می کند. این عمل تا جایی که انرژی خورشید برای گرم کردن آب کفایت کند، ادامه خواهد یافت.

 

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

 

ساخت آب گرمکن های خورشیدی

کلکتور دارای یک ورقه به رنگ سیاه کدر جهت جذب نور می باشد.

آب می تواند به روش های مختلفی در کلکتور جریان یابد. آب می تواند داخل لوله های فلزی نصب شده روی ورقه سیاه، یا بین دو ورق سیاه موازی که فاصله کمی از هم دارند، یا روی یک ورق مسطح یا موج دار، یا داخل یک رادیاتور کم عمق پوشیده شده از یک یا دو لایه شیشه جریان یابد. در صورت استفاده از دولایه شیشه، شیشه ها باید به فاصله 2 تا 3 سانتی متر از هم قرار گیرند.

 در حقیقت کلکتور در داخل یک قاب قرار می گیرد که سطح بالایی قاب به وسیله شیشه پوشانده شده و کف و کناره های قاب کلکتور باید از نظر حرارتی عایق بندی شده باشند تا حرارت جذب شده تلف نشود.

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

تا اینجا با طرز کار آب گرمکن های خورشیدی آشنا شدیم. حال می خواهیم با انجام چند آزمایش، ببینیم کدام نوع کلکتور بهتر کار می کند. در این مرحله قصد داریم دو نمونه کلکتور مدل بسازیم و کارآیی آن ها را با هم مقایسه کنیم. 

نوع اول، کلکتور را از ترکیب چند لوله و نوع دوم از دو صفحه موازی تشکیل می شود. 

به عنوان مخزن ذخیره، می توانید از یک سطل ماست استفاده نمایید. ابتدا کلکتورها را بسازید.

 

کلکتور نوع اول را به صورت زیر ساختهمی شود:

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

آب ورودی پس از عبور از داخل لوله های تیره رنگ که در معرض تابش خورشید قرار دارند، گرم می شود و به سمت خروجی حرکت می کند. 

کلکتور نوع دوم نیز به صورت زیر ساخته می شود:

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

دو صفحه موازی آلومینیومی را با فاصله کمی از هم به صورت موازی به هم بچسانید و آب بندی کنید تا کلکتوری به صورت شکل فوق ساخته شود. 

پس از ساخت کلکتورها، آن ها را به دو مخزن ذخیره مشابه مانند شکل و طبق اصول بیان شده در بخش اول جلسه، متصل نمایید.

آب گرمکن خورشیدی - جلسه چهارم

حال خروجی آب سرد مخزن را به ورودی کلکتور و ورودی مخزن را به خروجی کلکتور متصل کنید و کلکتورها را در شرایط برابر جلوی نور خورشید قرار دهید و هر 5 دقیقه، دمای آب مخزن را اندازه گیری نمایید و یادداشت کنید.

این کار را تا 3 ساعت تکرار کنید. حال با مقایسه نتایج و اعداد بدست آمده بگویید کدام کلکتور مناسب تر می باشد؟

برای تهیه صفحات فلزی و شلنگ می توانید به خیابان پامنار مراجعه نمایید.

تکلیف: نتایج ثبت شده را برای ما ارسال نمایید.

منابع مطالعه: برای اطلاع بیشتر اینجا کلیک کنید. این فایل شامل مشخصات یک جمع آور خورشیدی است.

مطالب مرتبط:

آب گرمکن - جلسه اول

آب گرمکن - جلسه دوم

آب گرمکن - جلسه سوم

آب گرمکن - جلسه پنجم

آب گرمکن - جلسه ششم

آب گرمکن - جلسه هفتم

آب گرمکن - جلسه هشتم

 

بخش پژوهش های دانش آموزی - تنظیم: فاطمه گودرزی

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین