آب گرمکن خورشیدی - جلسه هفتم
اهداف: نصب مخزن، لوله کشی، عایق کاری
وسائل مورد نیاز: لوله آب و اتصالات، پشم شیشه
مقدمه
در جلسه پیش کار ساخت کلکتور را به پایان رساندیم. در این جلسه می خواهیم آبگرمکن را تکمیل نماییم. همان گونه که می دانید کلکتور، آب را آرام آرام گرم می نماید، لذا نمی توان برای استحمام از آن استفاده نمود.
اگر بتوانید آب گرم تولید شده در کلکتور را ذخیره نمایید این مشکل حل خواهد شد. برای این منظور می توان یک منبع ذخیره برای آب گرمکن تعبیه نمود. حجم ذخیره این منبع باید حدود 100 تا 150 لیتر باشد.
نصب مخزن
برای ساخت این منبع می توانید از صفحات فلزی استفاده نمایید. همچنین می توانید از منابع آب آماده استفاده نمایید.
خروجی a منبع را به ورودی شماره 1کلکتور و ورودی b منبع را به خروجی شماره 2 کلکتور متصل نمایید.
با استفاده از یک سه راهی، لوله آب سرد ورودی را نیز به نقطه شماره 1متصل نمایید.
آب سرد چگالی بیشتری دارد و لذا تمایل دارد به سمت پایین حرکت کند. در نتیجه زمانی که در منزل از آب گرم استفاده نمی شود، آب سرد موجود در منبع از نقطه a منبع خارج می شود و به ورودی 1 کلکتور وارد می شود و در بین لوله ها پخش می شود.
این آب درون لوله ها گرم می شود. آب گرم چگالی کمتری دارد و در نتیجه از لوله ها بالا می رود و از خروجی 2 خارج می شود و به نقطه b می رود و در منبع ذخیره می شود. حال اگر مصرف کننده را به نقطه c وصل کنیم، چون آب گرم در بالا جمع می شود، می تواند از آب گرم استفاده نماید.
آب گرم در طول روز در کلکتور ایجاد می شود و در منبع ذخیره می شود. در صورتی که خروجی c را باز کنید، آب گرم خارج می شود و آب شهر سریع از نقطه 1 وارد کلکتور می شود و جای آب مصرف شده را پر می کند.
برای راحتی می توانید از شیلنگ به جای لوله برای وصل کردن بخش های مختلف به هم استفاده نمایید.
در این مرحله ساخت آب گرمکن به اتمام می رسد.
به نظر شما چگونه می توان آن را بهینه نمود؟
همان گونه که گفتیم آب در طول روز در کلکتور گرم می شود و در منبع ذخیره می شود. حال اگر هوای اطراف منبع سرد باشد چه اتفاقی رخ خواهد داد؟
عایق کاری
آب در کلکتور گرم می شود، وارد مخزن ذخیره می شود، از آن جا حرارت خود را به بدنه منبع و از بدنه منبع به هوای اطراف می دهد و سرد می شود.
چگونه می توان از بروز این مشکل جلوگیری نمود؟
برای جلوگیری از اتلاف حرارت، باید اطراف منبع و لوله های انتقال دهنده را کاملا عایق کاری نمایید.
اگر اطراف مخزن را با عایق بپوشانید، حرارت به بدنه ی منبع انتقال می یابد و با برخورد به عایق، همان جا محبوس می شود و لذا کارآیی و بازده آب گرمکن افزایش خواهد یافت. عایق ها از لحاظ جنس و کارآیی انواع مختلفی دارند. کارآیی عایق ها با عددی بنام ضریب انتقال حرارت معین می گردد. هر چه ضریب انتقال حرارت یک عایق کمتر باشد، آن عایق، عایق بهتری خواهد بود و قادر خواهد بود بهتر از اتلاف حرارت جلوگیری کند. ضریب انتقال حرارت چند ماده مختلف را در جداول زیر مشاهده می کنید:
ضریب انتقال حرارت هدایتی k برای چند مواد در درجه حرارت
با توجه به جداول فوق، می توانید برای عایق کاری مخزن و لوله ها از پشم شیشه استفاده نمایید.
قبل از عایق کاری حتما دستکش به دست کنید زیرا پشم شیشه برای پوست بسیار مضر می باشد.
در جلسه آینده به تست آب گرمکن خواهید پرداخت.
محل بازدید/ اردو/ خرید: می توانید از موتورخانه یا سیستم های تأسیساتی مدرسه جهت مشاهده عایق کاری های انجام شده، بازدید نمایید.
منابع مطالعه: برای اصلاع بیشتر در زمینه رسانایی حرارتی می توانید اینجا کلیک کنید.
مطالب مرتبط:
بخش پژوهش های دانش آموزی - تنظیم: فاطمه گودرزی
