سيستم هاي خورشيدي تأمين كننده آبگرم به چند دسته تقسيم مي شوند :

1- سيستم فعال (active) كه داراي پمپ بوده و توسط پمپ مايع انتقال دهنده حرارت به گردش در مي آيد، مايع انتقال دهنده حرارت در اين سيستم معمولاً آب سياه يا آب كثيف است .



2- سيستم غيرفعال (passive) فاقد پمپ است و مايع انتقال دهنده حرارت بر اثر پديده ترموسيفون به گردش درمي آيد .



3- سيستم مستقيم (Direct) آب آشاميدني مستقيماً گرم مي شود(open Loop)



4- سيستم غيرمستقيم (indirect) آب آشاميدني مستقيماً گرم نمي شود(closed Loop)



كلكتورهاي خورشيدي به سه دسته كلي تقسيم مي شوند :



1- كلكتورهاي تخت (Flat plate) داراي راندمان كم ولي ارزان



2- لوله هاي شيشه اي تحت خلاء (evaccuated Tube) داراي راندمان بالا ولي قيمت متعادل



3- متمركزكننده ها Concenterate (كوره هاي خورشيدي) داراي رانمان بسيار بالا ولي بسيار گران



لوله هاي شيشه اي تحت خلاء به دو دسته تقسيم مي شوند :



1- glass-glass كه مركب از دو لوله شيشه اي است كه از يك طرف به هم متصل شده و داخل لوله شيشه داخلي با ماده جاذب پوشش داده شده و بين دو شيشه وكيوم است . اين حالت پايه اصلي است و مي توان جهت راندمان بالاتر المان هاي ديگري به آن اضافه كرد . اگر فقط به صورت دو لوله شيشه اي باشد به evaccuated tube معروف است، مزيت لوله هاي شيشه اي نسبت به صفحه تخت اين است كه شعاع خورشيد درهرزمان در طي روز بر آن عمود است لذا راندمان بسيار بالاتري نسبت به كلكتورهاي تخت دارند .



2- glass-metal : مركب از دو لوله شيشه اي همانند رديف 1 كه داخل آن يك لوله گرمكن مسي به صورت U شكل است كه داخل آن آب تحت فشار قرار دارد و به آن evaccuated tube with U type مي گويند و يا به صورت لوله ساده مسي سروته بسته حاوي مقداري الكل است كه با نامevaccuated tube with heat pipe شناخته مي شود. سطح انتقال حرارت لوله مسي ساده توسط پره هاي خميده آلومينيم افزايش مي يابد .



evaccuated tube with heat pipe



سيستم هاي خورشيدي مي توانند همراه كلكتورهاي مختلف با هم تركيب شوند، كه رايج ترين آنها به صورت زير است :

1- سيستم باز بدون فشار مخزن دار مستقيم

Compact unpressured solar system (Passive-Direct)



از يك منبع عايق شده و يك سري لوله تحت خلاء تشكيل شده است . لوله هاي تحت خلاء فشار بالا را نمي توانند تحمل كنند و داخل آنها آب مصرفي به صورت ترموسيفون حركت مي كند . مخزن از نوع فولاد ضدزنگ با ضخامت حدود 0/4 میلیمتر است و آب شهر به واسطه يك منبع كوچكتر وارد آن مي شود تا فشار آب كم گردد و به لوله ها و مخزن آسيبي نرسد .

اين سيتم ارزان ولي داراي معايب زيادي از جمله عدم فشار مناسب آبگرم (فشار فقط فشار ثقلي است كه به ارتفاع نصب بستگي دارد) ، احتمال نشت آب از محل اتصال لوله ها به مخزن ، رسوب گذاري در لوله ها ، خطر يخ زدگي منبع و خطر شكستگي لوله و خالي شدن آب منبع وجود دارد .

2- سيستم بسته بدون فشار مخزن دار غيرمستقيم (اكتيو)

Compact unpressured preheat solar system (active-indirect)



از يك منبع عايق شده و يك سري لوله تحت خلاء و يك مبدل مارپيچ داخل مخزن تشكيل شده است . سر و ته مبدل مارپيچ به آب موتورخانه (آب سياه) توسط پمپ وصل است و حجم آب داخل مخزن و آب داخل لوله ها ثابت است لوله هاي تحت خلا گرما را از خورشيد گرفته و به آب سياه مبدل مارپيچ منتقل مي سازد، اين سيستم به عنوان پيش گرمكن ديگ (preheat) مورد استفاده قرار مي گيرد، و تمامي معايب بند 1 را دارد .

3- سيستم باز تحت فشار مخزن دار مستقيم

Compact pressured solar system (Direct-Passive)





از يك منبع عايق شده و يك سري لوله تحت خلاء با هيت پايپ تشكيل شده است. مخزن تا فشار 8 بار را تحمل مي كند زيرا از فولاد ضدزنگ به ضخامت 1/2 ميلي متر ساخته شده و داخل لوله هاي شيشه اي و هيت پايپ هيچ آبي وجود ندارد. الكل موجود داخل لوله هاي مسي به صورت دوفازه است ، بعد از كسب حرارت از خورشيد الكل بخار شده و به سمت بالا مي رود (كندانسر لوله) و كندانسر لوله داخل منيفولد در داخل مخزن مستقر است كه بدون تماس مستقيم با آب، حرارت خود را از طريق هدايت به منيفولد و سپس آبگرم مصرفي مي دهد. اين روش انتقال حرارت داراي سرعت بسيار بالاتري نسبت به حالات قبل مي باشد.

4- سيستم تحت فشار مخزن دار جدا از هم

Split pressured solar system





كلكتور همانند بند 3 است ولي به جاي اينكه مخزن روي كلكتور باشد مي تواند داخل موتورخانه قرار گيرد و يا هر مخزن ديگري از جمله مخزن دوجداره يا مخزن كويلي موجود در موتورخانه باشد . آب سياه داخل منيفولد و كويل مستقر در داخل منبع توسط يك پمپ كوچك مي چرخد و آب مصرفي اطراف كويل را گرم مي كند . همچنين مي توان مستقيماً آب سياه ديگ هاي آبگرم را به منيفولد اين كلكتورها متصل كرد و سيستم به عنوان يك پيش گرم عمل كند . آب اين كلكتور نيز مي تواند به جداره خارجي منبع دوجداره متصل گردد و موجب گرمايش آب مصرفي در داخل منبع دوجداره گردد .





در سيستم هاي بند 3 و 4 خطر يخ زدگي وجود ندارد ، زيرا آبي داخل لوله هاي شيشه اي وجود ندارد . انتقال حرارت در آنها بسيار سريع است . خطر رسوب گذاري ، تيره شدن و جلبك گذاري داخل لوله هاي شيشه اي وجود ندارد .

ملاحظه مي گردد هر بخشي از سيستم هاي خورشيدي داراي تنوع بسيار زيادي مي باشد كه مي بايستي بسته به نوع پروژه ، محل پروژه و نياز آن پروژه انتخاب بهينه صورت گيرد .

در شرايط جغرافيايي كه شدت تابش و دماي محيط بالاست، اقتصادي ترين گزينه استفاده از كلكتورهاي تخت و يا لوله هاي تحت خلاء مي باشد.

در شرايط جغرافيايي كه شدت تابش كم و دماي محيط نيز پايين است اصولي ترين گزينه استفاده از كلكتور با لوله هاي تحت خلاء هيت پايپ است .

- درصورتي كه واحد به صورت مستقل و فاقد موتورخانه باشد حتماً مي بايستي نوع مخزن دار سرهم استفاده شود.

- در صورتي كه چند واحد وابسته و داراي موتورخانه باشد بهترين گزينه نوع اسپليت هيت پايپ مي باشد .

- در صورتي كه نسبت مقدار آبگرم مصرفي به مقدار گرمايش كل زياد باشد، مي بايست از نوع اسپليت هيت پايپ كه به منبع دوجداره يا منبع كويلي مستقر در موتورخانه وصل مي گردد، استفاده شود .

- در صورتي كه نسبت مقدار آبگرم مصرفي به مقدار گرمايش كل كم باشد بايد از نوع اسپليت هيت پايپ كه با ديگ آبگرم سري مي شود ، استفاده گردد.

هيچ نوع كلكتوري نمي تواند مستقيم به فن كوئل يا رادياتور يا كويل هواسازه يا مبدل ها متصل گردد. (دماي آب به شدت كاهش مي يابد) در اين صورت حتماً نياز به يك واسطه حجمي مانند مخزن آب ذخيره خواهد بود .

كلكتورها مي توانند به عنوان گرمايش فقط به صورت مستقيم به لوله هاي گرمايش از كف وصل شوند .



لینک منبع : کلکتورهای خورشیدی