خزان مياه التخزين

ما هو خزان المياه التخزينية

تعتبر خزانات المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية من الجوانب المهمة للغاية في أي نظام تدفئة بالطاقة الشمسية. يعتبر خزان المياه الذي يعمل بالطاقة الشمسية بمثابة بطارية النظام. يتم استخدامه لتخزين الطاقة الحرارية حتى الحاجة إليها. يجب أن يكون خزان المياه الذي يعمل بالطاقة الشمسية معزولًا جيدًا.

مميزات خزان تخزين المياه

مكونات خزان المياه التخزينية

غمد معدني:
الطبقة الخارجية للعنصر عبارة عن غلاف معدني، غالبًا ما يكون مصنوعًا من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبيكة النيكل. يغلف هذا الغلاف عنصر التسخين ويوفر حاجزًا قويًا ضد البيئة المسببة للتآكل داخل خزان المياه.

سلك المقاومة:
يوجد داخل الغلاف سلك المقاومة، المصنوع عادة من النيكل والنيكل. هذا السلك هو قلب العنصر، حيث يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة من خلال المقاومة. عندما تتدفق الكهرباء عبر هذا السلك، تولد مقاومته الطبيعية الحرارة، والتي تنتقل بعد ذلك إلى الماء.

العزل:
تحيط بسلك المقاومة طبقة من العزل الكهربائي، مصنوعة عادةً من أكسيد المغنيسيوم. هذا العزل فعال للغاية في توصيل الحرارة ولكنه يمنع التلامس الكهربائي مع الغلاف، مما يضمن السلامة والكفاءة.

نقاط الإنهاء:
تحتوي أطراف عنصر التسخين على نقاط نهاية، حيث يتم إجراء التوصيلات الكهربائية. تبرز هذه النقاط من أعلى خزان سخان المياه وهي حيث يتم توصيل مصدر الطاقة.

الترموستات ومفتاح الأمان:
يتم تنظيم كل عنصر بواسطة منظم حرارة يتحكم في درجة الحرارة عن طريق تشغيل وإيقاف الكهرباء للعنصر. بالإضافة إلى ذلك، تم دمج مفتاح أمان (مفتاح الحد الأقصى) لمنع ارتفاع درجة الحرارة، وإيقاف تشغيل الطاقة إذا تجاوزت درجة حرارة الماء حدًا آمنًا.

مبدأ عمل خزان المياه التخزينية

كيفية اختيار خزان المياه للتخزين

العوامل المؤثرة على كفاءة خزان سخان المياه الشمسي

حجم خزان التخزين:
سوف يعمل الخزان الأكبر على إبقاء الماء ساخنًا لفترة أطول. كما أن الخزانات المصنوعة منزليًا أقل تكلفة من الخزانات التي يتم شراؤها تجاريًا.

مساحة سطح المجمعات الشمسية:
تؤدي مساحة السطح الأكبر التي تتعرض للشمس إلى تسخين المزيد من المياه. في المناخات الحارة، قم بزيادة التخزين إلى 2 جالون (7.5 لتر) لكل قدم مربع (0.09 متر مربع). إذا لم تحصل على هذه النسبة بشكل صحيح، فهناك احتمال أن يسخن النظام بشكل زائد أثناء الصيف أو لا يسخن المياه بشكل كافٍ أثناء الشتاء.

المواد المجمعة المستخدمة:
تحتوي المجمعات الشمسية التقليدية (التجارية) على أنابيب نحاسية متصلة بزعانف نحاسية لامتصاص الحرارة لأن هذا يوفر أفضل أداء حراري، ولكن بسعر مرتفع. يمكن تصنيع مجمعات سخانات المياه الشمسية محلية الصنع بتكلفة أقل بكثير باستخدام أنابيب نحاسية مقترنة بزعانف من الألومنيوم والحصول على نفس الأداء تقريبًا. تكلف أنابيب البولي إيثيلين المتشابك/زعانف الألومنيوم حوالي 1/6 سعر المجمعات التجارية مع خسارة في الأداء بنسبة 15% تقريبًا.

زاوية الميل واتجاه المجمعات:
يجب أن تكون مجمعات سخانات المياه الشمسية المصنوعة منزليًا في نصف الكرة الجنوبي متجهة نحو الشمال تمامًا وفي نصف الكرة الشمالي، متجهة نحو الجنوب تمامًا. يجب أن تكون زاوية الميل المثالية التي تقوم بتركيب المجمعات بها مساوية لخط عرض موقعك، ولكن لا يصبح فرق الأداء ملحوظًا إلا إذا كانت الزاوية أكبر من 10%.

مادة المبادل الحراري الملفوف وأبعاده:
المبادلات الحرارية النحاسية هي الأفضل ولكن بتكلفة عالية. لجعل الأمور أكثر تكلفة، فإن المبادل الحراري الهجين من البولي إيثيلين المتشابك/النحاس أو البولي إيثيلين المتشابك النقي مقبول ولكنه سيكون أقل كفاءة من نظيره النحاسي. كلما كان الملف أطول، كلما كان من الممكن تسخين المزيد من الماء في المرة الواحدة، لذلك فإن ملفًا من الأنابيب بقطر 1 بوصة (2.54 سم) وطول 300 قدم (91.44 مترًا) يمكن أن يحمل 12 جالونًا (45.42 لترًا) من الماء، وهو ما سيكون فعالًا للغاية لأن العديد من عمليات سحب الماء الساخن تكون أقل من هذا الحجم.

عزل الخزانات والأنابيب:
من المهم عزل المياه بشكل صحيح، لأن انخفاض الحرارة الاحتياطية المفقودة يعني بقاء المياه دافئة لفترة أطول، وبالتالي تقل الحاجة إلى عمل نظام سخان المياه الشمسي المنزلي لتسخين المياه مرة أخرى. كما يساعد ذلك على إطالة فترة توافر المياه الساخنة في ظل الظروف الغائمة.

الطلب على الماء الساخن:
كلما زاد استخدامك للمياه الساخنة، كلما كان أداء نظامك أسوأ بسبب ضرورة تسخين كمية أكبر من المياه الباردة الواردة إلى درجة الحرارة المطلوبة.

عوائق الموقع:
يجب وضع سخانات المياه بالطاقة الشمسية التجارية والمنزلية بحيث تتعرض لأشعة الشمس قدر الإمكان، وهذا يعني التأكد من أخذ العوائق مثل الأشجار في الاعتبار قبل تحديد مكان وضعها.

الموقع الجغرافي:
كلما اقتربت من خط الاستواء، كلما زادت الطاقة التي توفرها الشمس لتسخين المياه، وذلك بسبب حقيقة أن سطح الأرض يواجه الشمس مباشرة هناك. الخطوات الصحيحة لتصريف خزان تخزين الماء الساخن
الخطوة 1: قم بإلغاء تنشيط إمداد المياه
استخدم الصمام الموجود أعلى سخان المياه لإيقاف إمداد المياه.

الخطوة 2: قم بإلغاء تنشيط سخان المياه
اضبط إعدادات منظم الحرارة على "التشغيل التجريبي" أو قم بإيقاف تشغيله من خلال لوحة قاطع الدائرة الكهربائية في غرفة المرافق. إذا كان لديك سخان مياه كهربائي، فمن المهم التأكد من تعطيله قبل شطف السخان لمنع تلف عناصر التسخين. بمجرد إيقاف تشغيل سخان المياه، انتظر بضع ساعات حتى يبرد الماء الساخن لمنع الإصابة.

الخطوة 3: توصيل خرطوم المياه بصمام الصرف
ابحث عن صمام الصرف في أسفل خزان المياه وقم بتوصيل أي خرطوم قياسي به مع وضع الطرف الآخر في مصرف أرضي أو في الخارج حيث يمكن تصريفه بأمان. تجنب التعرض للحروق من الماء الساخن أثناء العمل.

الخطوة 4: افتح صنابير المياه الساخنة
افتح صنبور الماء الساخن القريب (على الطابق العلوي إذا كان ذلك ممكنا) لتخفيف الضغط النظامي.

الخطوة 5: افتح صمامات الصرف
افتح صمام التصريف بحذر لتجنب دخول الماء الساخن. بمجرد تصريف سخان الماء، قم بتشغيل مصدر الماء البارد لتفكيك المعادن المتبقية من خزان الماء. قم بتصريف الماء وكرر العملية حتى يتم إزالة كل الرواسب. إذا كان صمام التصريف مسدودًا تمامًا بالرواسب، فستحتاج إلى الاتصال بسباك مرخص.

الخطوة 6: أغلق صمام الصرف وقم بتنشيط سخان المياه
الخطوة الأخيرة في تصريف سخان المياه هي إغلاق صمام التصريف وفصل الخرطوم. بعد ذلك، قم بتنشيط إمداد المياه الباردة. سيستغرق الأمر بضع دقائق حتى يمتلئ الخزان بالمياه. بعد ذلك، ستحتاج إلى إغلاق صنبور المياه الدافئة الذي قمت بتنشيطه سابقًا بمجرد أن يبدأ الماء في التدفق من الحوض. إذا كان لديك سخان مياه يعمل بالغاز، فافتح صمام الغاز لبدء تسخين المياه في الخزان. لا تنس تنشيط الكهرباء لسخان المياه في لوحة الدائرة الخاصة بك.