:

کلکتور خورشیدی را می توان قلب تپنده هر سامانه گرمایی خورشیدی دانست. زیرا کلکتور های خورشیدی هستند که انرژی خورشیدی را جذب و پس از تبدیل به انرژی گرمایی، آن را به صورت انرژی مفید و کاربردی برای مصرف نهایی به سامانه خورشیدی تحویل می دهند. کلکتور های خورشیدی دارای سامانه های گوناگونی در طراحی هستند. ساده ترین نوع آن جاذب گرمای خورشیدی جهت گرمایش آب استخر می باشد. سامانه های پیشرفته تر برای حصول درجه حرارت های بالاتر طراحی شده اند که شامل کلکتور های ذخیره ای یکپارچه، کلکتور های صفحه تخت خلاه شده و کلکتور های لوله خلا می باشند.
کلکتور های صفحه تخت:
عمده نوعی از کلکتور های خورشیدی که امروزه در کشور های مختلف دنیا به بازار عرضه می شود، کلکتور های صفحه تخت می باشد. اجزای اصلی این کلکتور ها شامل پوشش شفاف رویی، محفظه کلکتور و جاذب است. جاذب که در داخل محفظه کلکتور صفحه تخت قرار می گیرد، پرتو آفتاب را به گرما تبدیل نموده و آن را به سیال (آب) داخل لوله جاذب منتقل می کند. با توجه به اینکه هر کلکتور می تواند به درجه حرارتی تا 200 درجه سانتیگراد برسد ( در آن وضعیت در داخل لوله آب جریان نخواهد داشت) تمام موارد به کار برده شده در ساختمان کلکتور خورشیدی می بایست تحمل چنین درجه حرارتی را داشته باشند. از اینرو، جاذب عموما از مواد فلزی همچون مس، فولاد یا آلومینیوم ساخته می شوند. محفظه کلکتور می تواند از جنس پلاستیک، فلز یا چوب بوده و شیشه جلوی کلکتور می باید به نحو شایسته ای درزگیری شده باشد تا انرژی گرمایی داخل آن به بیرون راه نیابد. ضمن اینکه انواع آلودگی همچون گرد و خاک، بخار، رطوبت و حشرات به داخل آن راه پیدا نکنند. پاره ای از کلکتور های دقیق از نظر تهویه وجریان های داخل نیز به شدت کنترل می شود تا از هر گونه چگالش بر روی قسمت تویی شیشه جلوی کلکتور جلوگیری شود. محفظه کلکتور از کناره ها

خرید متن کامل این پایان نامه :

 و قسمت تحتانی کاملا درزبندی و عایق کاری می شود تا تلفات گرمایی از این قسمت ها به حداقل برسد. علیرغم این تمهیدات، کلکتور های صفحه تخت هنوز دارای تلفات گرمایی هستند که عمده دلیل آن اختلاف درجه حرارت میان جاذب و هوای پیرامون می باشد که به دو نوع انتقال گرمای تشعشعی و همرفتی خود را نشان می دهند. انتقال گرمای همرفتی به سبب حرکت هوا و تابشی ناشی از اختلاف درجه حرارت بخش فوقانی کلکتور و هوای پیرامون است.

انتخاب جاذب:
مواد تیره رنگ پرتو خورشید را به خوبی جذب کرده و درجه حرارتشان بالا می رود، اما مواد فلزی ذاتا تیره رنگ نمی باشند. لذا سطح آن ها را می بایست با پوشش های مناسب که فرایند جذب پرتو خورشید را افزایش می دهند، پوشاند. در صورتی که ماده ای سیاه رنگ گرم و درجه حرارتش بالا رود، مقداری از گرمای جذب شده را به صورت تشعشعی به محیط پیرامون برمی گرداند. همین پدیده در صفحات داغ الکتریکی و بخاری های برقی به راحتی ملموس می باشند. زمانیکه صفحات (المنت ها) روشن می شوند، انرژی گرمایی به صورت تشعشعی، بدون اینکه بر روی صفحات داغ اثر منفی برجای گذارند، از روی آن ساطع می شود. حال در کلکتورهای خورشیدی، پوشش تیره رنگ تاثیر مشابهی را از خود نشان می دهند. این کلکتورها بخش اعظمی از انرژی جذب شده را به آبی که در داخل لوله جاذب جاری است منتقل نموده و مقدار بسیار کمتری را به صورت تشعشعی به محیط اطراف بر می گرداند.
ار این رو، بخش جاذب کلکتور های خورشیدی غالبا همچون پوشش مشکی رنگ توضیح داده شده می باند و مقدار بسیار کمی از پرتو دریافتی را به صورت تشعشع بر می گرداند. حال آنکه فرایند پوشش دهی مورد نیاز این مواد بسیار پیچیده تر می باشند. زیرا اینکار باید با دقت بهتری انجام پذیرد و در مورد کلکتور های خورشیدی بازده جذب پرتو خورشید دارای نقش عمده ای است.
کلکتورهای لوله خلا:
اتلاف گرمایی همرفت ناشی از حرکت هوا در داخل کلکتور را می توان به صورت قابل ملاحظه ای با ثابت نگاه داشتن و ماندگاری خلا به وجود آمده میان صفحه شفاف رو به آفتاب و جاذب کلکتور خورشید کاهش داد. از سوی دیگر خلا ایجاد شده موجب می گردد تا فشار های هوای محیط (فشار اتمسفر) وارد بر صفحه شفاف جلول کلکتور آن را به سمت عقب (سمت عقب) براند. لذا برای حل این مشکل لازم است تا نگاهدارنده های کوچکی در حد فاصل قسمت تحتانی و فوقانی کلکتور و در داخل آن قرار گیرد تا شکل کلکتور حفظ شود. این که در کلکتورهای خورشیدی صفحه تخت بتوان حالت خلا درون کلکتور را به مدت زمان طولانی حفظ نمود امری دشوار است، زیرا همیشه هوای اطراف کلکتور از میان محل اتصال صفحه شفاف رو به آفتاب و دیواره های کلکتور برای جریان یافتن به داخل کلکتور راهی پیدا می کند. لذا می بایست به صورت دوره ای نسبت به ایجاد خلا مجدد در داخل محفظه کلکتور خورشیدی صفحه تخت اقدام شود. این عیب عمده که در کنار هزینه بالای تعمیر و نگهداری، بازده کلی کلکتور و سامانه خورشیدی را کاهش می دهد را می توان با بهره گرفتن از کلکتور های لوله خلا شده رفع نمود. خلا بسیار بالا ( تقریبا کامل) داخل لوله شیشه ای خلا شده در بسته مورد استفاده در کلکتور های لوله خلا در مقایسه با محفظه خلا شده در کلکتور های صفحه تخت به مدت بسیار طولانی تری شرایط خلا خود را حفظ می کنند. این لوله ها به سبب شکلشان در مقابل فشار هوای خارج از خود مقاومت بالاتری بروز داده و نتیجه اینکه به قطعات پشتیبان در داخل خود نیاز ندارند.