مبدأ عمل السخان الشمسي

السخان الشمسي

يعدّ السخان الشمسي من الأدوات والأجهزة غير الكهربائيّة المنتشرة بشكلٍ كبير في كافة أنحاء العالم، وظيفته تسخين المياه في المنزل في فصل الصيف، وذلك من خلال الاستفادة من أشعة الشمس الحارّة بتحويل طاقتها الشمسيّة إلى طاقة حراريّة، وسوف نتحدّث في هذا المقال عن مبدأ عمل السخان الشمسي المنزليّ، وطريقة تركيبه بكلّ سهولة ويسر.^[١]

مبدأ عمل السخان الشمسي

يقوم مبدأ عمل السخان الشمسي على الاستفادة الكاملة من أشعة الشمس التي تقع عليه، ويختلف ذلك حسب تصميم السخان الشمسي والغرض من استخدامه، ولكن بشكلٍ عام فإنّ السخّان الشمسي يعمل وفق الآلية التالية:^[٢][١]

• تجميع الماء في المجمع، وهو الصندوق المعدني الموجود على سطح البيت، حيث يكون هذا الصندوق معزولاً لتجميع أكبر قدر من أشعة الحرارة بداخله وعدم السماح لها بالخروج، ويكون الصندوق مُلحَقاً بغطاء زجاجي يسمح لأشعة الشمس بالدخول في الصندوق، ويمنع خروجها منه.
• يكون دخول الحرارة إلى المجمّع من خلال الألواح الزجاجيّة السوداء والماصّة للحرارة، الموجودة على سطحه.
• انتقال الحرارة من الألواح إلى الأنابيب المعدنيّة غير المعزولة، والمصنوعة من موادٍ غير قابلة للصدأ، بحيث تكون ملامسة للمياه وتعمل على تسخينها.
• انتقال الماء من الأنابيب إلى الخزان المائيّ، بحيث يتجمّع الماء الساخن في أعلى الخزان، والبارد في أسفله، ويشار إلى أنّ انتقال الماء الساخن إلى الأعلى يكون نتيجة قلّة كثافته بالمقارنة مع الماء البارد.
• تدفّق الماء الساخن من الخزان إلى المنزل عبر الأنابيب الخاصّة الموصولة بالحنفيّات.

طريقة تركيب السخان الشمسي

هناك بالتأكيد أنواع مختلفة من السخّانات الشمسية، لكن غالباً ما تكون طرق تركيبها متشابهة، ويجب اتباع الخطوات التالية عند التركيب:^[٣]

• التأكّد من وجود مساحة كافية على سطح المنزل، فهو أفضل مكان للاستفادة من أكبر قدر ممكن من أشعّة الشمس، لعدم وجود أشجار أو بنايات أخرى تحجب أشعّة الشمس.
• التأكّد من وصول المياه إلى الخزان الشمسيّ بشكلٍ مستمرّ، وذلك لأنّ انقطاع المياه عن السخان يؤدّي إلى دخول الهواء، الأمر الذي يسبّب ظهور الصدأ في الأنابيب الفولاذية وبالتالي تآكلها.
• الانتباه عند تركيب ألواح السخان الشمسي أن تكون متعامدة مع أشعة الشمس، بحيث يتمّ تركيبها بزاوية 45 درجة مئويّة، وإذا لم تستطع تحديد مكانها بالضبط يمكن الانتباه إلى السخانات الشمسية الموجودة على أسطح المنازل القريبة.
• الحرص على أن تكون الأنابيب نظيفة.
• التأكّد من نظافة الغطاء الخاص بالسخان الشمسي.

ملاحظة: السخان الشمسي يتمّ تركيبه في فصل الصيف للاستفادة من أشعّة الشمس، وبالتالي يصبح غير صالح للاستخدام في فصل الشتاء، وذلك لأنّ حرارة المياه التي ينتجها تكون منخفضة.^[٤]

المراجع

1. ^ ^{أ ب} "Solar Water Heaters", www.energy.gov, Retrieved 14-9-2018. Edited.
2. ↑ "Thermosiphon solar water heaters working principle", www.atlantic-comfort.com, Retrieved 14-9-2018. Edited.
3. ↑ "Installing Solar Water-Heating Systems", pasolar.ncat.org, Retrieved 14-9-2018. Edited.
4. ↑ "How does solar hot water heater work during winter conditions?", www.quora.com, Retrieved 14-9-2018. Edited.