تصفح الكمية:0 الكاتب:محرر الموقع نشر الوقت: 2025-02-16 المنشأ:محرر الموقع
عندما يتعلق الأمر بسخانات المياه الشمسية ، يتساءل الكثير من الناس ما إذا كان بإمكان هذه الأنظمة توفير المياه الساخنة خلال الأشهر الباردة ، وخاصة في المناطق ذات الشتاء القاسي. قد تبدو فكرة الاعتماد على مصدر للطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية صعبة خلال فصل الشتاء عندما تكون ساعات النهار أقصر ، وتراجع درجات الحرارة بشكل كبير. ومع ذلك ، تم تصميم سخانات المياه الشمسية للعمل على مدار السنة ، بما في ذلك في فصل الشتاء ، شريطة أن يتم تثبيتها وصيانتها بشكل صحيح.
في هذه المقالة ، سنستكشف مدى فعالية سخانات المياه الشمسية خلال أشهر الشتاء ، وكيفية منع التجمد ، وما إذا كان سخان المياه الشمسية خيارًا قابلاً للتطبيق للمنازل في المناخات الباردة.
لا تزال سخانات المياه الشمسية (SWHS) فعالة في فصل الشتاء ، على الرغم من أن أدائها يمكن أن يتأثر بعدة عوامل ، مثل شدة ومدة أشعة الشمس ودرجة الحرارة ونوع النظام لديك. إليك كيفية عمل سخانات المياه الشمسية في فصل الشتاء:
في فصل الشتاء ، ينخفض توافر الطاقة الشمسية بسبب ساعات النهار الأقصر وزاوية الشمس. ومع ذلك ، ما زال جامعو الطاقة الشمسية يمتصون الحرارة من الشمس ، على الرغم من أن كمية الطاقة التي يمكنهم التقاطها أقل من الأشهر الأكثر دفئًا. قد يحتاج النظام إلى الاعتماد على التدفئة التكميلية ، خاصة خلال الأيام الملبدة بالغيوم أو في الأيام الباردة بشكل خاص.
هناك نوعان أساسيان من جامعي الطاقة الشمسية المستخدمة في سخانات المياه الشمسية:
جامعي الألواح المسطحة : هذه هي أكثر شيوعًا في أنظمة تسخين المياه الشمسية السكنية. إنها تعمل بكفاءة في ضوء الشمس المباشر ولكنها قد لا تؤدي أداءً جيدًا في الظروف الملبدة بالغيوم أو الثلجية.
جامعي الأنبوب الذين تم إجلاؤهم : هذه أفضل في التقاط الطاقة الشمسية في الطقس البارد. يسمح لهم تصميمهم بالفخ والاحتفاظ بالحرارة حتى عندما تكون درجة الحرارة المحيطة منخفضة. في الواقع ، يميل جامعي الأنبوب الذين تم إجلاؤهم إلى أداء أفضل في الظروف الباردة والثلوج لأنهم أكثر عزلًا ويمكنهم التعامل مع مجموعة واسعة من درجات الحرارة.
يمكن أن يغطي الثلج والجليد الألواح الشمسية ويقللان من قدرتها على جمع أشعة الشمس. ومع ذلك ، عادة ما يذوب الثلج من الألواح بسرعة إلى حد ما عند تعرضه لأشعة الشمس ، خاصة في الأيام التي تحوم فيها درجات الحرارة فوق التجمد. إذا كانت منطقتك تعاني من تساقط الثلوج الكثيف ، فقد تحتاج إلى إزالة الثلج بشكل دوري من جامعي الطاقة الشمسية للحفاظ على كفاءتهم.
عادةً ما تستخدم سخانات المياه الشمسية خزانًا معزولًا لتخزين المياه الساخنة ، لذلك لا يزال من الممكن أن يكون متاحًا حتى لو لم تكن الشمس مشرقة. تم تجهيز بعض الأنظمة بآليات تسخين النسخ الاحتياطي مثل سخانات كهربائية أو غاز ، والتي تنشط إذا انخفضت درجة حرارة الماء إلى أقل من عتبة المحددة. تضمن هذه الأنظمة أنه لا يزال بإمكانك الوصول إلى الماء الساخن ، حتى عندما تكون الطاقة الشمسية غير كافية.
حتى في فصل الشتاء ، يمكن أن تلتقط سخانات المياه الشمسية الطاقة خلال الساعات التي يتوفر فيها أشعة الشمس. ومع ذلك ، فإن الأيام الأقصر تعني أن سخانات المياه الشمسية قد يكون لها وقت أقل لتسخين المياه مقارنة بأشهر الصيف. من المهم تقييم مقدار الماء الساخن الذي تستخدمه منزلك يوميًا وما إذا كان سخان المياه الشمسية يمكنك تلبية هذا الطلب خلال فصل الشتاء.
نعم ، يمكن أن تتجمد سخانات المياه الشمسية في درجات حرارة باردة للغاية ، وخاصة في المناطق التي تنخفض فيها درجة الحرارة بانتظام عن التجمد. عندما يتجمد الماء في النظام ، يمكن أن يسبب أضرارًا للأنابيب وخزان التخزين وجامعي. ومع ذلك ، هناك عدة طرق لحماية سخانات المياه الشمسية من التجمد:
تستخدم بعض سخانات المياه الشمسية سائل نقل الحرارة ، مثل محلول التجمد ، بدلاً من الماء. تُعرف هذه الأنظمة بشكل شائع بالأنظمة غير المباشرة . في نظام غير مباشر ، يدور التجمد عبر جامعي الطاقة الشمسية ومبادل حراري ، حيث ينتقل الحرارة إلى الماء في خزان التخزين. يمنع هذا الإعداد النظام من التجمد ، حتى عندما تنخفض درجات الحرارة إلى ما دون التجمد ، لأن التجمد لا يتجمد في الظروف العادية.
تم تصميم نظام الصرف الصحي لمنع التجمد عن طريق استنزاف الماء تلقائيًا من هواة الجمع والأنابيب عندما لا يكون النظام قيد الاستخدام. تضمن هذه الطريقة أنه لا يوجد ماء في النظام للتجميد ، حتى عندما تنخفض درجات الحرارة عن التجمد. عندما يتم تنشيط النظام مرة أخرى ، يتم ضخ الماء مرة أخرى إلى جامعي وخزان التخزين. عادة ما تكون أنظمة التصريف أكثر تكلفة ولكنها خيار موثوق به للمناخات الباردة.
العديد من سخانات المياه الشمسية الحديثة تأتي مع مدمجة صمامات حماية تجميد وأجهزة استشعار درجة الحرارة . تراقب هذه المستشعرات درجة حرارة الماء في الأنابيب وتنشيط نظام التسخين الاحتياطي إذا انخفضت درجة الحرارة إلى انخفاض كبير. في بعض الحالات ، يمكن للنظام حتى تعميم الماء لمنع التجمد ، والحفاظ على يتحرك الماء بما يكفي لتجنب تكوين الجليد.
يساعد عزل الأنابيب وخزان التخزين على تقليل فقدان الحرارة ويمكن أن يساعد أيضًا في منع التجمد في درجات الحرارة الباردة. تضمن مواد العزل عالية الجودة أن يتم الاحتفاظ بالحرارة داخل النظام لفترة أطول ، مما يقلل من فرص تجميد النظام خلال الليالي الباردة أو الأيام الغائمة.
إذا كنت تعيش في مناخ بارد ، فقد لا تزال تستفيد من استخدام سخان المياه الشمسية ، ولكن هناك بعض الاعتبارات التي يجب مراعاتها قبل التثبيت:
النوع الأكثر ملاءمة من سخان المياه الشمسية للمناخات الباردة هو عادة نظام غير مباشر مع التجمد. هذه الأنظمة أقل عرضة للتجميد لأنها تستخدم سائل نقل الحرارة بدلاً من الماء. بالإضافة إلى ذلك ، تميل الأنظمة ذات جامعي الأنبوب الذين تم إجلاؤهم إلى أداء أفضل في الطقس البارد من جامعي الألواح المسطحة. العزل الفائق للأنابيب التي تم إجلاؤها يساعدهم على التقاط الحرارة بشكل أكثر فعالية في درجات الحرارة المنخفضة.
تدمج بعض المنازل المناخية الباردة سخان المياه الشمسية الخاصة بها مع نظام الطاقة الحرارية الأرضية ، والذي يستخدم درجة حرارة الأرض الثابتة نسبيًا لتسخين الماء. يمكن أن يكون هذا النهج المختلط فعالًا بشكل خاص للمنازل التي تتطلب ماء ساخن على مدار السنة ، بغض النظر عن الطقس في الخارج.
إن العيش في مناخ بارد يعني أنك ستحتاج إلى اتخاذ خطوات إضافية للحفاظ على نظامك خلال أشهر الشتاء. يعد إزالة الثلج بشكل منتظم من جامعي الطاقة الشمسية والتحقق من أن أنظمة التجمد أو الصرف الصحي للنظام أمرًا ضروريًا للأداء الأمثل.
في المناخات الباردة ، من المستحسن الحصول على نظام تسخين احتياطي ، مثل سخان مياه كهربائية أو غاز ، لضمان إمكانية الوصول إلى الماء الساخن دائمًا. العديد من أنظمة سخان المياه الشمسية تأتي مع عنصر تسخين احتياطي يتم تشغيله عندما تكون الطاقة الشمسية غير كافية لتلبية متطلبات المياه الساخنة.
في حين أن التكلفة المقدمة لتثبيت نظام سخان المياه الشمسية في المناخ البارد قد تكون أعلى بسبب الحاجة إلى مكونات أكثر متانة وأنظمة الحماية (مثل حلول التجمد أو أنظمة الصرف) ، فإن التوفير طويل الأجل على فواتير الطاقة لا يزال بإمكان انها استثمار جدير بالاهتمام. بالإضافة إلى ذلك ، تقدم العديد من المناطق حوافز أو حسومات لأنظمة الطاقة المتجددة ، والتي يمكن أن تساعد في تعويض التكلفة الأولية.
يعتمد عمر سخان المياه الشمسية إلى حد كبير على جودة النظام ، والمكونات المستخدمة ، ومدى الحفاظ على النظام. ومع ذلك ، فإن معظم سخانات المياه الشمسية لها العمر العام التالي:
جامعي الطاقة الشمسية : يمكن أن يستمر جامعو المجمعات (سواء كانت أنابيب مسطحة أو تم إجلاؤها) من 20 إلى 25 عامًا أو أكثر مع الرعاية والصيانة المناسبة.
خزان التخزين : يستمر خزان التخزين عادة من 15 إلى 20 عامًا. يمكن أن يتأثر عمر الخزان بعوامل مثل التآكل وجودة المياه والصيانة المنتظمة.
الأنابيب والصمامات : عادة ما يكون للأنابيب والصمامات عمر من 10 إلى 15 عامًا ، اعتمادًا على المواد والظروف التي يتم استخدامها فيها.
يمكن للصيانة المناسبة ، بما في ذلك عمليات التفتيش الدورية ، وتنظيف جامعي ، والتحقق من التسريبات ، أن تساعد في تمديد عمر نظامك والتأكد من أنه يعمل بشكل فعال مع مرور الوقت.
نعم ، يعمل تسخين المياه الشمسية في فصل الشتاء ، على الرغم من أن كفاءته قد يتم تقليله بسبب ساعات النهار الأقصر وزوايا الشمس السفلية. قد تتطلب المناخات الباردة ميزات إضافية مثل أنظمة التجمد أو الصرف الصحي لمنع التجمد.
قد لا تحصل على الماء الساخن من سخان المياه الشمسية الخاصة بك خلال فترات غائمة ممتدة أو الطقس البارد جدًا إذا لم يكن النظام مزودًا بآلية تسخين احتياطية. إذا انخفضت درجة الحرارة في هواة الجمع ، فإن التجميد يمكن أن يمنع الماء الساخن أيضًا.
للحفاظ على سخان المياه الشمسية الخاصة بك من التجمد ، يمكنك استخدام الأنظمة مع حلول التجمد ، أو أنظمة الصرف الصحي ، أو دمج صمامات حماية التجميد وأجهزة الاستشعار. يمكن أن تساعد الأنابيب العازلة والحفاظ على النظام بانتظام أيضًا في منع التجمد.
أحد عيوب سخان المياه الشمسية هو أنه يمكن أن يكون أقل فعالية خلال فترات من أشعة الشمس المنخفضة أو الطقس الغائم. في المناخات الباردة ، هناك حاجة إلى تدابير صيانة وحماية إضافية (مثل التجمد) لمنع التجمد.
في الختام ، يمكن أن تعمل سخانات المياه الشمسية بفعالية في فصل الشتاء ، شريطة أن يتم تثبيت النظام بشكل صحيح وتجهيزه للتعامل مع درجات الحرارة الباردة. مع الاحتياطات الصحيحة ، مثل أنظمة التجمد ، وأنظمة الصرف الصحي ، والصيانة المنتظمة ، يمكن أن يوفر سخان المياه الشمسية مياه ساخنة متسقة على مدار العام - حتى في المناخات الباردة. في حين أن الاستثمار المقدم قد يكون أعلى بالنسبة للأنظمة المصممة لتحمل درجات الحرارة المتجمدة ، فإن توفير الطاقة على المدى الطويل والفوائد البيئية يمكن أن يجعلها خيارًا جديراً بالعديد من أصحاب المنازل.
