انرژی خورشیدی استخر ها

انرژی خورشیدی استخر ها (pool solar system) امروزه یکی از پرکاربرد ترین روش های گرم نمودن آب استخرهاست. تشعشع یا تابش خورشید اصطلاحی است که در مورد امواج الکترومغناطیسی ساطع شده از خورشید مورد استفاده قرار می گیرد. انرژی تابشی خورشیدی را می توان به روش های مختلفی به دام انداخته، آن را ذخیره کرده و به شکل های مفید انرژی مانند گرما یا الکتریسیته تبدیل کرد. تبدیل انرژی خورشیدی به گرما یا الکتریسیته با استفاده از فناوری های مختلفی امکان پذیر است. امکان سنجی هر یک از این فناوری ها و روش ها به لحاظ عملی و اقتصادی باید با توجه به عوامل مختلفی انجام گیرد.

در سال های اخیر با نوسانات شدید قیمت سوخت های فسیلی، محدود بودن آن ها و مشکلات زیست محیطی مرتبط با آن به واسطه آلاینده های به جامانده، توجه بسیاری از متخصصان به انرژی های تجدید پذیر معطوف شده است که در راس آن انرژی خورشیدی قرار دارد.

در حال حاضر برای تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته از سیستم های فتوولتاییک و برای تبدیل آن به انرژی گرمایی از سیستم های خورشیدی استفاده می شود.

مبانی اولیه درباره انرژی خورشیدی

اولین مزیت انرژی خورشیدی فراگیر بودن آن ها است. به این معنی که تمام نقاط کره زمین حداقل برای دوره مشخصی از سال هم که شده در معرض تابش خورشید قرار دارند. البته مقدار انرژی تابشی خورشید که به هر نقطه از کره زمین می رسد به عوامل متعددی بستگی دارد. مهم ترین این عوامل را می توان در موارد زیر خلاصه کرد.

موقعیت جغرافیایی منطقه
دوره زمانی شبانه روز
فصل
موقعیت محلی
شرایط آب و هوایی

به طور کلی مناطقی که در عرض های جغرافیایی میانه زمین واقع شده اند، بیشتر در معرض انرژی تابشی خورشیدی قرار دارند. این ویژگی علاوه بر طولانی بودن روزها در این مناطق با تابش خورشید در راستای قائم نیز در ارتباط است. بخشی از پرتوهای خورشید که مستقیما و بدون انتشار به سطح زمین برخورد می کنند را اصطلاحا پرتوهای تشعشعی مستقیم می گویند. متناسب با شرایط آب و هوایی منطقه ممکن است در صد تشعشع مستقیم به زمین در یک روز صاف و خشک به اندازه ده درصد و در یک روز ابری، مرطوب تا صد در صد کاهش یابد.

سیستم های گرمایش خورشیدی

در حال حاضر با نوسانات شدید قیمت سوخت های فسیلی، محدود بودن آن ها و ضرورت دستیابی به منابع انرژی های نو، انرژی خورشیدی به کانون توجه محققان و متخصصان تبدیل گشته است. البته هزینه اولیه سیستم های گرمایش خورشیدی نسبت به سیستم های متداول کمی بالاتر است. ولی در یک چشم انداز چندین ساله می توان دوره بازگشت سرمایه را مورد ارزیابی قرار داد. چرا که انرژی یک منبع بی پایان است که هیچ بهایی ندارد.

اساس کار گرمکن های خورشیدی

عملکرد صفحات خورشیدی به این صورت است که با جذب انرژی گرمایی خورشید آن را به سیالی که در داخل کلکتورها جریان دارد منتقل می کنند. بازدهی سیستم های خورشیدی بیش از آن ها وابسته به چگونگی طراحی سیستم باشد، به بازدهی صفحات خورشیدی جاذب نور بستگی دارد. مسایلی مانند تابش مستقیم خورشید، تعداد ساعاتی که کلکتور در معرض تابش مستقیم خورشید هستند، سرعت و مدت وزش باد، ابری یا صاف بودن آسمان همه از جمله عوامل موثر بر بازده سیستم های خورشیدی به شمار می روند.

انواع متداولی از صفحات با جنس های مختلفی در بازار عرضه می شود که عبارتند از:

صفحات پلاستیکی (لعابکاری نشده)
صفحات فلزی (لعابکاری شده و لعابکاری نشده)
صفحات آلومینیومی نازک و سبک
صفحات پلاستیکی که مستقیما با میخ به بام ساختمان متصل می شوند.

لوله های خرطومی فلزی یا پلاستیکی انعطاف پذیر که به صورت مارپیچ بر روی بام ساختمان یا کف بتنی آن قرار می گیرند.
کلکتور در واقع همان بخشی از سیستم خورشیدی است که در معرض تابش خورشید قرار دارد و آب با عبور از میان آن گرم می شود. کاری که کلکتور انجام می دهد آن است که انرژی خورشیدی را با استفاده از صفحات جاذب خورشیدی دریافت می کند و آن را به لوله های حامل سیال عامل که از میان صفحات جاذب خورشیدی عبور می کنند انتقال می دهد. به این ترتیب سیال عاملی که در لوله های کلکتور در گردش است گرم می شود.

به طور کلی کلکتورها از مواد مختلفی ساخته می شود، نوع کلکتوری که برای هر کاربرد مناسب است به شرایط پروژه و چگونگی استفاده از آن بستگی دارد. برای مثال اگر قرار باشد صرفا در شرایط آب و هوایی که دما بالاتر از نقطه انجماد است از استخر استفاده می شود، استفاده از کلکتورهای بدون لعاب کاری نیز کافی است. کلکتورهای بدون لعاب کاری معمولا به دلیل ساختار ساده تر و ارزان تر اجزای جانبی آن ها قیمت پایین تری نسبت به کلکتورهای لعاب کاری شده دارند. این کلکتورها همچنین برای استخرهای سرپوشیده که در فصل زمستان دایر هستند نیز قابل استفاده می باشند. حتی در مواردی که استخر در فصل سرما تعطیل می شود، به کارگیری این کلکتورها نسبت به کلکتورهای لعاب کاری شده صرفه اقتصادی بیشتری را به همراه دارند. کلکتورهای بدون لعاب کاری معمولا از جنس پلاستیک های مقاوم یا مواد پلیمری و به همراه مواد بازدارنده اشعه فرابنفش ساخته می شود.

کلکتورهای لعاب کاری شده معمولا از لوله های مسی بر روی یک صفحه آلومینیومی ساخته می شوند و روی آن ها نیز یک لایه شیشه ای که تحت عملیات حرارتی قرار گرفته است پوشانده می شود. مزیت این کلکتورها آن است که در شرایط آب و هوایی سردتر انرژی خورشید را بهتر از کلکتورهای بدون لعاب به خود جذب می کنند. لذا این کلکتورها برای کاربرد دایمی در سرتاسر سال مناسب هستند. اگر دما زیر نقطه انجماد باشد، استفاده از ضد یخ به همراه هر دو کلکتور یاد شده ضروری است.

در سیستم های گرمایش خورشیدی برای انتقال انرژی گرمایی خورشید که توسط کلکتورها جذب می شود، از یک مبدل حرارتی استفاده می شود.

البته کلکتورهای خورشیدی به منظور جلوگیری از منجمد شدن آب سیستم و صدمه دیدن قسمت های مختلف آن به یک سیستم بازگشت آب نیز تجهیز می شوند. به طور کلی مجموعه سیستم همواره تحت فشار است. کلکتورهای خورشیدی در زاویه ای قرار می گیرند که در هنگام خاموش شدن سیستم، جریان آب امکان جریان یافتن آب به سمت پایین را ایجاد می کنند. از این رو در این سیستم ها باید تمهیدات خاصی برای هواگیری سیستم در نظر گرفته شود.

نکته مهمی که در مورد گرمکن های خورشیدی استخرها باید در نظر داشت آن است که بر خلاف سایر کاربردها در استخرها این گرمکن نیازی به مخزن ذخیره مجزا ندارد. چرا که کاسه استخر خود همانند یک مخزن آب گرم عمل می کند. همچنین متناسب با نیاز مجموعه می توان کنترل کننده های خودکاری را در سیستم لوله کشی تعبیه کرد که در صورت لزوم آب استخر را به صورت خودکار به کلکتورهای خورشیدی هدایت کنند.

آبی که از طریق گرمکن های خورشیدی گرم می شود، با هر بار گردش در کلکتورها تقریبا به اندازه ۲C گرم تر می شود. لذا با تکرار این فرایند برای چندمین بار آب استخر به تدریج گرم تر می شود تا به دمای مطلوب برسد. با استفاده از گرمکن های خورشیدی معمولا می توان آب استخر را به اندازه ۵٫۶-۸٫۳ C گرم کرد. اما این سیستم در روزهای ابری و بارانی عملا پاسخگو نخواهد بود.

با بکارگیری سیستم های گرمایش خورشیدی می توان با کمترین استفاده از سوخت های فسیلی و سایر منابع انرژی مانند انرژی الکتریکی، ظرفیت مورد نیاز برای گرمایش آب استخر را تامین کرد. البته گاهی اوقات برای دستیابی به شرایط کارکرد بهینه استخر لازم می شود در کنار سیستم خورشیدی از سیستم های گرمایشی سنتی نیز استفاده شود که در چنین مواقعی سیستم های سنتی معمولا به عنوان پشتیبان در هنگامی که امکان بهره برداری از انرژی خورشیدی وجود ندارد مورد استفاده قرار می گیرد.

اساس کار در این روش به این صورت است که وقتی تابش خورشید برای گرم کردن آب استخر کافی است از صفحات خورشیدی برای گرم کردن آب استخر استفاده می شود و هنگامی که انرژی تابش کافی برای گرم کردن آب استخر در دسترس نیست، ظرفیت مورد نیاز با استفاده از گرمکن معمولی تامین می شود. در این سیستم ها، آب پیش از ورود به گرمکن از صفحات خورشیدی عبور می کند و به این صورت بخشی از انرژی گرمایی مورد نیاز توسط گرمکن ها به آب افزوده می شود. حسگرهایی که در این سیستم نصب می شود گرم یا سرد بودن صفحات خورشیدی را احساس می کنند و در صورتی که صفحات خورشیدی به هر دلیلی سرد باشد شیر برقی تعبیه شده در مسیر فعال شده و جریان آب را بدون گذر از صفحات خورشیدی به گرمکن هدایت می کند. گرمکن های خورشیدی معمولا مجهز به تایمر یا ترموستات های قابل برنامه ریزی هستند. به طوری که با تنظیم آن ها می توان مقدار گرمای مورد نیاز در طول سال را تامین کرد.

به عنوان یک قاعده سرانگشتی مساحت صفحات خورشیدی مورد نیاز برای تامین انرژی گرمایی استخرها را با نسبت یک به یک تقریب می زنند. به این معنی که به ازای هر مترمربع از مساحت کاسه استخر، یک متر مربع صفحه خورشیدی برای تامین انرژی گرمایی مورد نیاز آن باید استفاده شود. در نهایت این مساله به جایی منتهی می شود که گاهی کل بام ساختمان را با صفحات خورشیدی می پوشانند.

از دیگر چالش های پیش روی تیم اجرایی آن است که این صفحات دایما در معرض باد، باران، گرد و غبار و تابش مستقیم خورشید قرار دارند که همین مساله می تواند موجب آسیب دیدن آن ها شود. نصب صفحات خورشیدی نیز متناسب با وضعیت طراحی بام ساختمان و شیب آن می تواند متفاوت باشد.

ضمن آن که گرم کردن آب استخر با استفاده از گرمکن های خورشیدی، نسبت به گرمکن های گازسوز، گرمکن های با سوخت مایع و گرمکن های الکتریکی در دوره زمانی طولانی تری امکان پذیر خواهد بود.

گرم کردن آب جکوزی

فیلترهای فشنگی

فیلترهای فشنگی معمولا در استخرهای کوچک یا جکوزی ها مورد استفاده می گیرند. این فیلترها اساسا در سیستم لوله کشی استخرهای درمانی یا جکوزی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن ها تعداد زیادی از نفرات در حجم آب نسبتا کمی می نشینند و حجم باکتری ها، چربی ها و آلودگی آب که فیلتر باید آن را از آب تفکیک کند بسیار زیاد است. در جکوزی ها به دلیل افزایش بسیار زیاد بار ناشی از حضور شناگران در حجم کمی از آب، فیلترهای فشنگی در معرض آلاینده های بیشتری نسبت به استخرها هستند. در جکوزی ها دمای آب معمولا به اندازه ۱۳٫۹C بیشتر از استخرهاست. در این دما حتی در شرایط برابر نیز چربی بسیار بیشتری از پوست بدن خارج می شود.

گرم کردن آب جکوزی

برای گرم کردن آب جکوزی نیز درست همانند استخرها می توان از گرمکن های پیش ساخته و یا دیگ ها و مبدل حرارتی استفاده کرد. صرفنظر از روشی که برای که برای گرم کردن آب جکوزی مورد استفاده قرار می گیرد، باید گفت که سیستم گرمایش آب یکی از مهم ترین بخش های جکوزی به شمار می رود. چرا که اصلی ترین دلیل استفاده از جکوزی ها، آب گرم آنهاست. بنابراین اگر سیستم گرمایش آب به خوبی کار نکند جکوزی عملا بدون استفاده خواهد بود.

صرفنظر از نوع سیستمی که برای گرم کردن آب جکوزی مورد استفاده قرار می گیرد، این سیستم باید قابلیت گرم کردن آب در مدت زمان سی دقیقه را داشته باشد. برای گرم کردن آب جکوزی ها می توان از گرمکن های گازسوز، گرمکن های الکتریکی یا حتی گرمکن های خورشیدی استفاده کرد. هر چند که استفاده از گرمکن های خورشیدی برای جکوزی ها چندان توصیه نمی شود.

با توجه به این که در جکوزی ها حجم آب موجود به عنوان یکی از عوامل تعیین کننده مطرح است با استفاده از جدول زیر می توان زمان مورد نیاز برای دستیابی به افزایش دمای آب به اندازه ۱۷C را محاسبه کرد. البته چنین جداولی صرفا به عنوان نمونه و برای محاسبه سرانگشتی ظرفیت مورد نیاز کاربرد دارد.

ورودی حرارتی گرمکن BTU/h
		۱۲۵,۰۰۰	۱۷۵,۰۰۰	۲۵۰,۰۰۰		۳۲۵,۰۰۰	۴۰۰,۰۰۰
حجم جکوزی    Lit	حجم جکوزی     gallon	زمان مورد نیاز برای افزایش دمای آب ۱۷C بر حسب دقیقه
۷۵۷	۲۰۰	۳۰	۲۱	۱۵	۱۲		۹
۱,۱۳۶	۳۰۰	۴۵	۳۲	۲۳	۱۷		۱۴
۱,۵۱۴	۴۰۰	۶۰	۴۳	۳۰	۲۳		۱۹
۱,۸۹۳	۵۰۰	۷۵	۵۴	۳۸	۲۹		۲۳
۲,۲۷۱	۶۰۰	۹۰	۶۴	۴۵	۳۵		۲۸
۲,۶۵۰	۷۰۰	۱۰۵	۷۵	۵۳	۴۰		۳۳
۳,۰۲۸	۸۰۰	۱۲۰	۸۶	۶۰	۴۶		۳۷
۳,۴۰۷	۹۰۰	۱۳۵	۹۶	۶۸	۵۲		۴۲
۳,۷۸۵	۱۰۰۰	۱۵۰	۱۰۷	۷۵	۵۸		۴۷

جت های پاشش آب

 جت های پاشش آب در جکوزی ها یکی از اجزای بسیار مهم به شمار می روند. چرا که تاثیر آب درمانی و لذت بخش استفاده از جکوزی تا حد زیادی منوط به عملکرد صحیح جت های پاشش آب است. نکات مهمی که درباره جت های پاشش آب جکوزی ها باید در نظر گرفته شود عبارتند از:

• هرگز کیفیت را فدای کمیت نکنید. اگر چند جت پاشش آب با تعداد کمتر در مکان های مناسب نصب شوندبسیار بهتر از آن است که تعداد زیادی از آن ها با کیفیت نه چندان خوب در مکان های نامناسب تعبیه شده باشند. به منظور دستیابی به حداکثر خواص درمانی یا حداکثر کسب لذت از جکوزی ها، جت های پاشش آب باید آب را با فشار مناسب به نقاط کلیدی بدن بپاشد.پاشش آب به گونه ای باشد که فرد احساس کند آب بدن وی را ماساژ می دهد. بنابراین لزوما ضرورتی ندارد که تعداد بسیار زیادی جت آب در جکوزی باشد. بلکه در نظر گرفتن تعداد کافی در مکان های مناسب نیز می تواند ضامن رسیدن به هدف مطلوب باشد.

• جت پاشش آب بسیاری از جکوزی ها مجهز به دمنده های هوا نیز هستند که با استفاده از آن ها می توان مخلوطی از آب و هوا را به داخل سالن استخر ارسال کرد. دمنده های هوا از جمله تجهیزات الکترومکانیکی جکوزی ها به شمار می روند که با استفاده از آن ها هوا به داخل جکوزی دمیده می شود. این دمنده ها مجهز به پمپ های هوای گریز از مرکز هستند. عملکرد این پمپ ها به گونه ای است که هوا را به داخل مکیده و پس از گذر ار روی پمپ و خنک کردن آن به داخل جکوزی می دمند. هوایی که به این شکل به داخل جکوزی دمیده می شود، موجب تلاطم بیشتر آب و افزایش تاثیر ماساژ گونه آن بر روی بدن شناگران می شود. مزیت دمیدن هوا در میان جت آب آن است که فشار آب آن است که فشار آب بسیار تاثیرگذارتر و در عین حال ملایم تر به بدن وارد می شود.

• جت های پاشش آب جکوزی ها در انواع مختلفی مانند جت گلویی، جت های ثابت، جت های گروهی، دورانی و خطی موجود هستند. همچنین به منظور ماساژ دادن پشت، گردش یا پا می توان جت ها را در موقعیت های مختلفی نصب کرد.

سایر تجهیزات جکوزی

در جکوزی ها متناسب با هزینه ای که کارفرما در نظر می گیرد می توان انواع و اقسام تجهیزات اضافی و تزیینی را به مجموعه اضافه کرد این تجهیزات شامل انواع روکش ها، دماسنج ها، عصاره های گیاهی برای افزودن به آب و غیره می شود.

دماسنج

در جکوزی ها برای آن که شناگران از دمای آب مطلع باشند از دماسنج استفاده می شود. مناسب ترین محل برای نصب این دماسنج ها به ویژه در استخرهای عمومی، اسکیمر است. البته دماسنج های مورد استفاده برای این کاربرد در انواع و مدل های مختلفی عرضه می شوند. معمولا مناسب ترین محل برای این دماسنج ها در داخل سبد اسکیمر است. به این ترتیب هم دماسنج از دید پنهان می ماند و هم دمای آب برگشت اندازه گیری می شود.

مواد معطر

در جکوزی ها متناسب با هزینه ای که کارفرما در نظر می گیرد می توان انواع و اقسام تجهیزات اضافی و تزیینی را به مجموعه اضافه کرد. یکی از روش ها مواد معطر است که می توان آن ها را به آب جکوزی افزود. اکثر این مواد ضرری برای سلامت بدن ندارند ولی چون اکثر آن ها حاوی مواد چرب هستند، افزودن آن ها به آب به نوعی موجب افزایش میزان آلودگی آب می شود که نتیجه آن تسریع در کثیف شدن فیلترهاست

منبع خبر:

سایت پاکمن