نظام سخان المياه بالطاقة الشمسية سبليت الأنابيب الحرارية

تعريف موجز

يستخدم نظام سخان المياه الشمسي المنفصل ذو الأنابيب الحرارية أنابيب مفرغة مزودة بأنابيب حرارية لالتقاط الطاقة الحرارية الشمسية ونقلها إلى خزان مياه منفصل عبر حلقة تدوير. يوفر هذا النظام مياه ساخنة مستقرة للتطبيقات التجارية والصناعية والمؤسسية بكفاءة عالية وقابلية للتوسع المعياري.

المواصفات الفنية لنظام سخان المياه الشمسي المنفصل بأنبوب الحرارة

يدمج نظام سخان المياه الشمسي المنفصل بأنابيب حرارية مجمعات الأنابيب المفرغة، وأنابيب حرارية نحاسية، ومجمعًا شمسيًا، ومحطة ضخ، ووحدة تحكم، وخزان تخزين معزول. تشمل مقاييس الأداء الرئيسية الكفاءة الحرارية، ومعامل فقدان الحرارة، ودرجة حرارة الركود، والإنتاج اليومي، ومعدل الضغط.

المعايير الفنية النموذجية

• نوع المجمع: أنابيب مفرغة من البورسليكات 3.3 مع أنبوب حراري نحاسي
• أبعاد الأنبوب: 58×1800 مم أو 47×1500 مم
• مادة أنبوب الحرارة: نحاس خالٍ من الأكسجين، وسط مقطر
• غلاف مشعب: ألومنيوم أو SUS304 مع عزل البولي يوريثين
• الإنتاج اليومي: 60-140 لتر/م² حسب المناخ
• ضغط العمل: 0.6–0.8 ميجا باسكال للأنظمة المضغوطة المنقسمة
• حجم الخزان: 200–5000 لتر (قابل للتخصيص للحمل الصناعي)
• وحدة التحكم: وحدة تحكم في درجة الحرارة التفاضلية مع منطق مضاد للتجمد
• محطة الضخ: مضخة دوران عالية الحرارة مع مقياس تدفق

هيكل النظام وعملية التصنيع

صُمم نظام سخان المياه الشمسي المنفصل بالأنابيب الحرارية لضمان المتانة والتمدد المعياري والأداء الحراري المستقر. وتلتزم عملية تصنيعه بمعايير هندسة حرارية صارمة لضمان موثوقية طويلة الأمد.

هيكل النظام

• مجمع الأنابيب المفرغة: أنابيب زجاجية مزدوجة الطبقة مع طلاء انتقائي
• قلب الأنبوب الحراري: وسط تغيير الطور الذي يتيح بدء التشغيل السريع ونقل الحرارة العالية
• مشعب الرأس: خط أنابيب نحاسي ينقل الحرارة إلى المبادل الحراري
• حلقة الدورة: محطة الضخ + وحدة التحكم + صمامات التدفق
• خزان التخزين: عزل البولي يوريثين السميك + بطانة فولاذية داخلية
• إطار التركيب: ألومنيوم أو فولاذ مجلفن بزاوية إمالة 25-45 درجة

سير عمل التصنيع

1. حدد زجاج البورسليكات وقم بتغطيته بطبقات انتقائية من ALN/ALN-SS.
2. إنتاج أنابيب حرارية نحاسية باستخدام التعبئة والختم الفراغي.
3. قم بتجميع أنابيب الحرارة في أنابيب وإجراء اختبار الصدمة الحرارية (-30 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية).
4. تطبيق اللحام بتقنية TIG على أنابيب النحاس المتعددة.
5. قم بدمج المجمع والإطار والمشعب لإكمال وحدة المجمع.
6. قم ببناء خزان ضغط معزول باستخدام بطانة SUS304 + رغوة البولي يوريثان.
7. تجميع وحدة التحكم ومحطة الضخ وصمامات الأمان.
8. إجراء اختبارات الضغط للنظام الكامل واختبارات الكفاءة البصرية.

اتجاهات السوق وبيانات الصناعة

وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA) ومؤسسة "سولار هيت وورلد وايد"، تجاوزت السعة الحرارية الشمسية العالمية 540 جيجاواط حراري، مع نمو أنظمة التدفئة المنفصلة بأنابيب حرارية بنسبة 6-8% سنويًا نتيجةً لتزايد الطلب على الماء الساخن في القطاعين الصناعي والتجاري. ويُسجل استخدام هذه الأنظمة أعلى مستوياته في الفنادق، وتجهيز المنتجات الزراعية، ومصانع الأغذية، والمستشفيات، والمجمعات السكنية.

وتشمل العوامل الرئيسية خفض تكاليف الطاقة، وأهداف إزالة الكربون، وبرامج الدعم في مختلف أنحاء آسيا والاتحاد الأوروبي وأفريقيا.

جدول مقارنة الصناعة

نقاط الألم والحلول

نقطة الألم الأولى: عدم استقرار إنتاج الماء الساخن في الظروف الغائمة

حل:دمج التدفئة المساعدة (مضخة الحرارة أو السخان الكهربائي) مع منطق التحكم للنسخ الاحتياطي التلقائي.

نقطة الألم الثانية: صعوبة تحديد حجم النظام للأحمال التجارية الكبيرة

حل:استخدم الحساب الهندسي (انظر المثال أدناه) لتحديد مساحة المجمع وحجم التخزين.

نقطة الألم 3: تكلفة الصيانة العالية للأنظمة التقليدية

حل:تتطلب أنظمة تقسيم الأنابيب الحرارية الحد الأدنى من الصيانة؛ حيث يتم استبدال الأنبوب فقط كل 8 إلى 12 عامًا.

مثال على حساب هندسي

مساحة المجمع المطلوبة A للمياه الساخنة اليومية Q (لتر) مع ارتفاع درجة الحرارة ΔT:

ا = (س × 4.186 × ΔT) ÷ (η × H)

أين:
• η = الكفاءة الحرارية (0.55–0.65 لمجمعات الأنابيب الحرارية)
• H = متوسط ​​الإشعاع الشمسي اليومي (كيلوواط ساعة/م²) محولًا إلى كيلوجول

سير عمل التثبيت خطوة بخطوة (عملي للغاية)

1. تحديد ملف الحمل واستهلاك ساعة الذروة.
2. احسب مساحة المجمع باستخدام الصيغة الهندسية.
3. اختر حجم الخزان المناسب وتصنيف الضغط.
4. قم بتثبيت إطار التثبيت بالميل والتوجيه المطلوبين.
5. قم بتثبيت المجمعات وتوصيل أنابيب الحرارة بالمجمع.
6. ربط حلقة الدورة ومحطة الضخ.
7. قم بتشغيل تكوين وحدة التحكم واختبار صمام الأمان.
8. إجراء فحص تنظيف النظام وتطهيره بالهواء واختبار الأداء الحراري.

دليل الاختيار لتجار الجملة ومقاولي الهندسة والتوريد والبناء

1. تقييم مادة أنبوب الحرارة: يضمن النحاس الخالي من الأكسجين استجابة حرارية سريعة.
2. اختر عزل المجمع: يعمل البولي يوريثين ≥ 45 مم على تحسين الاحتفاظ بالطاقة.
3. التحقق من جودة اللحام المتعدد: يعمل اللحام بتقنية TIG على تقليل خطر التسرب.
4. تأكيد وظائف وحدة التحكم: مضاد التجمد، والتحكم في السخان الاحتياطي، ووضع الإجازة.
5. خذ بعين الاعتبار الإشعاع الشمسي المحلي: قم بمطابقة حجم المجمع مع بيانات المناخ الإقليمية.
6. التحقق من تصنيف الضغط: الحد الأدنى 0.6 ميجا باسكال للمباني التجارية.
7. فحص بطانة الخزان: SUS304 أو المينا بسمك ≥ 0.5 مم.

تنبيهات المخاطر وخطط التخفيف

المخاطر: توجيه المجمع بشكل غير صحيح → أداء ضعيف.
الحل: قم بالمحاذاة ضمن ±15 درجة من الجنوب الحقيقي (الشمال في نصف الكرة الجنوبي).

المخاطر: ارتفاع درجة الحرارة خلال فترات الاستهلاك المنخفض.
الحل: استخدم وضع تبديد الحرارة + مضخة الدورة الاحتياطية.

المخاطر: فشل الأنابيب الزجاجية ذات الجودة المنخفضة عند التعرض لصدمة حرارية.
الحل: يتطلب تقرير الصدمة الحرارية -30~200 درجة مئوية من الشركة المصنعة.

سيناريو التطبيق الحقيقي

اعتمد فندقٌ يضم 200 غرفة نظام سخان مياه شمسي منقسم بأنابيب حرارية مكون من 120 أنبوبًا، مع خزان سعة 3000 لتر. انخفضت فواتير الطاقة بنسبة 62%، مع توفر الماء الساخن على مدار الساعة. تجاوزت نسبة تشغيل المجمع 99%، وتم استرداد التكاليف خلال 2.7 سنة.

التعليمات 

1. ما هي المدة التي يستمر فيها نظام سخان المياه بالطاقة الشمسية المنقسم بالأنبوب الحراري؟

عادة ما تستغرق هذه العملية من 15 إلى 20 سنة، مع استبدال الأنابيب كل 8 إلى 12 سنة اعتمادًا على الظروف المناخية.

2. هل النظام مناسب للمناخات الباردة؟

نعم. تبدأ أنابيب التدفئة بالعمل بسرعة عند درجات حرارة منخفضة، مما يجعلها مثالية للمناطق ذات الصقيع.

3. هل يمكن أن يعمل مع الغلايات الموجودة؟

نعم. يتكامل نظام التقسيم بسهولة مع غلايات الغاز، ومضخات الحرارة، والسخانات الكهربائية.

4. ما هو مقدار الصيانة المطلوبة؟

التنظيف الدوري فقط واستبدال الأنبوب من حين لآخر.

5. ما هو الفرق بين المجمعات ذات الأنبوب الحراري والمجمعات ذات الأنبوب على شكل حرف U؟

توفر أنابيب الحرارة بدء تشغيل أسرع وكفاءة أعلى واستبدال أسهل للأنابيب.

6. كيفية تحديد حجم الخزان للمجمع التجاري؟

القاعدة العامة: 1.2-1.5 مرة الطلب اليومي على الماء الساخن عند ΔT = 35-45 درجة مئوية.

7. هل يعمل خلال الأيام الغائمة؟

نعم، مع التدفئة المساعدة.

8. هل أنظمة الأنابيب الحرارية آمنة للضغط العالي؟

نعم. تتحمل خزانات الضغط المنفصلة ضغطًا يتراوح بين ٠.٦ و٠.٨ ميجا باسكال للمباني متعددة الطوابق.

9. ما هي الشهادات التي يجب على تجار الجملة طلبها؟

ISO 9806، Solar Keymark، CE، واختبارات الأداء بناءً على معايير IEA SHC.

10. كيف يمنع جهاز التحكم التجميد؟

يتم تنشيط الدورة القسرية عندما تنخفض درجة الحرارة إلى ما دون الحدود المبرمجة.

اتفاقية التجارة التعاونية التجارية (تجار الجملة، EPC، المشاريع الحكومية)

هل تبحث عن أنظمة سخانات مياه شمسية منقسمة عالية الكفاءة تعمل بأنابيب حرارية للمشاريع التجارية أو الحكومية واسعة النطاق؟ نوفر مجمعات مياه هندسية، وخزانات جاهزة للمشاريع، ومحطات ضخ، وتصنيعًا من قِبل مُصنِّعين أصليين (OEM) مع رقابة جودة صارمة. تواصل مع فريقنا الهندسي لمعرفة حجم النظام، وعروض الأسعار، ودعم المشاريع الجاهزة.

مؤلف

كتبه مهندس تقني متخصص في الطاقة المتجددة، يتمتع بخبرة تزيد عن ١٢ عامًا في تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الحرارية، وهندسة تسخين المياه الصناعية، واستشارات المشاريع الدولية. البيانات مستقاة من وكالة الطاقة الدولية (IEA) ومؤسسة "سولار هيت وورلد وايد".

الملحقات والتجهيزات:

المؤهلات والجوائز: