سیستم گرمایش خورشیدی و تأمین آب گرم ساختمان

سیستم گرمایش خورشیدی و تأمین آب گرم ساختمان

سیستم گرمایش خورشیدی و بهره گیری‌ از انرژی‌ خورشید جهت‌ تامین‌ آب گـرم در ایـران دارای‌ قـدمت‌ بیش‌ از ٤٠ سال می‌ باشد و اولین‌ فعالیتها در این‌ زمینه‌ در دانشگاه شـیراز بعمل‌ آمد و در دهه‌ گذشته‌ با اقـداماتی‌ کـه‌ شـرکت‌ بهینـه‌سـازی‌ مصـرف ســوخت‌ و ســازمان انرژی‌هــای‌ نــو ایــران در کشــور بعمــل‌ آوردنــد. انــواع آبگرمکن‌هـای‌ خورشـیدی‌ خـانگی‌ مـدل ترموسـیفونی‌ در کشـور توسـط‌ سازندگان مختلف‌ اجـرا گردیـد و همچنـین‌ بسـیاری‌ از روسـتاهای‌ کشـور مجهز به‌ حمام خورشیدی‌ گردیدند، ولی‌ سیستم‌های‌ خورشیدی‌ تامین‌ آب گرم در مقیاس بزرگ و برج‌های‌ مسکونی‌ بدلیل‌ مشکلات اجرایی‌ و قیمـت‌ پایین‌ انرژی‌ در کشور چندان مورد توجه‌ قرار نگرفت‌.

سیستم گرمایش خورشیدی مبنا اولین سیستم مرکزی خورشیدی

در مقاله قابل دانلود به پیوست این مقاله، طراحی‌ سیستم‌ آب گـرم خورشـیدی‌ بـرای‌ تـامین‌ آب گـرم مصرفی‌ برج مسکونی‌ ١٠ طبقه‌‌ مشتمل‌ بر ٨٠ واحد واقع‌ در شهر تهران ارائه‌ گردیده است‌، که‌ اولین‌ سیستم‌ مرکزی‌ خورشیدی‌ برای‌ تـامین‌ آب گرم مصرفی‌ در این‌ مقیاس می‌باشد.

ساختمان شهدای‌ سوم خرداد یک‌ مجتمع‌ مسکونی‌ ١١ طبقه‌ با ١٠طبقـه‌ مسکونی‌ و زیر بنای‌ هر طبقـه‌ m² ٩٨٠ متـر مربـع‌ و ١ طبقـه‌ زیـر زمـین‌ مـی‌باشـد. زیربنـای‌ مسـکونی‌ سـاختمان m² ٩٨٠٠ و زیربنـای‌ مفیـد آن  برابر با 7950 متر مربع می‌ باشد. گستردگی‌ ساختمان بیشتر در جهـت‌ شـرقی‌- غربـی‌ بوده و ورودی‌ اصلی‌ رو به‌ جنوب است‌. شکل‌ ساختمان به‌ صورت مستطیل‌ و با ابعاد تقریبی‌ 42m * 24m و ارتفاع 3m برای‌ هـر طبقـه‌ که‌ از ایـن‌ فضـا سـرویس‌هـای‌ بهداشـتی‌، آسانسـورها راهـرو و خروجی‌های‌ اضطراری‌، فضای‌ کنترل نشده محسوب شده و سایر قسمت‌ها دارای‌ سیستم‌ تهویه‌ می‌باشند.

در طرح اولیه‌ جهت‌ تامین‌ آب گرم مصرفی‌، ساختمان مجهـز بـه‌ ٤ منبـع‌ کویل‌دار به‌ ظرفیت‌ lit ٢٥٠٠ می‌باشد، که‌ گرمای‌ مورد نیاز جهت‌ گرمایش‌ سـاختمان و همچنـین‌ آب گـرم مصـرفی‌ از طریـق‌ دو بـویلر بـه‌ ظرفیـت‌ کیلووات ٨٦٠ تامین‌ می‌گردد.

طراحی‌ سیستم‌ گرمایش خورشیدی

با توجه‌ به‌ محدودیت‌های‌ ساختمان از نظـر فضـای‌ موجـود در موتورخانـه‌ و همچنین‌ فضای‌ موجود در بام نهایی‌ ساختمان، بهتـرین‌ طـرح خورشـیدی‌ جهت‌ حداکثر بهره‌گیری‌ از انرژی‌ خورشید تهیـه‌ گردیـد. بـراین‌ اسـاس از آنجا که‌ در طرح اولیه‌، ساختمان دارای‌ (lit ١٠٠٠٠ lit ٢٥٠٠*٤) مخـزن است و از طرف دیگر زیربنای‌ بام نهایی‌ از ٤ قسـمت‌ m² ١٧٨ تشـکیل‌ شده که‌ با توجه‌ یه‌ میزان ایجاد سایه‌ توسط‌ هر کلکتور می‌توان تعداد بیست و هشت عدد کلکتور را در هر قسمت‌ مشتمل‌ بر ٤ ردیـف‌ ٧ عـدد کلکتـوری‌ و جمعا ١١٢ کلکتور خورشیدی‌ نصب‌ نمود.

با توجـه‌ بـه‌ محـدودیت‌ فضـای‌ موجـود در بـام نهـایی‌ و همچنـین‌ نصـب‌ کمپرسورهای‌ سیستم‌ اسپلیت‌ هر واحد ساختمانی‌ در بام نهایی‌ هر برج، بـا نصب‌ یک‌ سازه بر بالای‌ کمپرسورها و طراحـی‌ کلکتورهـا در حالـت‌ افقـی‌ جهت‌ کاهش‌ میزان تولید سایه‌، چیدمان کلکتورها مطابق‌ شـکل‌ ١ در مقاله قابل دانلود در فایل پیوست تعیـین‌ گردیده است.

سیستم گرمایش خورشیدی و صرفه‌جویی در انرژی مصرفی

طرح اولیه‌ سیستم‌ خورشیدی‌ بـا اسـتفاده از نـرم افـزار T*SOL بمنظـور تعیین‌ کارایی‌ و عملکرد آن در طول سال، شبیه‌سازی‌ گردید.

در جدول ١ اطلاعات اولیه‌ سیستم‌ خورشیدی‌، براساس شرایط‌ طراحـی‌ در شهر تهران وجود دارد.

جدول ١: مشخصات طراحی‌ و شبیه‌سازی‌ سیستم‌ خورشیدی‌ در نرمافزار T*SOL

در جــدول ٢ مشخصــات کلکتورهــای‌ خورشــیدی‌ و ســایر اجــزا سیســتم‌ خورشیدی‌ ارائه‌ گردیده است‌. قابل‌ ذکر است‌ مقادیر ارائه‌ شده برای‌ کلکتور خورشــیدی‌ WOLF-TopSon-F3Q براســاس نتــایج‌ آزمــون مطــابق‌ استاندارد EN-12975 است.

جدول ٢: مشخصات سیستم‌ خورشیدی‌

قابل‌ ذکر است‌ با توجه‌ به‌ محـدودیت‌ موجـود در فضـای‌ موتورخانـه‌، یـک‌ مبدل حرارتی‌ صفحه‌‌ای‌ بجای‌ مخزن کویل‌ دار برای‌ آب گرم مصرفی‌ بـویلر لحاظ گردیده است‌.

براساس نتایج‌ شبیه‌ سازی‌ سیستم‌ خورشیدی‌ در نرمافزار T*SOL میـزان صرفه‌‌جویی‌ و سایر پارامترهای‌ عملکردی‌ سیستم‌ خورشیدی‌ مطابق‌ جدول می‌باشد.

جدول ٣: نتایج‌ حاصل‌ از شبیه‌سازی‌ سیستم‌ خورشیدی‌ در نرمافزار T*SOL

همانطور که‌ در جدول ٣ مشـخص‌ اسـت‌ بـیش‌ از ٦٠% آب گـرم مصـرفی‌ ساختمان با استفاده از سیستم‌ خورشیدی‌ تامین‌ می‌ گردد و سالانه‌ معـادل m³ ٢/٢٩٧٦١ در مصرف گاز طبیعی‌ صرفه‌جویی‌ می‌گردد.

با توجه به هزینه‌های سرسام‌آور مربوط به انرژی مصرفی در مجتمع‌های مسکونی چندین واحدی، استفاده از فناوری‌های جدید یکی از بهترین راهکارها برای صرفه‌جویی در هزینه‌های مصرفی ساختمان محسوب می‌شود.

سیستم گرمایش خورشیدی و شرکت مبنا

شرکت مبنا یکی از شرکت‌های پیشرو در زمینه‌ی طراحی و ساخت ساختمان‌های انرژی صفر، هوشمندسازی ساختمان و بهره‌گیری از انرژی خورشیدی برای سیستم گرمایش ساختمان در ایران به حساب می‌آید، برای آگاهی از خدمات و راهکارهای متنوع مبنا در رابطه با استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان‌های مسکونی با بخش فروش و بازاریابی این شرکت تماس بگیرید.

طراحی‌ و اجرای‌ اولین‌ سیستم‌ هیبرید خورشیدی‌ برای‌ تامین‌ آب گرم برج مسکونی‌ در ایران