موقع المهندس موقع المهندس بيت كل مهندس 
حيث يتألف كل أنبوب مفرغ من أنبوبين من الزجاج ، أحدهما بداخل الآخر ، ويصنعان من زجاج البوروسيلكيت “Borosilicate ” الذي يتميز بالمتانة ، ومقاومته للكسر
الأنبوب الخارجي شفاف ويسمح لأشعة الشمس بالمرور من خلاله، بانعكاس قليل جدا،أما الأنبوب الداخلي، فيطلى بطبقة سوداء خاصة مؤلفة من الكروم والنيكل، والذي يمتص الأشعة الشمسية الساقطة عليه بنسبة قد تصل إلى98 % .
يتم تثبيت نهايتي الأنبوبين مع بعضهما بطريقة الصهر” Fusion “بعد تفريغ الهواء الموجود بينهما تحت درجة حرارة عالية ، وينتج عن عملية التفريغ هذه ، وجود منطقة عزل بين الأنبوبين ، وهذا ما يجعل تلك الأنابيب متميزة بكفاءتها ، حيث يمنع هذا الفراغ تسرب الطاقة الحرارية التي اكتسبتها المياه ، وبالتالي وقف عمليتي التوصيل و الحمل الحراريتين ,لذلك نجد أن الأنبوب الداخلي قد تتجاوز درجة حرارته 150 درجة سلسيوس في حين يبقى الأنبوب الخارجي باردا .
من هنا نجد أن تلك الأنابيب المتينة وذات الامتصاص الحراري العالي ، اكتسبت صفة العزل الحراري ، من خلال عملية التفريغ الهوائي السابقة مما يؤدي إلى الحيلولة دون عملية فقدان الحرارة المكتسبة التي تحدث في السخانات الشمسية التقليدية المسطحة “Flat plate solar heater collectors ” والتي هي عبارة عن صندوق اسود يحتوي على أنابيب معدنية سوداء معزولة بمواد عزل تقليدية , تقوم هذه الأنابيب بامتصاص الطاقة الشمسية وتحولها إلى حرارة لتستخدم هذه الحرارة في تسخين المياه ، وبما ان العزل بسيط , فهو يؤدي إلى حدوث فاقد حراري كبير خلال الليل عند انعدام أشعة الشمس الساقطة عليها .
هدف عملية تفريغ من الهواء
إن هذه العملية هامة لأن الأنابيب المفرغة تقوم بامتصاص الأشعة الشمسية وتحويلها إلى حرارة والهدف هنا هو الحفاظ على هذه الحرارة و عدم فقدانها .
أنابيب التسخين “ Heat Pipe”
أنبوب التسخين عبارة عن أنبوب نحاسي مجوف و الفراغ الداخلي يكون مفرغ من الهواء تماماً مثل الأنابيب الزجاجية الشمسية , ولكن تفريغ الهواء في هذه الحالة ليس هدفه العزل , بل هو لتعديل حالة السائل الموجود داخل الأنبوب , حيث توجد بداخله كمية صغيرة من الماء المقطر وبعض المواد الإضافية.
إن هذا الشرح يجعل من أنابيب التسخين تقنية سهلة جداً , عبارة عن أنبوب نحاسي مفرغ , وفيه كمية قليلة من الماء , وقد تم طرد الهواء من داخله.
مكونات نظام التسخين الشمسي.
أنابيب التسخين المفرغة من الهواء موضوعة في صندوق لحمايتها وفي داخلها اذرع من النحاس فيها ماء مقطر ومفرغة من الهواء لكفاءة نقل حرارية أعلى , تعمل كمجمع شمسي عالي الكفاءة.
غلاف قوي من الألمنيوم يحوي نحاس لحمايته ضد التآكل ويحتوي مادة عازلة تشكل عازلا ممتاز ضد التجمد او ارتفاع درجات الحرارة الى 250 درجة مئوية
نظام التحكم الشمسي يقوم بضبط جريان الماء ويمنع تشكل الجليد و الصقيع .
صمام أمان بارز يضمن للنظام بان لا يتعرض لضغط عالي عند وصول ماء بدرجات حرارة عالية.
خط من الأنابيب المعدنية من والى خزان الماء الساخنة، والمعزولة لمنع فقدان الحرارة.
خزان من الستانلس الستيل يقوم بحفظ الحرارة من أجل أيام الشتاء الباردة.
خزان الماء الساخنة المعزول والمزود بأداة تضمن التزويد الدائم من المياه الساخنة
مضخة الجريان لضخ الماء, تستهلك طاقة قليلة لتحريك المياه بين أنابيب التسخين الشمسية وخزان الماء الساخنة.
المتحكم الشمسي
يقوم بمقارنة درجة حرارة المياه داخل الخزان مع درجة حرارة المياه داخل الألواح الشمسية ويجهز مضخة الماء لتقوم بضخ المياه من الألواح إلى خزان الماء الساخن عندما تكتسب هذه المياه الحرارة اللازمة ، كما أنه يمنع تشكل الصقيع والجليد في النظام وذلك بتجهيز المضخة لضخ المياه عندما تنخفض درجة حرارة المجمعات الشمسية عن حد معين.
الأنابيب الزجاجية المفرغة من الهواء الموافقة لمعيار ISO9001
إن كل أنبوب زجاجي من الأنابيب مصنوع من مادة زجاجية صلبة تدعى بوروسيلكات
الطول الوسطي 1700mm
قطر الأنبوب الخارجي 72mm
قطر الأنبوب الداخلي 68mm
سماكة الزجاج 2.0mm
مقدار التمدد الحراري 3.3×10-2 °C
المادة الأساس Borosilicate glass 3.3
غلاف (طلاء) الامتصاص Graded Al-N-Al
قدرة الامتصاص < 92% (AM 1.5)
المفاقيد (الحرارة الغير ممتصة) < 8% (80°C)
الضغط > 5×10 -2 Pa
درجة حرارة الركود (التوقف) < 220°C
الحرارة أو الطاقة الضائعة < 0.8W/(m 2°C)
القدرة الأعظمية 0.8MPa
مضخة جريان الماء في نظام التسخين الشمسي
المضخة الشمسية توضع على خط الجريان العائد (الجانب البارد من دارة السخان)، تقوم بإدارة الماء من خزان الماء الساخن إلى مدخل المجمع الشمسي أثناء عملية التسخين الشمسي .
بعض الأسئلة الشائعة حول هذه التقنية الجديدة
-1 هل يمكن استعمال جهاز تسخين الماء الشمسي في الشتاء؟
كما نعلم، في الشتاء تكون الساعات المشمسة قليلة، و أشعة الشمس ضعيفة، و درجة حرارة الماء خلال النهار منخفضة .
2 لماذا نجد بعض أجهزة تسخين الماء الشمسية تفقد كفاءتها العالية بعد فترة من الاستعمال؟
3 احياناً يكون التدفق عند مخرج ماء الاستخدام ضعيف لماذا؟
هناك سببين لضعف التدفق عند المخرج ، الأول أن المسخنات الشمسية العادية تكون غير مضغوطة,والثاني هو أن البعد الشاقولي بين المسخن الشمسي و فتحة المخرج تكون غير كافية و حل هذه المشكلة يكون إما بزيادة ارتفاع المسخن الشمسي أو بزيادة أقطار الأنابيب.
4 ما هي المشاكل الكامنة في المنظم الإلكتروني و الحساس؟
إن الوظيفة الرئيسية للمنظم هي إظهار درجة حرارة الماء و المنسوب، التعبئة الأوتوماتيكية للماء في الخزان، و التحكم بالسخان الكهربائي.
5 كيف يمكن تحديد حجم مسخن الماء الشمسي؟
إن الاستهلاك العادي للماء من أجل الاستحمام هو 30 ليتر للرجل و 40 ليتر للمرأة, وإذا أضفنا استهلاك الماء في المطبخ فتكون حاجة كل شخص من 40 – 50 ليتر في اليوم. ومنه حجم المسخن المطلوب.
6 كيف يمكن حماية الجهاز من الصواعق؟
يجب أن يكون ارتفاع مانع الصواعق على سطح المنزل أعلى من أعلى نقطة من جهاز التسخين الشمسي 50 سم على الأقل و أن يكون البعد الأفقي 10 سم , ولا يسمح بتركيب مانع الصواعق على الجهاز مباشرة.
7 ما هي المسافة الصحيحة الفاصلة عند تركيب عدة أجهزة تسخين شمسي على رتل ؟
بعد تركيب الجهاز نجد له ظل من الخلف , إن أبعد نقطة من الظل عن الجهاز تسمى مسافة التغطية.
8 لماذا يتجمد الماء داخل الأنابيب في الشتاء القاسي ؟
هناك سببين رئيسين لتجمد الماء في الأنابيب :
• نوعية سيئة للأنابيب غير مقاومة للتجمد.
• عملية عزل و اختيار نوع عازل الأنابيب سيئة .
9 ما هو الوقت الأمثل لتعبئة الجهاز بالماء؟
قد تصل درجة حرارة الأنابيب إلى 240 درجة عند تعرضها للشمس أثناء النهار لذلك فسوف تنفجر عند ملأها بالماء البارد , ولإطالة عمر الأنابيب المفرغة فالوقت الأمثل لإملائها بالماء هو خلال الليل أو في الصباح الباكر.
ملاحظات عند التركيب:
• يجب الحرص عند التركيب على أن يكون وجه الجهاز باتجاه الجنوب وبدون أية حواجز أمامه تحجب الأشعة الشمسية.
• يجب التأكد ما إذا كان الجوان السيليكوني الحلقي ثابت بشكل جيد في مكانه على الخزان قبل تركيب الأنابيب المفرغة.
• يجب عدم تعريض وصلات الأنابيب للحمولات التي قد تسبب تحطم هذه الوصلات.
• يجب التأكد من أن فتحة التهوية غير مغلقة لوقاية الجهاز, و كذلك يجب عزل الأنابيب الخارجة لمنع هروب الحرارة.
• يجب تثبيت قاعدة الجهاز بشكل جيد ,و ذلك لتفادي الرياح القوية.
مميزات سخانات الأنابيب المفرغة الشمسية
تتمتع تلك السخانات القائمة على تقنية الأنابيب المفرغة ، بكثير من المميزات الهامة التي تؤهلها لأن تكون البديل الأمثل لاستغلال أحد أهم مصادر الطاقة البديلة وهي الطاقة الشمسية بكفاءة عالية ، فهي آمنة وصديقة للبيئة وقد تم استخدام تقنية العزل الحراري العالي High Insulationفيها عن طريق استخدام البولي يورثان Polyurethane في داخل الأنابيب المفرغة مما يؤدي إلى الاحتفاظ بالحرارة لوقت طويل .
