باتری حرارتی ، بهترین آبگرمکن کمپر
باتری حرارتی چیست؟
باتریهای حرارتی ، سیستمهای ذخیرهسازی حرارتیِ جمعوجور و کممصرفی هستند که از مواد تغییر فازدهنده (PCM) با عملکرد بالا برای تأمین آب گرم مطمئن و با فشار استفاده میکنند. این باتریها ایمنتر و کارآمدتر هستند و حجم آنها تا چهار برابر کمتر از مخازن سنتی آب گرم است.
باتری حرارتی چگونه کار میکند؟
ماده تغییر فازدهنده مانند پارافین ، اسیدهای چرب و نمک هیدراته در باتریهای حرارتی ، انرژی گرمایی را طی فرآیند ذوب و انجماد جذب و آزاد میکند؛ عملکردی مشابه ژل موجود در گرمکنهای جیبی دست.
ماده تغییر فازدهنده (Phase Change Material) گرما را هنگام ذوب و جامد شدن ذخیره و آزاد میکند—مشابه ژل گرمکنهای جیبی—اما بهگونهای مهندسی شده است که امکان تأمین آب گرم با عملکرد بالا و در درازمدت را فراهم سازد.
باتری های حرارتی چگونه توسعه داده شدند؟
ایده ذخیره گرما در مواد تغییر فازدهنده از دهه ۱۹۴۰ وجود داشته است، اما مواد موجود عملکرد کافی برای تأمین آب گرم مطمئن و با دبی (جریان) بالا در درازمدت را نداشتند. محققان دانشگاه ادینبورگ این مشکل را حل کردند و ماده تغییر فازدهنده پایداری ساختند که حتی پس از معادل ۵۰ سال استفاده، هیچ نشانهای از افت کیفیت یا تخریب در آن دیده نمیشود.
ماده تغییر فاز در باتری حرارتی چگونه عمل میکند؟
ماده تغییر فاز چیست؟
ماده تغییر فاز (PCM) هنگام تغییر حالت (فاز)—مثلاً از جامد به مایع—انرژی جذب و آزاد میکند. اعمال انرژی به شکل گرما به یک ماده جامد، سرانجام باعث ذوب شدن آن میشود. اگر سپس مایع حاصل را سرد کنید، منجمد شده و انرژیای را که برای ذوب شدن آن صرف شده بود، آزاد میکند.
مقایسه باتری حرارتی با آبگرمکن مخزنی سنتی
چه چیزی باتری حرارتی را به جایگزینی ایدهآل برای مخزن آب گرم تبدیل میکند؟
اولاً، ابعاد کوچک این سیستمها امکان نصب آنها را در مکانهایی فراهم میکند که مانند کمپر و کاروان ها فضای کافی برای مخزن آب گرم معمولی وجود ندارد. باتریهای حرارتی حاوی مادهای با قابلیت تغییر فاز هستند که چگالی انرژی بسیار بالاتری نسبت به آب دارد؛ این ویژگی باعث میشود حجم این سیستمها تا چهار برابر کمتر از مخازن آب گرم همظرفیت خود باشد. همچنین، اتلاف حرارت در باتریهای حرارتی بسیار کمتر از مخازن معمولی است و این سیستمها با منابع انرژی متنوعی از جمله پمپهای حرارتی، پنلهای خورشیدی ، بویلرها و برق شهری سازگاری دارند.
چرا مخازن سنتی آب گرم فضای زیادی اشغال میکنند و چگونه باتری حرارتی میتواند تا این حد کوچکتر باشد؟
پاسخ این سوال به نحوه ذخیرهسازی گرما بازمیگردد. مخزن سنتی آب گرم خانگی، گرما را به صورت «گرمای محسوس» ذخیره میکند. آب با افزایش دما، انرژی مفید را در خود ذخیره کرده و با کاهش دما، آن را آزاد میکند. میزان ذخیره گرمای مفید در این سیستمها به حاصلضرب «حجم آب» در «اختلاف دمای قابل استفاده» بستگی دارد.
این مقدار در واقع تفاوت میان دمای مخزن در حالت کاملاً شارژ شده و پایینترین دمایی است که در آن مخزن همچنان قادر به تأمین آب گرم با کیفیت مطلوب است.
اما محدودیتی وجود دارد: آب تنها در یک محدوده دمایی نسبتاً محدود انرژی مفید را ذخیره میکند؛ یعنی از دمایی که برای مصرف مناسب است تا دمایی که برای استفاده بیش از حد سرد محسوب میشود.
بنابراین، اگر اختلاف دمای قابل استفاده کم باشد، آب در هر لیتر گرمای مفید کمتری ذخیره میکند. برای ذخیره همان مقدار انرژی مفید، سیستم به حجم آب بیشتر و مخزنی بزرگتر نیاز دارد که فضای بیشتری از خانه را اشغال میکند. سیستم آبگرمکن تغییر فازی رویکرد متفاوتی دارد: این سیستم به جای تکیه صرف بر حجم زیاد آب و تغییرات دما، گرما را از طریق تغییر حالت ماده ذخیره و آزاد میکند. به این نوع گرما، «گرمای نهان» گفته میشود.
به دلیل همین تغییر فاز، ماده مذکور میتواند حجم زیادی از انرژی را در فضایی کوچک ذخیره کند، بدون آنکه نیازی به مخزن بزرگ آب گرم باشد. نتیجه این است که باتری حرارتی میتواند عملکردی مشابه مخازن سنتی در تأمین آب گرم ارائه دهد، در حالی که تنها یکچهارم فضای آنها را اشغال میکند.
چگونه سیستم مناسب تأمین آب گرم را انتخاب کنیم:
آبگرمگن مخزنی یا باتری حرارتی؟
انتخاب میان مخزنهای سنتی آب گرم و باتریهای حرارتی مدرن به عوامل متعددی از جمله فضای موجود، میزان بازدهی و منبع انرژی بستگی دارد.
نحوه گرمایش خانه بر نوع سیستم آب گرم مورد نیاز شما تأثیر میگذارد؛ برای مثال درصد زیادی از خانهها در ایران از پکیجهای گازی استفاده میکنند که هم گرمایش محیط و هم آب گرم مصرفی را تأمین میکنند و در نتیجه معمولاً نیازی به مخزن آب گرم جداگانه ندارند. اگر از سیستم های سولار استفاده میکنید، برای تأمین آب گرم به یک باتری حرارتی یا مخزن آب گرم نیاز خواهید داشت.
باتریهای حرارتی در مقایسه با مخزنهای معمولی مزایای بسیاری دارند، از جمله ابعاد جمعوجور، اتلاف حرارتی بسیار ناچیز و بازدهی بالا.
باتریهای حرارتی چگونه به بهرهوری انرژی و زیبایی خانه شما کمک میکنند؟
باتریهای حرارتی با سیستمهای خورشیدی سازگار هستند و میتوانند راندمان عملکرد انرژی خانه شما را بهبود بخشند. مخزنهای آب گرم حجیم و بزرگ میتوانند ظاهر و زیبایی خانه را تحتالشعاع قرار دهند، در حالی که باتری حرارتی راهکاری ایدهآل، شیک و کمجا محسوب میشود. چگالی بالای انرژی در این سیستم باعث شده است که ابعاد آن تنها یکچهارمِ مخزنهای آب گرم معمولی باشد.
چگونه میتوان با استفاده از باتری حرارتی در مقایسه با مخزن آب گرم، در هزینههای آب گرم صرفهجویی کرد؟
باتری حرارتی میتواند هزینههای آب گرم را از طریق کاهش اتلاف حرارت و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری، پایین بیاورد.
در مورد آبگرمکن های مخزنی ، بازرسیهای سالانه الزامی است و مخزن باید هر ۳ سال یکبار تمیز شود. همچنین مخازن آب گرم روزانه دچار اتلاف حرارت میشوند؛ میزان معمول اتلاف حرارتِ ساکن (بدون مصرف) بین ۱.۴ تا ۳.۳۴ کیلوواتساعت در روز است که به طور قابلتوجهی هزینههای سالانه را افزایش میدهد.
باتریهای حرارتی نیازی به تعمیر و نگهداری اجباریِ خودِ باتری ندارند (تنها برخی از اجزای لولهکشی خارجی نیاز به رسیدگی دارند) و میزان اتلاف حرارت در آنها تا ۷۵ درصد کمتر از مخازن آب گرم معمولی است.
بهترین آبگرمکن کمپر باتری حرارتی است ، چرا؟
- فضای کمتر: باتری حرارتی نسبت به آبگرمکن گازی با توان مشابه 70% فضای کمتری اشغال میکند ، ضمنا نیاز به فضای جداگانه برای کپسول گاز هم ندارند.
- عدم هدر رفت آب: در آبگرمکن های سنتی معمولا چند لیتر آب باید پسماند شود تا مشعل کوره جرقه بخورد و آب به شیر فلکه حمام برسد ولی در سیستم آبگرمکن حرارتی آب بدون معطلی گرم میشود.
- ایمنی: برخلاف آبگرمکنهای گازی یا برقی رایج باتری حرارتی هیچ خطر مسمومیت و یا برق گرفتگی ندارد زیرا که مسیر آب و برق کامل از هم جدا هستند.
- نصب داخل کابین: باتری های حرارتی محافظ محیط زیست هستند ، هیچ گاز خروجی ندارند و به همین دلیل هر جای کمپر و کاروان قابل نصب هستند.
- جلوگیری از هدر رفت انرژی: در آب گرمکن های تغییر فازی (باتری حرارتی) انرژی داخل باتری هدر نمیرود و حتی تا مدت طولانی حفظ میشود.
چگونه یک صاحب کمپر، باتری حرارتی را به آبگرمکن سنتی ترجیح داد:
صاحب کمپر، توضیح میدهد: «من شروع به بررسی مزایا و معایب مخزن آب گرم در مقایسه با باتری حرارتی کردم. آبگرمکن مخزنی(سیلندری) طبیعتاً فناوری آشناتری است، اما مشکل اینجاست که این مخازن همچنان دچار اتلاف انرژی در طول زمان میشوند؛ مسئلهای که در سیستمهای خورشیدی برای ما مشکل بزرگی محسوب میشد. ما نمیخواستیم انرژی زیادی صرف کنیم و بعد ببینیم که تا زمان استفاده، نیمی از آن هدر رفته است.
باتری حرارتی به گزینه منطقیتری تبدیل شد. ما با کارشناس شوجی ایران مشورت کردیم و او نیز تأیید کرد که این دستگاه نیازهای ما را برآورده میکند. اتلاف حرارت کمتر و ابعاد کوچکتر آن نسبت به مخزن آب گرم معمولی، عوامل تعیینکننده نهایی بودند.
چگونه یک باتری حرارتی میتواند با پنل خورشیدی صرفهجویی ایجاد کند؟
جفت کردن یک باتری حرارتی با پنل خورشیدی به شما امکان میدهد انرژی خورشیدی اضافی را به عنوان گرما برای استفاده بعدی ذخیره کنید. یک صاحب کمپر با تعویض یک آبگرمکن سنتی با یک باتری حرارتی شارژ شدونده با برق خورشیدی ، در یک سال تا 940 کیلووات ساعت برق صرفهجویی کرد. باتری حرارتی میتواند از سولار پنل به عنوان منبع اصلی گرما استفاده کند .
پنل خورشیدی چگونه با سیستم حرارتی خورشیدی برای سیستمهای آب گرم مقایسه میشود؟
سیستم حرارتی خورشیدی آب را مستقیماً گرم میکند، در حالی که PV خورشیدی نور خورشید را به برق تبدیل میکند. با یک مبدل سولار پنل، برق خورشیدی مازاد میتواند یک باتری حرارتی را شارژ کند. استفاده از پنل خورشیدی با باتری حرارتی مزایای دیگری مانند اندازه جمع و جور، اتلاف حرارت کم و شارژ انعطافپذیر را ارائه میدهد.
نحوه عملکرد و استفاده از باتری حرارتی
خروجی گرما چگونه تنظیم میشود؟
باتریهای حرارتی از موادی با کارایی بالا که تغییر فاز میدهد و مشابه ماده بهکاررفته در گرمکنهای دستی استاستفاده میکنند. برخلاف گرمکنهای دستی که تمام گرمای خود را یکباره آزاد میکنند، این مواد تنها زمانی گرما آزاد میکند که تقاضایی برای آب گرم وجود داشته باشد. سپس باتری حرارتی تنها آن بخش از ماده تغییر فاز دهنده(PCM) را که برای گرم کردن آب تخلیه شده است، مجدداً شارژ میکند.
در خصوص دمای آب خروجی از شیرها، یک شیر مخلوطکننده آب سرد شبکه لولهکشی را با آب گرمِ باتری حرارتی ترکیب میکند تا به دمای مطلوب آب دست یابد.
آیا باتری حرارتی به تجهیزات جانبی نیاز دارد؟
بله. برای محافظت و حفظ عملکرد و کارایی مناسب باتریهای حرارتی ، نصب قطعات لولهکشی زیر الزامی است:
- شیر قطعکن (ایزولاسیون) باتری حرارتی
- شیر کاهش فشار برای آب سرد ورودی از شبکه
- شیر اطمینان انبساط برای شبکه آب
- مخزن انبساط / ضربهگیر
- شیر مخلوطکننده ترموستاتیک برای آب گرم
- سختیگیر آب (در مناطقی با آب سنگین)
آیا باتریهای حرارتی به سرویس و نگهداری سالانه نیاز دارند؟
خودِ باتری حرارتی نیازی به سرویس و نگهداری ندارد. بررسیهای معمول برای بخشهای خارجی لولهکشی و قطعات ایمنی (مانند مخزن انبساط) و مطابق با دستورالعملهای سازنده آن قطعات، امری استاندارد و ضروری است.
باتری حرارتی با چه سیستمهایی قابل استفاده است؟
باتریهای حرارتی به برق 220 و کمپر های مجهز شده به سولار پنل و اینورتر متصل میشوند. این باتریها جایگزینی ایدهآل و کمجا برای مخازن سنتی آب گرم هستند.
از آنجا که این سؤال اغلب پرسیده میشود، باید گفت که باتریهای به سیستمهای خورشیدی حرارتی، بخاریهای پلتسوز، نفتسوز یا هیزمی، و همچنین استخرها یا جکوزیها متصل نمیشوند.
قیمت باتری حرارتی چقدر است؟
باتری های حرارتی عرضه شده توسط شوجی ایران بسته به کاربرد مورد نظر شما، در اندازههای 700 و 1000 وات عرضه شده اند. کارشناسان ما با کمال میل شما را در زمینه قیمتگذاری راهنمایی خواهند کرد؛ برای خرید باتری خورشیدی از صفحه خرید باتری حرارتی شوجی ایران بازدید بفرمایید.
هزینه خرید باتری حرارتی چقدر است؟
هزینههای بهرهبرداری به عوامل متعددی بستگی دارد که مختص کمپر شماست؛ از جمله میزان مصرف انرژی، منبع انرژی، دفعات استفاده، اختلاف دمای محیط و فضای داخلی، و ظرفیت باتری حرارتی. استفاده از این سیستم میتواند مزایای مالی بلندمدتی به همراه داشته باشد، زیرا باتریهای حرارتی در مقایسه با مخازن سنتی آب گرم، اتلاف حرارت بسیار کمتری دارند و نیازی به چرخههای هفتگی و پرمصرفِ ضدعفونیسازی ندارند.
باتری حرارتی را از کجا میتوانم تهیه کنم؟
هلدینگ شوجی ایران نماینده فروش باتری های حرارتی در ایران است. شوجی ایران عرضه کننده تجهیزات کمپر و کاروان ، نصب آبگرمکن تغییر فازی (باتری حرارتی) برای کمپر شما را توصیه میکند.
