Napravite solarni kolektor vlastitim rukama. Solarni bojler: mogućnost korištenja geo-kolektora i samoproizvodnje uređaja
Alternativni izvori topline, iako su prilično učinkoviti i ekonomični u radu, ne mogu u potpunosti zauzeti nišu. Razlog je visoka cijena, koja se s vremena na vrijeme razlikuje od tradicionalnih izvora grijanja. Tako, na primjer, solarni kolektor standardnog tipa s apsorpcijskom površinom od 1,66 četvornih metara. m. koštat će u prosjeku 3.000 dolara, uzimajući u obzir troškove instalacije i troškove same opreme, dok je najjednostavniji kotao - 15.000 rubalja, uključujući instalaciju i cjevovod. Postoji samo jedan izlaz - napraviti solarni kolektor vlastitim rukama, za koji se mogu koristiti materijali koji su prilično pristupačni. Kako to učiniti ispravno i kojim redoslijedom - u našem članku.
Princip rada
Rad ove jedinice temelji se na apsorpciji sunčeve toplinske energije i njezinom prijenosu na rashladnu tekućinu praktički bez gubitaka. Energiju prima tzv. prijemnik, koji je crna ili tamno smeđa metalna cijev. Nosač topline je voda, u vrlo rijetkim slučajevima - zrak.
Tamna boja se koristi za poboljšanje upijanja, jer upravo ta boja omogućuje intenzivnu akumulaciju topline.
Na temelju karakteristika dizajna razlikuju se sljedeće vrste solarnih kolektora:
- zrak;
- voda.
Zauzvrat, kolektori vode se dijele na:
- vakuum;
- ravan.
Bez obzira na dizajn, svi kolektori su, zapravo, obična metalna ploča, zatvorena u zatvorenu kutiju, prima, akumulira i prenosi toplinsku energiju.
Kako bi se poboljšao prijenos topline, prijemnik je opremljen rebrima, a sama kutija je izolirana posebnim materijalima. Prednja strana je predstavljena u obliku prozirnog stakla, isključujući zadržavanje sunčeve energije, na bočnim stranama se nalazi otvor s prirubnicom, gdje se može spojiti ili druga ploča ili izlaz za zrak.
Shema solarnog kolektora:
Ugradnja solarnih kolektora je racionalna samo u slučaju korištenja nekoliko panela. Prijenos topline iz jednog bit će minimalan. Za ispuhivanje toplog zraka iz kolektora potreban je snažan ventilator, jer se neće kretati sam.
Shematski dijagram zračnog sustava prikazan je na donjoj slici:
Shema rada
Vrlo je jednostavno napraviti takav kolektor, ali "domaći proizvodi", čak i u količini od nekoliko primjeraka, neće pružiti kući potrebnu količinu tople vode, osobito u oblačnom vremenu. Kako bi kuća imala ne samo grijanje, već i opskrbu toplom vodom, preporučujemo da je instalirate. Koji odabrati za ljetnu rezidenciju - saznat ćete u odgovarajućem članku.
Ravni razdjelnik vode
Ovo je najjednostavniji tip opreme koji je lako napraviti vlastitim rukama, čak i bez prethodne pripreme. U ovom slučaju, tijelo je izrađeno od metala ili aluminija, gdje je umetnut hladnjak - ploča s ugrađenom bakrenom zavojnicom. Ploča je premazana crnom bojom kako bi se poboljšala apsorpcija, a kao pokrov se koristi obična staklena ploča. S donje strane nalazi se toplinska izolacija na ploči, koja djeluje kao međusloj između prijemnika i dna kućišta.
Dizajn ove vrste kolektora uključuje sljedeće elemente:
- Prijemnik je crno obojena ploča koja apsorbira toplinu i prenosi je na rashladnu tekućinu.
- Staklo je dizajnirano za obavljanje 3 zadatka odjednom:
- zaštita od vjetra, oborina i krhotina;
- isključivanje vremenskih uvjeta topline iz kutije;
- propuštanje ultraljubičastih zraka do prijemnika.
Cijela konstrukcija mora biti potpuno zapečaćena, inače će toplina izaći kroz pukotine, a preostali volumen neće biti dovoljan za zagrijavanje rashladne tekućine.
S obzirom na jednostavnost dizajna i minimalnu količinu materijala, ova je vrsta najpopularnija i najisplativija u pogledu omjera cijene i kvalitete.
Preporučljivo je koristiti ove vrste grijača samo u južnim i jugoistočnim regijama, gdje broj sunčanih dana prelazi 60% godišnje. Sa smanjenjem temperature, učinkovitost grijača se smanjuje na minimum zbog velikih gubitaka topline kroz kućište.
Kako napraviti sebe
Prije nego što nastavite sa stvarnom proizvodnjom, potrebno je odrediti veličinu buduće jedinice. Ovdje vrijedi zlatno pravilo – što više to bolje. Jasno je da će veličina kolektora biti ograničena površinom krova, ali bolje ga je maksimalno iskoristiti kako bi ovaj grijač postao uistinu učinkovita alternativna oprema.
Za tijelo uređaja najprikladnije je drvo s minimalnim koeficijentom prijenosa topline. Na sloj kutije treba postaviti toplinsku izolaciju. To može biti mineralna vuna ili polistiren sa slojem od najmanje 5-7 cm.Kao pokrov koristi se obično prozorsko staklo - debljina u ovom slučaju nije važna. Najjednostavniji materijal za budućeg kolekcionara bit će stari okvir prozora sa očuvanim staklom. Jedino što se od vas traži je da napravite prijemnik i zavojnicu.
Kako napraviti razdjelnik od balkonskih vrata:
Popis materijala za prijemnik je vrlo opsežan, ali najpopularniji su:
- bakrena cijev tankih stijenki koja se lako savija i poprima bilo koji željeni oblik;
- polimerne cijevi s tankim zidom i malim promjerom;
- polietilenske cijevi minimalnog promjera za vodoopskrbu;
- izmjenjivač topline iz korištenog hladnjaka;
- panelni radijator;
- redovito vrtno crijevo.
Bilo koji od navedenih materijala mora biti obojan u crno. Opet, to je potrebno za povećano i ubrzano nakupljanje sunčeve toplinske energije i njezin prijenos na rashladnu tekućinu.
Neki majstori uspijevaju koristiti najneprikladnije materijale za prijemnik, od PVC boca do piva i limenki Coca-Cole. Ovo nije najracionalnije rješenje, koje će osigurati samo 25-30% prijenosa topline.
Proizvodni proces
Sastavite drveno kućište bez gornjeg poklopca. Na dno stavljate toplinsku izolaciju - mineralnu vunu, stiropor, stiropor i sl., odozgo zatvorite metalnim limom koji po površini treba odgovarati dimenzijama drvenog kućišta. Ovo je baza prijemnika i trebala bi biti obojena crnom bojom.
Bakrene cijevi su najprikladnija opcija jer imaju visok stupanj odvođenja topline.
Pričvrstite cijevi na bazu metalnim nosačima, pričvrstite ih žicom ili odaberite drugu metodu koja je vama prihvatljiva. Izvedite izvan kutije 2 priključka na koje će se dovoditi voda.
S obzirom da se ovaj tip naziva ravnim, zatvoren je hermetički staklom. Nigdje ne smije biti praznina, pukotina, labavih preklopa.
Staklo se može zamijeniti prozirnim staničnim polikarbonatom, koji je otporniji na oborine, neće se razbiti na kiši ili tuči, a neće pucati u jakom snijegu.
Nakon što je cijela konstrukcija sastavljena, ugradite je na krov pod kutom od 30-450 i spojite je na posudu s vodom pomoću okova. Ako govorimo o malom volumenu spremnika, moguće je stvoriti prirodnu cirkulaciju vode, ali je bolje ugraditi cirkulacijsku pumpu, koja osigurava prisilno kretanje vode u zatvorenom sustavu.
Rad solarnog kolektora s cirkulacijskom pumpom:
Solarni kolektori su jedna od rijetkih vrsta opreme za grijanje, čiji rad vlasnike ne košta ni par centi. Korištenje solarne energije za grijanje vašeg doma i tople vode savršeno je rješenje za one koji su navikli racionalno koristiti proračun.
Nažalost, ova metoda nije prikladna za sve. U sjevernim, zapadnim i istočnim regijama takva je nabava nepraktična zbog malog broja sunčanih dana. Ali za stanovnike južnih regija ova je opcija idealna, glavna stvar je optimalna toplinska izolacija kućišta. U ovom slučaju možemo čak govoriti o grijanju kuće tijekom hladne sezone.
DIY solarni kolektor - pregled, cjevovod:
To je, doista, vrlo jednostavno - napraviti solarni bojler vlastitim rukama. Ali prvo morate odlučiti kako će se topla voda koristiti. O tome će ovisiti i dizajn bojlera. A može biti vrlo jednostavno. Na primjer, obična bačva vode na krovu malog štanda u zemlji. I na dno ove bačve umetnut je razdjelnik. Ovo je improvizirani vanjski tuš. Ili bojler može biti vrlo složen, koristeći ogledala, vakuumske cijevi, pumpe, solarne ploče.
Naravno, ako govorimo samo o pranju nakon rada u seoskom vrtu, onda je ovdje, doista, sasvim dovoljno postaviti bačvu na uzvisinu, obojiti je u crno, umetnuti razdjelni tuš na dno, napuniti ovu bačvu s voda. Ovo je najprimitivniji solarni bojler, čija je opskrba vodom dovoljna za tuširanje nakon poljoprivrednih radova u ljetnoj kućici.
Ali dacha, zapravo, nije samo vrt i povrtnjak. Ljetnikovac je prije svega mjesto za opuštanje. I ovo mjesto morate opremiti tako da se ovdje možete ne samo dobro zabaviti, već i živjeti. Solarni paneli će dom opskrbljivati strujom, a solarni bojleri grijati će vodu kako za kućne potrebe tako i za grijanje doma.
Vrste solarnih bojlera
Strukturno, solarni sustavi za grijanje vode mogu se podijeliti u tri vrste. Riječ je o sustavima s ravnim kolektorima, vakuumskim cijevima i paraboličnim cilindričnim koncentratorima. Sve ih trenutno proizvodi industrija. Princip rada za sve sustave je isti - nosač topline se zagrijava, koji ulazi u izmjenjivač topline ekspanderskog spremnika i predaje svoju toplinu vodi.
Najjednostavniji je solarni sustav grijanja vode na bazi ravnog kolektora. U svom najjednostavnijem obliku, ovaj se sustav sastoji od jednog ili više ravnih kolektora i ekspanzijskog spremnika. Kolektori se nalaze ispod spremnika.
Voda zagrijana u kolektoru prema zakonima konvekcije diže se u spremnik, a hladna voda iz spremnika tone u kolektor. To je takozvani princip slobodnog protoka opskrbe toplom vodom. Ali, u pravilu, solarni kolektori se postavljaju iznad spremnika, a u ovom slučaju konvekcijska cirkulacija vode ne radi, stoga je potrebno u sustav ugraditi vodenu pumpu za dovod hladne vode u zonu grijanja.
Dijagram najjednostavnijeg solarnog sustava grijanja vode
Najučinkovitiji sustav grijanja vode temelji se na vakuumskim cijevima. Vakuumska cijev je struktura od dvije cijevi umetnute jedna u drugu. Vanjska je cijev izrađena od stakla, unutarnja je od bakra, a njen gornji dio je nešto širi od glavne i zapečaćen.
Ova bakrena cijev je obložena crnom bojom otpornom na toplinu. Zrak se ispumpava iz prostora između ovih cijevi kako bi se osigurala najbolja toplinska izolacija. Unutarnja cijev sadrži tekućinu niskog vrenja.
Pod utjecajem sunčevog zračenja, bakrena cijev se zagrijava, tekućina u njoj isparava, para se diže prema gore, zagrijavajući vrh cijevi. Vrh se može zagrijati do 250°C. Umeće se u cijev kroz koju cirkulira rashladna tekućina. Dajući toplinu rashladnoj tekućini, para u bakrenoj cijevi se kondenzira, a ohlađena tekućina spušta se niz zidove. Ciklus se beskrajno ponavlja. Rashladna tekućina ulazi u izmjenjivač topline spremnika, zagrijavajući vodu u njemu.
Dijagram vakuumske cijevi
Za razliku od solarnih kolektora, u kojima vakuumske cijevi služe kao grijaći elementi, u paraboličnim cilindričnim koncentratorima zona grijanja je u fokusu dugog paraboličkog zrcala. Temperatura u fokusu ovog ogledala može doseći 300°C. Zagrijana rashladna tekućina koja cirkulira u sustavu ulazi u izmjenjivač topline ekspanzijskog spremnika, zagrijavajući vodu u njemu.
Nedostatak takvog solarnog sustava grijanja vode je potreba da se paraboličko zrcalo pozicionira na suncu. Industrijski sustavi opremljeni su uređajima za praćenje sunca i aktuatorima koji rotiraju zrcalo.
Shema solarnog bojlera s paraboličnim cilindričnim koncentratorom
Domaći solarni bojleri
Za ljetnu kućicu sa samo jednom laganom ljetnom kućicom, u koju ljudi dolaze samo tijekom tople sezone i samo vikendom, nema smisla graditi kapitalni sustav opskrbe toplom vodom. Za izradu solarnog sustava za grijanje vode ovdje će biti potrebno vrlo malo vremena i novca.
Za izgradnju solarnog kolektora trebat će vam ploče dimenzija 200x15x2 cm, vlaknaste ploče, kaljeno staklo, lim od lima ili krovnog željeza dimenzija 2x1 metar, drvene šipke 5x5 cm dužine 1 metar, bakrena cijev, polistiren, crna otporna na toplinu boja, "Hermetic" ljepilo.
Sekcijski ravni kolektor
Prvo se iz ploča izbija kutija veličine 2x1 metar. Dno kutije je izrađeno od vlaknaste ploče. Radi čvrstoće, prečke od šipki su prikovane na dva mjesta. Svi spojevi vanjskih zidova kutije pažljivo su obrađeni "Hermetic" ljepilom. Zatim se na dno kutije postavlja toplinska izolacija - polistiren. Ravni svitak savijen iz bakrene cijevi čvrsto je pričvršćen na lim.
Kako ne bi bilo nabora na cijevi prilikom savijanja, u nju se prvo mora uliti obična sol koja se zatim lako ispire. Kao takav svitak, možete koristiti zavojnicu iz starog hladnjaka. Prethodno će ga trebati temeljito isprati od ostataka freona.
Domaći ravni kolektor na bazi baterije za grijanje
Zatim se ovaj list kositra sa zavojnicom montira u kutiju na šipkama za ukrućenje. Krajevi svitka izvode se u rupe posebno izbušene u kutiji. Zatim je cijela konstrukcija iznutra prekrivena crnom bojom otpornom na toplinu. Po mogućnosti u dva sloja. Nakon što se boja osuši, kutija je prekrivena staklom. Svi spojevi, šavovi, otvori s izlaznim cijevima svitka pažljivo su zapečaćeni. Izvana je kutija prekrivena srebrnom bojom. Solarni kolektor je spreman.
Domaći ravni solarni kolektor za grijanje vode u bazenu
Sada je na redu ekspanzijski spremnik. Od čega napraviti spremnik kapaciteta 100 - 120 litara, zapravo nije važno. Važno je da je ovaj spremnik pažljivo prekriven slojem toplinske izolacije. U donjem dijelu spremnika nalazi se spiralni bakreni svitak izmjenjivača topline, koji je cijevima spojen na kolektor. Sam spremnik će se napuniti vodom iz mreže.
Razinu vode u spremniku mora kontrolirati ventil s plovkom. Nakon što se kolektor trajno ugradi na mjesto s maksimalnom izloženošću suncu, spaja se na zavojnicu izmjenjivača topline u spremniku. Vodena pumpa male snage spojena je na krug rashladne tekućine kako bi se osigurala cirkulacija. Nakon završetka svih pripremnih radova, voda s antifrizom se ulijeva u kolektorski sustav kako se rashladna tekućina ne bi pretvorila u led tijekom mogućih noćnih mrazova. Sustav opskrbe toplom vodom spreman je za rad.
Za ljetnu rezidenciju s ozbiljnijim komunikacijama bit će potreban i temeljitiji sustav grijanja vode. Uostalom, ovdje može biti potrebna topla voda, na primjer, za bazen, staklenik, za grijanje kuće zimi. U ovom slučaju, preporučljivo je koristiti setove vakuumskih cijevi kao kolektore. Čak i zimi, u stanju mirovanja, temperatura na vrhu takve cijevi prelazi 200 ° C.
Spajanje vakuumskih cijevi na krug rashladne tekućine
Inače, uređaj sustava opskrbe toplom vodom ne razlikuje se od sustava s ravnim kolektorom.
Izrada helijskog grijača vlastitim rukama nije nimalo teška. Bit će mnogo jeftinije od sličnih industrijskih proizvoda, za koje je trošak najjednostavnijih 35-40 tisuća rubalja. Trošak složenih sustava može doseći nekoliko stotina tisuća rubalja. Dobro napravljen kolektor vlastitim rukama zagrijat će vodu ništa gore od brendiranog, ali će koštati mnogo manje.
Sunce je najveći izvor sigurne i besplatne energije. I ako ga ranije ljudi nisu mogli koristiti, sada postoje tehnologije koje pomažu osigurati kuću toplinom i toplom vodom samo na račun sunca. Korištenje kolektora je isplativ i pristupačan način da seosku kuću učinite ugodnijom. Samo trebate odabrati odgovarajući solarni kolektor (ili ga sami izraditi), a zatim ga integrirati u postojeći sustav grijanja.
Što je solarni bojler
Kolektor (bojler) je uređaj koji prikuplja energiju od sunčevih zraka i pretvara je u toplinu. Sunce zagrijava rashladnu tekućinu u kolektoru, koja se zatim koristi za opskrbu toplom vodom i grijanje ili za proizvodnju električne energije.
Uređaje povezane s sunčevom energijom ispravno je nazvati solarnim postrojenjima ili solarnim kolektorima (iz imena starogrčkog boga sunca Heliosa).
Moderni solarni grijači vode mogu biti složeni, ali svaki vlasnik privatne kuće može samostalno izraditi uređaj za svoje potrebe. Glavna stvar je shvatiti čemu služi ovaj uređaj.
Tri kolektora u potpunosti zadovoljavaju potrebe obitelji za toplom vodom i grijanjem
Opseg korištenja solarnih elektrana
Kod nas još uvijek mnogi sintagmu solarni bojler povezuju s crnim spremnikom na krovu ljetne tuš kabine, no ova tehnologija se uspješno koristi u cijelom svijetu. Solarni kolektori su uobičajeni u južnim regijama Europe. Stanovnici privatnih kuća u Italiji, Španjolskoj i Grčkoj zakonski su obvezni koristiti solarne bojlere. Ni Kina ne zaostaje za Zapadom. Tamo su solarni bojleri postavljeni na krovove visokih zgrada i osiguravaju toplu vodu u svim stanovima. Godine 2000. na svijetu je bilo toliko solarnih elektrana da bi zajedno zauzimale više od 71 milijun m 2. Od toga bi gotovo 15 milijuna m 2 bilo europsko.
Solarni vakuumski kolektori gotovo u potpunosti zauzimaju krovove kineskih novogradnji
Takvi se uređaji koriste za opskrbu toplom vodom kućanskih prostorija i industrijskih zgrada, grijanje privatnih kuća, poslovnih zgrada, radionica. Najviše su traženi u prehrambenoj i tekstilnoj industriji, jer se upravo na tom području odvijaju brojni proizvodni procesi koji koriste toplu vodu.
U privatnom sektoru svaka osoba iz Njemačke ima 0,14 m2 površine solarnog kolektora, iz Austrije - 0,45 m2, s Cipra - 0,8 m2, a iz Rusije - 0,0002 m2. Intenzitet solarnog osvjetljenja u Rusiji je samo 0,5 kW * h / m2 manji nego na jugu Njemačke. To znači da niska popularnost solarnih kolektora u sjevernim regijama nije posljedica zemljopisnih razloga.
Uz opsežni sustav razdjelnika, čak se i voda u bazenu može zagrijati
Vrste solarnih kolektora
Inženjeri su razvili ravne, cjevaste s vakuumom, koncentratore s paraboličnim cilindričnim reflektorima, zračne, solarne tornjeve i druge vrste instalacija. Najpopularniji za kućne potrebe su ravni i vakuumski bojleri.
Tablica: Usporedne karakteristike ravnih i vakuumskih kolektora
Ravni kolektor | Vakumski razdjelnik |
---|---|
Lako za napraviti vlastitim rukama od otpadnog materijala. | Proizvedeno u industrijskom okruženju ili sastavljeno od tvorničkih dijelova. |
Brzo se isplati. | Isplati se tri puta dulje nego stan. |
Manja je vjerojatnost pregrijavanja po vrućem vremenu. | Sprječava povratak akumulirane topline u okoliš. |
Djeluje učinkovito ljeti ili u zemljama s vrućom klimom. | Pogodan za hladna područja, radi zimi na temperaturama do -30 o C. |
Ima visoku vjetrovitu pa ga jak nalet vjetra može odnijeti s krova. | Vjetar slobodno prolazi između vakuumskih cijevi, pa je vjerojatnost da kolektor neće udariti nevrijeme veća. |
Čisti se od snijega, mraza i leda. | Produktivnost je 2-3 puta veća od one kod ravnog kolektora (s jednakim površinama). |
Značajke ravnih solarnih grijača vode
Uređaj je ploča, unutar koje se nalaze bakrene cijevi s tamnim premazom. Oni zagrijavaju vodu koja se zatim skuplja u spremnik i koristi za opskrbu toplom vodom (opskrba toplom vodom). Ako sami izradite kolektor, tada se skupe komponente mogu zamijeniti dostupnim materijalima:
- umjesto bakrenih cijevi, možete uzeti čelik, polietilen ili samo radijator iz starog hladnjaka;
- drveni okvir može postati zamjena za metalni, iako teži;
- kromirani apsorber zamijenit će uobičajenu crnu boju;
- list stakla ili staničnog polikarbonata dobro će poslužiti kao zaštitni poklopac, a pjenasta plastika će poslužiti kao grijač.
Glavna stvar je osigurati nepropusnost ploče, ali za to je dovoljno zabrtviti sve šavove građevinskim silikonom. Glavni nedostatak takvih uređaja je da zagrijana rashladna tekućina zrači toplinu u zrak i malo se ohladi prije ulaska u spremnik. Korištenje toplinske izolacije i brtvljenje šavova dizajnirano je za suzbijanje upravo tog učinka.
Skupi dijelovi industrijskog kolektora mogu se zamijeniti jeftinijim kolegama, na primjer, čelične cijevi mogu se koristiti umjesto bakrenih cijevi, a okvir uređaja može biti izrađen od drveta
Ako se voda ne uzima iz ravnog kolektora, po vrućem sunčanom danu može se zagrijati do 190–210 o C, što može dovesti do pucanja cijevi s rashladnim sredstvom ili spojnim elementima. Za one koji povremeno koriste solarni bojler, važno je ugraditi spremnik koji može eliminirati višak tlaka u cijevima. Druga mogućnost je korištenje mineralnog ulja umjesto vode kao hladnjaka. Njegova točka vrelišta je viša, što smanjuje rizik od oštećenja sustava. U tom slučaju potreban je izmjenjivač topline, u kojem će ulje prenijeti akumuliranu toplinu na vodu bez izravnog kontakta.
Ravni solarni kolektori su jeftiniji i jednostavniji za proizvodnju, ali su prikladni samo za ljetnu upotrebu u zemlji ili kao pomoćni bojler. Koristite ih samo za potrošnu toplu vodu.
Značajke vakuumskih kolektora
Ova vrsta solarnog bojlera sastoji se od pojedinačnih cijevi, od kojih je svaka u okruženju bez zraka. Ovaj dizajn omogućio je smanjenje gubitaka topline na putu od kolektora do spremnika i povećanje učinkovitosti sustava. Zahvaljujući tome, vakuumski kolektori savršeno rade tijekom izmjena godišnjih doba (jesen, proljeće) i zimi.
Bakrene cijevi se također koriste u vakuumskim solarnim bojlerima jer ovaj materijal istovremeno osigurava dobar prijenos topline i higijenu. Ostali elementi su slični: staklo (borosilikat za bolji prijenos topline), ispod njega je crni upijajući sloj, cijev s nosačem topline i podloga. Lakše je osigurati nepropusnost sustava, jer postoji samo jedan šav - spoj između cijevi i spremnika.
Hladna voda postupno se zagrijava iz naizmjeničnog kontakta s vrućim bakrenim cijevima. To je jedini način odvođenja topline iz vakuumske solarne elektrane, pa joj je važno osigurati redoviti protok hladne vode, odnosno koristiti toplu vodu tijekom dana. Kako bi se povećala trajnost sustava, antifriz se koristi kao rashladno sredstvo u vakuumskim solarnim kolektorima. Dobro podnosi zagrijavanje do 300°C i ne smrzava se kada temperatura uređaja padne na -40°C po oblačnom danu.
Za cjelogodišnju opskrbu toplom vodom i grijanje seoske kuće potreban je vakuumski solarni kolektor. Skuplji je, ali učinkovitiji i pouzdaniji od ravnog.
Nemoguće je vlastitim rukama stvoriti punopravni vakuumski solarni kolektor: izrada cijevi debelih stijenki od borosilikatnog stakla nezamisliva je u zanatskim uvjetima. Stoga bi pouzdanija opcija bila kupnja tvorničkih tikvica (u ponudi su koaksijalne i pernate vrste) i sastavljanje solarnog bojlera na licu mjesta. Ali budući da čak i takav rad zahtijeva izvanredne bravarske vještine, bolje je kupiti gotov proizvod s jamstvom proizvođača.
U koji sustav integrirati solarni bojler
Da bi topla voda počela teći iz slavine, važno je ne samo odabrati kolektor, već i stvoriti cijeli sustav za njega od spremnika, spojnih cijevi, slavina i drugih elemenata.
Vrste cirkulacije
Potrebno je utvrditi možete li ugraditi spremnik iznad razine razdjelnika. Ovisi koja će od dvije vrste cirkulacije biti u sustavu.
- Prirodna cirkulacija stvara se zbog razlike u gustoći hladne i tople vode... Zagrijana tekućina teži porastu, što uzrokuje takav raspored spremnika. Ako je krov složen, odaberite dobro osvijetljeno mjesto za razdjelnik i stavite spremnik ispod grebena.
- Sustavi prisilne cirkulacije rade zahvaljujući pumpi koja pumpa toplu vodu u pripremljeni spremnik. U tom slučaju postaje moguće postaviti elemente sustava daleko jedan od drugog, na primjer, staviti spremnik na tavan ili u podrum. Ovo je bolje za eksterijer, zahtijeva manje napora za izolaciju samog spremnika. Ali cijevi koje vode od kolektora do spremnika nužno su opremljene toplinskom izolacijom, inače postoji rizik od gubitka sve topline na putu. Prisilna cirkulacija zahtijeva korištenje električne energije, pa ako nema struje na dachi ili često nestanci struje, ova opcija neće raditi.
Ako odlučite koristiti ulje za prijenos topline u razdjelniku, osigurajte pumpu za prisilnu cirkulaciju. Inače, zbog niskog koeficijenta ekspanzije ulja, sustav jednostavno neće raditi.
Odabir vrste cirkulacijskog kruga
Uobičajene su tri vrste sustava:
- Otvorena petlja. Ovo je najlakši način za opskrbu toplom vodom u vašem domu. Njegova glavna razlika je u tome što je rashladna tekućina u kolektoru nužno voda. Prvo se zagrijava u cijevima, zatim ulazi u spremnik, a zatim izravno u slavinu u kuhinji ili kupaonici. To jest, voda ne cirkulira u krugu, već u otvorenom krugu svaki put se zagrijava novi dio.
- Jednokružni. Poželjno je kada bi se kuća trebala grijati solarnom toplinom ili pojeftiniti rad električnog grijanja. Njegova razlika je u tome što voda zagrijana suncem ulazi u cijevi za grijanje. Rashladna tekućina se kreće u krugu u sustavu. Ovo je zatvoreni ciklus cirkulacije. Budući da se solarni kolektor koristi zimi i izvan sezone, odaberite vakuumske modele i uključite dodatni grijač u sustav. Električni ili plinski bojler pomaže u dovođenju rashladne tekućine na željenu temperaturu u hladnim i oblačnim danima, kao i noću.
- Dvostruki krug. Ova opcija uključuje prijenos topline s kolektora na sustav kroz poseban izmjenjivač topline. Budući da između rashladne tekućine i vode nema izravnog kontakta, u kolektoru se koristi ulje ili antifriz. Sustav je optimalan za seoske kuće u kojima ljudi žive tijekom cijele godine. U njemu se kolektor koristi i za opskrbu toplom vodom i za grijanje u isto vrijeme. U pravilu se u njega ugrađuje i kotao i / ili bojler za dodatno zagrijavanje vode, a koristi se nekoliko kolektora (ovisno o broju stanovnika i klimatskim karakteristikama regije).
U cirkulacijskom sustavu s dva kruga nema izravnog kontakta između rashladne tekućine solarnog bojlera i vode
Otvoreni cirkulacijski sustav učinkovit je za ljetne vikendice PTV-a, dvokružni - za punu opskrbu (opskrba toplom vodom i grijanje) seoske kuće.
Kako napraviti ravni solarni kolektor vlastitim rukama
Za to je potreban crtež. Također ćete morati izračunati površinu bojlera u skladu s potrebama obitelji. Ovaj parametar određuje se formulom: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, gdje je:
- A - površina kolektora, m2;
- AW je smanjena površina koja je sposobna proizvesti 1 kW * sat dnevno, m2 * dan / (kW * sat);
- Η - učinkovitost jednog kolektora,%;
- G - ukupno sunčevo zračenje dnevno, tipično za određeno područje, kW * sat / (m2 * dan);
- K - koeficijent koji uzima u obzir veličinu kuta nagiba kolektora i njihovu orijentaciju u odnosu na kardinalne točke;
- F je energija potrebna za zagrijavanje vode dnevno, kW * sat / dan;
- SF je udio sunčeve energije u pokrivanju potreba za toplinom,%.
Za konstrukciju kolektora trebat će vam detaljan crtež koji označava broj i veličinu dijelova
Alati i materijali za rad
Za izradu ravnog solarnog kolektora dimenzija 2,28x1,9x0,1 m s metalno-plastičnim cijevima i drvenim okvirom trebat će vam:
- pila za metal ili ubodna pila za rezanje drva i šperploče;
- škare za metalno-plastične cijevi;
- odvijač;
- četke i pištolj za prskanje ili sprej za boju za zacrnjenje montiranih cijevi.
Slijed:
- Sastavite kutiju za podnožje kolektora od dva lista šperploče dimenzija 1,52x1,52 m debljine 1 cm. Jedan od njih je izrezan za izradu stranica za detalje: veličine 0,76x0,38 m - 4 kom., 1,52x0. Veličine 76 m - 1 kom.
- Unutarnju površinu dobivene kutije premažite crnom mat bojom, a vanjsku bijelom ili prekrijte zaštitnim lakom.
- Izradite okvir za pričvršćivanje kutije od šipke s presjekom 5x5 cm, prema priloženom dijagramu. Ukupno će vam trebati 60 m drva. Prije montaže, važno je dijelove tretirati sredstvom za zaštitu drva kako bi se materijal zaštitio od oborina i temperaturnih ekstrema. Pričvrstite dijelove zajedno sa samoreznim vijcima za drvo pomoću metalnih kutova 5x5 cm.
- Pričvrstite kutiju na pripremljeno postolje i izvršite daljnju montažu na ovom kosom postolju.
- Označite gdje će cijevi ići i gdje će cijevi stati. Obojite ih također crnom bojom kako ne biste povećali gubitak topline.
- Izrežite ojačane plastične cijevi debljine 0,5'' na komade željene duljine. Da biste izbjegli pogrešku, upotrijebite prvi isječak kao referencu. Trebali biste dobiti 45 komada po 2,14 m.
- Sastavite zmiju od cijevi na postolju pomoću spojnica za metalno-plastične cijevi na zavojima. Potrebna su ukupno 44 kutna koljena tipa "mama-mama" i "mama-tata" i 88 adaptera od metalno-plastične cijevi do spojnice. Za brtvljenje spojeva koristite navoj za brtvljenje. Na početku i kraju zmije pričvrstite adaptere za spajanje crijeva za dovod i odvod vode.
- Obojite strukturu crnom bojom pištoljem za prskanje ili limenkom.
Kolektorska zavojnica je obojana crnom bojom
- Spojite zavojnicu na pumpu i provjerite da nema curenja prilikom crpljenja vode. Ako bilo koji spoj nije dovoljno čvrst, ispustite vodu i ponovno ga sastavite, a zatim ponovno provjerite.
- Pokrijte gornji dio kutije prozirnim staklom ili čvrstim polikarbonatom. Ako nije moguće koristiti čvrsti lim, napravite aluminijski okvir u veličini dostupnih fragmenata (po mogućnosti ne više od četiri) i čvrsto pričvrstite ploče. Svaki spoj pažljivo obradite prozirnim silikonom kako bi bojler bio hermetički zatvoren.
Prema opisanoj shemi, sastavlja se kolektor kapaciteta 1,6-2 kW.
Za smanjenje troškova uređaja koristi se fleksibilna XLPE cijev. Izvorno je crne boje i montira se sa zmijom pomoću samo dva okova. Ali u ovom slučaju voda neće doći u dodir s higijenskim metalom (kao u opisanom slučaju), već s plastikom. To je nepoželjno ako je voda namijenjena i za kuhanje.
Video: kako napraviti solarni bojler s ravnom bakrenom cijevi
Instalacija solarnog kolektora
Uređaj se postavlja na krov. Ova je opcija prikladna i za seoske kuće i za visoke zgrade. Bolje je ako je krov nagnut, a kut nagiba je blizu geografske širine ove regije. U tom slučaju ćete morati pričvrstiti nosače na daske na južnoj strani kroz krovni materijal. Kolektor će biti postavljen 15-20 cm iznad razine krova, paralelno s rampom. Ovo je najskladnije rješenje, pogotovo ako se u kući koristi nekoliko bojlera. Ponekad je kolektor uvučen u krov tako da je zaštitni zaslon u ravnini s ukrasnim krovnim pokrovom. Ali ova metoda je mnogo skuplja i može oslabiti krovnu konstrukciju.
Sustav ravnog kolektora najbolje je montirati na kosi krov
Na ravnim krovovima kolektori su montirani na posebne strukture koje ih drže pod određenim kutom. Stalci se mogu kupiti gotovi ili zavareni neovisno od uglova. Metalna konstrukcija pričvršćena je na podnožje velikim sidrenim vijcima.
Na ravnom krovu kolektori su montirani na posebne konstrukcije
U ljetnim vikendicama solarni kolektori se postavljaju uz kuću ili bazen na otvorenom sunčanom području. U tom slučaju odabiru mjesto na već stvorenom mjestu ili zasebno opremaju pouzdanu bazu. Da biste to učinili, trebat će vam pravokutna platforma sa zbijenim masivnim jastukom, hidroizolacijom i premazom od ploča za popločavanje, porculanskog kamena i drugog izdržljivog, tvrdog i otpornog na vremenske uvjete materijala. Nakon toga, na njega se montira metalni ili drveni stalak za stalak na koji je pričvršćen solarni kolektor.
Ugradnja solarnog kolektora na nosače koji nemaju zajedničku bazu smatra se manje pouzdanom opcijom, ali pomaže u uštedi prostora.
Održavanje solarnog kolektora
Kao i svaka druga oprema, uređaj zahtijeva servis. Najčešći radovi:
Ako je kolektor kupljen, pri prvom kvaru vrijedi nazvati majstora, a tijekom jamstvenog roka - kontaktirati predstavnika proizvođača. Domaći solarni bojler morat će se popraviti sam, ali pronaći kvar i popraviti ga u domaćem proizvodu mnogo je lakše nego u tvorničkom. Iskustvo servisera kolektora sugerira da prvo trebate provjeriti stanje ventila, senzora, spremnika i pumpe, jer su manje pouzdani od same solarne elektrane.
U sustavima PTV-a sa solarnim kolektorom najčešće otkazuju ventili i senzori.
Video: upute za sastavljanje solarnog kolektora iz aluminijskih limenki
Vlasnici solarnih kolektora sigurni su: nakon što procijenite mogućnosti ovog uređaja, jednostavno će biti nemoguće bez njega. Sada možete svojoj kući ili ljetnoj kućici osigurati jeftinu i sigurnu toplinu.
Svake godine problem opskrbe vaše seoske kuće ili vikendice toplom vodom postaje sve hitniji. Osobito često vlasnici vikendica u kojima žive trajno razmišljaju o ovom problemu. Uostalom, troškovi grijanja i opskrbe toplom vodom zauzimaju značajan udio u financiranju životnog održavanja doma. A potraga za mogućnostima smanjenja troškova održavanja kuće normalna je i prirodna želja svake osobe. Naravno, najrealnija opcija je smanjiti troškove grijanja kuće, proučiti i početi izrađivati uređaje iz područja alternativne energije vlastitim rukama.
Činjenica da selektivni uređaj na obnovljivu energiju koji se koristi za grijanje kuće ima mnoge neosporne prednosti poznata je već dugo vremena, a gotovo svaka odrasla osoba zna za to. Međutim, u praksi se ne odlučuje svatko od ovih odraslih osoba, koji žele postati samostalniji u grijanju vode, pristojan iznos novca za kupnju tvornički izrađenog selektivnog uređaja za grijanje doma. Naravno, možete pronaći izlaz iz svake situacije, a još više iz ove. Svojim rukama možete napraviti solarni kolektor za grijanje kuće. Ravan, zračni solarni kolektor možete jednostavno sami sastaviti. Ovi sami izrađeni solarni uređaji za grijanje vode mogu se napraviti od pivskih limenki i plastičnih boca spajanjem crijevom i vakuumskim cijevima. Kao rezultat toga, dobit ćete apsorber sunčeve energije za grijanje vaše kuće zagrijavanjem vode, čija proizvodnja od vas neće zahtijevati gotovo nikakva financijska ulaganja (osobito pri odabiru opcije iz limenki).
Koji materijali će vam trebati za izradu domaćeg upijača
Prosječnom čovjeku s ulice čini se da je nevjerojatno teško samostalno napraviti apsorber na solarni pogon za grijanje doma, nakon što ste sami izradili svaki detalj koji čini uređaj. Međutim, da biste napravili takav apsorber, koji će djelovati kao uređaj za grijanje vode u sustavu grijanja kuće, ne morate kupovati ili tražiti neke egzotične materijale. Ne morate obilaziti hrpu trgovina tražeći pravo crijevo, tražeći vakuumske cijevi. Ne brinite - sve su to nagađanja lijenih ljudi i ljudi koji se boje prionuti na posao. Glavna stvar je uravnotežen pristup rješavanju problema, sve ispravno planirati, nacrtati dijagram i odabrati potrebne materijale.
Domaći selektivno obloženi ravni apsorber zraka može se izraditi od uobičajenih HDPE materijala i komponenti. Polikarbonatne vakuumske cijevi i ostali dijelovi mogu se kupiti po niskim cijenama u bilo kojoj trgovini ili supermarketu. Dijagram montaže je prilično jednostavan; za potrebe obuke možete pogledati video na World Wide Webu (takvih je više nego dovoljno). Zapravo, na globalnoj mreži možete pronaći mnogo specijalizirane literature o ovom problemu. Ako se odlučite kvalitetno obaviti predviđeni posao, čitanje određene količine literature neće biti suvišno.
Glavna poteškoća u procesu montaže je kako točno napraviti zavojnicu (ovo je cijev vijugavog oblika kroz koju cirkulira tekućina, akumulirajući energiju). Postoji nekoliko opcija na temelju kojih će se izraditi dijagram montaže. Najlakša opcija je sastaviti apsorber na temelju gotovog svitka (možete pokušati potražiti nešto prikladno za ove svrhe, važno je da je vakuum). Alternativno, može biti prikladan cirkulacijski sustav koji se nalazi na stražnjoj strani hladnjaka. Druga opcija je pokupiti potrebne vakuumske cijevi, dva ili tri crijeva, nekoliko plastičnih boca s vodom (rashladna tekućina se skuplja iz njih). Za više samopouzdanja ponovno pogledajte video tutorial. Za grijanje vode bolje je koristiti bakrene cijevi. Zatim morate izvršiti lemljenje samog svitka.
Drugi vrlo važan element koji ide u apsorber je gornja strana od prozirnog polikarbonata. U industrijskim uvjetima, polikarbonatni premaz se ne koristi, prednji premaz je izliven od legure kaljenog stakla. Međutim, u našem slučaju razmatra se domaći zračni razdjelnik, čiji toplinski krug i potrebna učinkovitost omogućuju korištenje polikarbonata, budući da ćemo uređaj sastaviti od dostupnih jeftinih materijala. Vrijedi napomenuti da postoje sheme montaže u kojima se koriste materijali od limenki piva do upotrebe plastičnih boca.
Priprema za sastavljanje apsorbera
Dakle, pri sastavljanju uređaja bolje je koristiti prozirni stanični polikarbonat. Korištenje ove vrste polikarbonata omogućit će vam postizanje maksimalne učinkovitosti grijanja iz uređaja koji se stvara. Također je vrijedno napraviti izbor u korist ovog polikarbonata jer je vrlo izdržljiv. To je važno s obzirom na moguće vremenske nepogode, poput velike tuče, orkanskog strujanja zraka koji trgaju grane s drveća - te se nezgode moraju uzeti u obzir, jer mogu oštetiti slabu pokrivenost. Saćasta struktura premaza pomoći će vam u stvaranju prozračnog efekta staklenika, što rezultira povećanim momentom zagrijavanja vode u cijevima. Jednostavno rečeno, korištenjem ovog materijala i uz selektivno premazivanje značajno ćete povećati učinkovitost proizvoda.
Za upijajuću ploču trebat će vam metalni lim debljine oko 0,8 milimetara (ipak je bolji bakar). U principu, čelični lim će učiniti. Vanjska površina mora biti premazana tzv. selektivnim premazom (boja mat crnom bojom, boja mora biti otporna na visoke temperature). Ako ne slijedite ove preporuke (misli se i na crni premaz), uređaj neće raditi u ispravnom načinu rada.
Osim navedenih komponenti, kupite mineralnu vunu potrebnu za toplinsku izolaciju, ona će stvoriti svojevrsnu zračnu zamku, minimizirajući razmjenu topline s okolnim prostorom, prenoseći svu toplinu na zavojnicu, a zatim kroz crijevo u sustav grijanja kuće.
Također možete sami sastaviti tijelo uređaja, za to morate koristiti aluminijske materijale ili koristiti manje izdržljiv, ali lakši za obradu drveni materijal. Radeći s drvetom, potrošit ćete znatno manje vremena na izradu grijača, a šperploča je još lakša za rad. Ali ipak, bolje je koristiti aluminijski okvir, njegova se izdržljivost, u usporedbi s drvom, ni na koji način ne može usporediti.
Određivanje veličine kolektora
Sada rezimiramo, navodimo sve materijale potrebne za sastavljanje učinkovitog domaćeg kolektora:
- Bakrene cijevi dimenzija 18 milimetara - od kojih ćete formirati zavojnicu (iste cijevi se koriste pri sastavljanju sustava grijanja);
- mat crna boja, otporna na visoke temperature (uz nju ćete nanijeti selektivni premaz);
- mineralna vuna (toplinska izolacija);
- lim (bakar, željezo, čelik), debljina lima 0,8 milimetara debljine;
- kutni prijelazi 18 x 18 milimetara;
- vodovodni prijelazi 18 mm x ¾ (potrebno za spajanje na vodoopskrbni sustav);
- stanični polikarbonat (prednji poklopac kolektora);
- aluminijski lim i aluminijski uglovi za stvaranje tijela proizvoda, ako ih nema - drvene daske i ploča od šperploče za stražnji zid grijača;
- sav alat potreban za rad lemljenja.
Važno je unaprijed odrediti dimenzije vašeg kolektora na temelju njegovih dimenzija, unaprijed izračunati potreban broj cijevi, prijelaza i drugih materijala (drugim riječima, ukupni učinak montiranog uređaja). Izračunajte količinu vode koja će biti potrebna za izmjenu topline u cijelom sustavu. Da biste to učinili, unaprijed odlučite za koje će se svrhe kolektor koristiti - ili samo za pranje suđa, ili za tuširanje, ili kako biste osigurali pokrivanje svih kućanskih potreba za opskrbom toplom vodom u vašem domu. Za zagrijavanje vode za pranje posuđa ili tuširanje dovoljno je sastaviti kolektor dimenzija 200 x 100 centimetara, razmak između cijevi u zavojnici trebao bi biti od 8 do 10 centimetara.
DIY postupak montaže solarnog kolektora
Početak montaže ovog proizvoda solarne energije počinje izradom zavojnice. Ako možete pronaći kompletnu zavojnicu, konačna montaža će potrajati mnogo manje vremena. Odabranu zavojnicu treba vrlo temeljito oprati pod tekućom vodom (po mogućnosti vrućom) kako bi se isprale sve blokade iznutra i riješili ostataka freona. Ako niste pronašli odgovarajuće cijevi, potrebnu količinu možete kupiti u trgovini. Ali u ovom slučaju, morat ćete napraviti samu zavojnicu. Da biste ga napravili, izrežite cijevi na potrebnu duljinu. Zatim, koristeći kutne prijelaze, lemite ih u obliku strukture zavojnice. Nadalje, kako bi se kolektor mogao spojiti na vodoopskrbni sustav, lemljeni vodovod prelazi dimenzija ¾ na rubove zavojnice. Postoji nekoliko opcija za oblik i dizajn zavojnice, na primjer, možete lemiti cijevi u obliku "ljestve" (ako ćete implementirati ovu opciju, onda kupite nekutne prijelaze, trebat će vam T-aparati ).
Zatim na unaprijed pripremljeni lim nanesete selektivni premaz crnom mat bojom, preporučljivo je to učiniti u barem nekoliko slojeva. Pričekajte da protok zraka osuši boju i počnite lemiti zavojnicu (nebojena strana). Cijela konstrukcija svitka mora biti zalemljena duž cijele duljine cijevi, čime se jamči najučinkovitija izmjena topline i, kao rezultat, maksimalni prijenos topline u vodoopskrbni sustav. Ako sve napravite ispravno, solarni kolektor koji ste sastavili radit će kako je predviđeno.
Odgovorna faza montaže
Posljednji korak je sastavljanje kućišta, koje će sve komponente uređaja držati zajedno u jednu strukturu. Koristeći list šperploče i drvenih blokova, srušite čvrstu kutiju. U korištenim drvenim blokovima unaprijed izrežite utore, u njih umetnete polikarbonatni zaslon (dubina utora je oko 0,5 cm). Izvodi za cijevi mogu se napraviti nakon što su instalirane sve glavne komponente. Zatim, u već sastavljenu drvenu kutiju za stvaranje zračnog džepa, stavite izolaciju od mineralne vune. Na mineralnu vunu pričvrstite ploču zavojnicom. Zavijte rubove pamuka tako da zavojnica ne dodiruje stijenke kutije. Grijaća ploča i polikarbonatna ploča također moraju imati razmak između sebe i ne dodirivati se.
Završna faza sastoji se od obrade kućišta posebnom otopinom s vodoodbojnom sposobnošću i prekrivenom caklinom (osim prednjeg dijela).
To je sve, solarni kolektor je spreman vlastitim rukama. Kako biste ga aktivirali, postavite ga na potpornu konstrukciju, okrenutu prema suncu na način da zrake padaju na prednju stranu pod najpravim kutom. Ugradite spremnik za vodu na krov, koji će služiti kao rezervoar. Od vrha spremnika provucite crijevo od gornje cijevi razdjelnika do dna donje cijevi. Spajanjem vode prema ovoj shemi osigurat ćete rad u načinu prirodne cirkulacije. Prema zakonima fizike, topla voda će se dizati prema spremniku, a istisnuta hladna voda će ući u razdjelnik za zagrijavanje u zavojnici. Ne zaboravite da na spremnik moraju biti spojeni crijevo i ventil za uzimanje vode iz spremnika, kao i za punjenje novim.
Solarni kolektor je alternativni izvor toplinske energije korištenjem solarne energije. Sada ovaj praktični uređaj više nije inovacija, ali ne može si svatko priuštiti njegovu instalaciju. Računate li, kupnja i ugradnja kolektora koji će zadovoljiti potrebe kućanstva prosječne obitelji može koštati pet tisuća američkih dolara. Naravno, povrat takvog izvora morat će dugo čekati. Ali zašto ne napraviti solarni kolektor vlastitim rukama i instalirati ga?
Standardni uređaj je u obliku metalne ploče, koja je smještena u plastično ili stakleno kućište. Površina ove ploče akumulira sunčevu energiju, zadržava toplinu i prenosi je za razne kućne potrebe: grijanje, grijanje vode itd. Postoji nekoliko vrsta integriranih razdjelnika.
Kumulativno
Kolektori za skladištenje nazivaju se i termosifonski kolektori. Takav solarni kolektor s vlastitim rukama bez pumpe je najprofitabilniji. Njegove mogućnosti omogućuju ne samo zagrijavanje vode, već i održavanje temperature na potrebnoj razini neko vrijeme.
Takav solarni kolektor za grijanje sastoji se od nekoliko spremnika napunjenih vodom, koji se nalaze u termoizolacijskoj kutiji. Spremnici su prekriveni staklenim poklopcem, kroz koji se probijaju sunčeve zrake i zagrijavaju vodu. Ova je opcija najekonomičnija, jednostavna za rukovanje i održavanje, ali njezina učinkovitost zimi je praktički nula.
Ravan
P je velika metalna ploča - apsorber, koja se nalazi unutar aluminijskog kućišta sa staklenim poklopcem. Ravni solarni kolektor s vlastitim rukama bit će učinkovitiji kada koristite stakleni poklopac. Apsorbira sunčevu energiju kroz staklo otporno na tuču, koje dobro propušta svjetlost i praktički je ne reflektira.
Unutar kutije nalazi se toplinska izolacija koja može značajno smanjiti gubitak topline. Sama ploča ima nisku učinkovitost, stoga je prekrivena amorfnim poluvodičem, što značajno povećava brzinu akumulacije toplinske energije.
Prilikom izrade solarnog kolektora za bazen vlastitim rukama, često se preferira ravni integrirani uređaj. No, jednako se dobro nosi i s drugim poslovima kao što su: grijanje vode za potrebe kućanstva i grijanje prostorije. Stan je najčešće korištena opcija. Poželjno je napraviti apsorber za solarni kolektor od bakra.
Tekućina
Iz naziva je jasno da je tekućina koja u njima djeluje kao glavna rashladna tekućina. Solarni kolektor vode "uradi sam" izrađen je prema sljedećoj shemi. Kroz metalnu ploču koja apsorbira sunčevu energiju, toplina se kroz cijevi pričvršćene na nju prenosi na spremnik s vodom ili tekućinom protiv smrzavanja ili izravno na potrošača.
Dvije cijevi pristaju na ploču. Kroz jedan od njih se iz spremnika dovodi hladna voda, a kroz drugi već zagrijana tekućina ulazi u spremnik. Cijevi moraju imati ulazne i izlazne otvore. Ova shema grijanja naziva se zatvorena.
Kada se zagrijana voda dovodi izravno kako bi se zadovoljile potrebe korisnika, takav se sustav naziva open-loop.
Neglazirani se češće koriste za zagrijavanje vode u bazenu, stoga montaža takvih toplinskih solarnih kolektora vlastitim rukama ne zahtijeva kupnju skupih materijala - guma i plastika će učiniti. Ostakljene imaju veću učinkovitost, pa su u stanju zagrijati kuću i opskrbiti potrošača toplom vodom.
Zrak
Zračni uređaji su ekonomičniji od gore navedenih analoga koji koriste vodu kao nosač topline. Zrak se ne smrzava, ne curi i ne vrije kao voda. Ako u takvom sustavu dođe do curenja, to ne uzrokuje tolike probleme, međutim, prilično je teško utvrditi gdje se to dogodilo.
Samoproizvodnja nije skupa za potrošača. Solarni panel, koji je prekriven staklom, zagrijava zrak između sebe i termoizolacijske ploče. Grubo rečeno, radi se o ravnom kolektoru s prostorom za zrak unutra. Hladan zrak ulazi unutra, a topli zrak se pod utjecajem sunčeve energije dovodi do potrošača.
Ventilator, koji se montira u kanal ili izravno na ploču, poboljšava cirkulaciju i poboljšava izmjenu zraka u uređaju. Ventilator zahtijeva korištenje električne energije, što nije jako ekonomično.
Takve su opcije izdržljive i pouzdane i lakše se održavaju od uređaja koji koriste tekućinu kao nosač topline. Za održavanje željene temperature zraka u podrumu ili zagrijavanje staklenika solarnim kolektorom, upravo je takva opcija prikladna.
Kako radi
Kolektor prikuplja energiju pomoću skladišta svjetlosti ili, drugim riječima, panela koji prima solarnu energiju, koji prenosi svjetlost do metalne ploče za pohranu, gdje se sunčeva energija pretvara u toplinsku energiju. Ploča prenosi toplinu na rashladnu tekućinu, koja može biti i tekućina i zrak. Voda se šalje kroz cijevi do potrošača. Uz pomoć takvog kolektora možete grijati dom, grijati vodu za razne kućanske potrebe ili bazen.
Zračni kolektori se uglavnom koriste za grijanje prostorije ili zagrijavanje zraka u njoj. Uštede pri korištenju takvih uređaja su očite. Prvo, nema potrebe za korištenjem goriva, a drugo, smanjena je potrošnja električne energije.
Da bi se dobio maksimalan učinak od korištenja kolektora i da bi se voda besplatno grijala sedam mjeseci godišnje, mora imati veliku površinu i dodatne izmjenjivače topline.
Inženjer Stanislav Stanilov predstavio je svijetu najsvestraniji dizajn solarnog kolektora. Glavna ideja korištenja uređaja koji je razvio je dobivanje toplinske energije stvaranjem efekta staklenika unutar kolektora.
Dizajn kolektora
Dizajn ovog razdjelnika je vrlo jednostavan. U osnovi, radi se o solarnom kolektoru od čeličnih cijevi zavarenih u radijator, koji je smješten u drvenu posudu, zaštićenu toplinskom izolacijom. Kao toplinski izolacijski materijal može se koristiti mineralna vuna, polistirenska pjena, polistiren.
Na dno kutije postavlja se pocinčani lim na koji se montira radijator. I lim i radijator su obojeni u crno, a sama kutija je prekrivena bijelom bojom. Naravno, posuda je pokrivena staklenim poklopcem, koji je dobro zatvoren.
Materijali i dijelovi za izradu
Da biste napravili takav domaći solarni kolektor za grijanje kuće, trebat će vam:
- staklo koje će služiti kao poklopac. Njegova veličina ovisit će o dimenzijama kutije. Za dobru učinkovitost, bolje je odabrati staklo veličine 1700 mm x 700 mm;
- okvir za staklo - možete ga sami zavariti iz uglova ili sastaviti od drvenih dasaka;
- daska za kutiju. Ovdje možete koristiti bilo koje ploče, čak i od demontaže starog namještaja ili poda od dasaka;
- kotrljajući kut;
- spojnica;
- cijevi za montažu radijatora;
- stezaljke radijatora;
- pocinčani željezni lim;
- ulazne i izlazne cijevi radijatora;
- spremnik zapremine 200-300 litara;
- aquacamera;
- toplinska izolacija (polistiren, ekspandirani polistiren, mineralna vuna, ecowool).
Faze rada
Faze izrade Stanilov kolektora vlastitim rukama:
- Od dasaka se izbija kontejner, čije je dno ojačano gredama.
- Na dno se postavlja toplinski izolator. Podnožje mora biti posebno pažljivo izolirano kako bi se izbjeglo curenje topline iz izmjenjivača topline.
- Nakon toga na dno kutije postavlja se pocinčana ploča i postavlja radijator koji je zavaren od cijevi i pričvršćen čeličnim stezaljkama.
- Radijator i plahta ispod njega obojeni su crnom bojom, a kutija bijelo ili srebrno.
- Spremnik za vodu treba postaviti ispod kolektora u toploj prostoriji. Potrebno je urediti toplinsku izolaciju između spremnika za vodu i kolektora kako bi cijevi bile tople. Spremnik se može staviti u veliku bačvu, u koju se može puniti ekspandirana glina, pijesak, piljevina itd. i tako izolirati.
- Iznad spremnika mora se postaviti aquakamera kako bi se stvorio tlak u mreži.
- Ugradnja solarnog kolektora "uradi sam" trebala bi se izvesti na južnoj strani krova.
- Nakon što su svi elementi sustava spremni i instalirani, potrebno ih je spojiti u mrežu s cijevima od pola inča, koje moraju biti dobro izolirane kako bi se smanjili gubici topline.
- Bilo bi lijepo izraditi kontroler za solarni kolektor vlastitim rukama, budući da tvornički uređaji ne rade dugo.
Izračun veličine
Izračun dimenzija kako bi se vlastitim rukama izradio solarni kolektor za grijanje, prije svega, usmjeren je na određivanje opterećenja sustava opskrbe toplinom, čiju pokrivenost pretpostavlja ovaj uređaj. Podrazumijeva se da to podrazumijeva korištenje više izvora energije u kompleksu, a ne samo energije sunca. U tom je pitanju važno urediti sustav na takav način da komunicira s drugima - tada će to dati maksimalan učinak.
Da biste odredili područje kolektora, morate znati za koje će se svrhe koristiti: grijanje, grijanje vode ili oboje. Nakon analize podataka vodomjera, potreba za grijanjem i podataka o insolaciji područja u kojem se planira instalacija, može se izračunati površina kolektora. Osim toga, potrebno je uzeti u obzir potrebe za toplom vodom svih potrošača koji se planiraju priključiti na mrežu: perilica rublja, perilica posuđa i sl.
Selektivni premaz obavlja možda najosnovniju funkciju u radu kolektora. Obložena ploča ili radijator privlače višestruko više sunčeve energije, pretvarajući je u toplinu. Možete kupiti posebnu kemikaliju kao selektivni premaz ili jednostavno obojite spremnik u crno.
Za izradu vlastitog selektivnog premaza za solarne kolektore možete primijeniti:
- posebna gotova kemikalija;
- oksidi raznih metala;
- tanak toplinski izolacijski materijal;
- crni krom;
- selektivna boja za kolektor;
- crna boja ili film.
Sakupljači od otpadnog materijala
Sastavljanje solarnog kolektora za grijanje kuće vlastitim rukama je jeftinije i zanimljivije, jer se može napraviti od raznih materijala pri ruci.
Od metalnih cijevi
Ova opcija montaže slična je Stanilovskom razdjelniku. Prilikom montaže solarnog kolektora od bakrenih cijevi vlastitim rukama, radijator se kuha iz cijevi i stavlja u drvenu kutiju, položenu iznutra s toplinskom izolacijom.
Bakrene cijevi će biti najučinkovitije, aluminij se također može koristiti, ali ih je teško kuhati, ali čelične cijevi su najuspješnija opcija.
Takav domaći razdjelnik ne bi trebao biti prevelik da bi se mogao lako sastaviti i ugraditi. Promjer cijevi za solarne kolektore za zavarivanje radijatora mora biti manji od promjera cijevi za ulaz i izlaz rashladne tekućine.
Od plastičnih i metalno-plastičnih cijevi
Kako napraviti solarni kolektor vlastitim rukama, s plastičnim cijevima u svom kućnom arsenalu? Oni su manje učinkoviti kao akumulator topline, ali su nekoliko puta jeftiniji od bakra i ne korodiraju poput čelika.
Cijevi su položene u spiralnu kutiju i pričvršćene stezaljkama. Mogu se prefarbati crnom ili selektivnom bojom radi bolje izvedbe.
Možete eksperimentirati s polaganjem cijevi. Budući da se cijevi ne savijaju dobro, mogu se polagati ne samo spiralno, već i cik-cak. Među prednostima, plastične cijevi se lako i brzo lemljuju.
Iz crijeva
Da biste vlastitim rukama napravili solarni kolektor za tuširanje, trebat će vam gumeno crijevo. Voda se u njemu vrlo brzo zagrijava pa se može koristiti i kao izmjenjivač topline. Ovo je najekonomičnija opcija pri izradi kolektora vlastitim rukama. Crijevo ili polietilenska cijev stavlja se u kutiju i učvršćuje stezaljkama.
Budući da je crijevo uvijeno u spiralu, u njemu neće biti prirodne cirkulacije vode. Za korištenje spremnika vode u ovom sustavu, mora biti opremljen cirkulacijskom pumpom. Ako je ovo ljetna kućica i ostavlja malo tople vode, količina koja će teći u cijev može biti dovoljna.
Od limenki
Nosač topline solarnog kolektora iz aluminijskih limenki je zrak. Banke su međusobno povezane, tvoreći cijev. Da biste napravili solarni kolektor od limenki piva, trebate odrezati dno i vrh svake limenke, spojiti ih i zalijepiti brtvilom. Gotove cijevi stavljaju se u drvenu kutiju i prekrivaju staklom.
U osnovi, solarni kolektor zraka napravljen od limenki piva služi za uklanjanje vlage u podrumu ili za grijanje staklenika. Kao akumulator topline možete koristiti ne samo limenke piva, već i plastične boce.
Iz hladnjaka
Solarni paneli za grijanje vode vlastitim rukama mogu se izraditi od neupotrebljivog hladnjaka ili radijatora starog automobila. Kondenzator izvađen iz hladnjaka mora se dobro isprati. Ovako dobivenu toplu vodu najbolje je koristiti samo u tehničke svrhe.
Na dno kutije se prostiru folija i gumena prostirka, zatim se na njih stavlja kondenzator i fiksira. Da biste to učinili, možete koristiti remenje, stezaljke ili zatvarač s kojim je pričvršćen u hladnjaku. Za stvaranje tlaka u sustavu ne škodi ugraditi pumpu ili aquakameru iznad spremnika.
Video
Naučit ćete kako napraviti solarni kolektor vlastitim rukama u sljedećem videu.