קולטי שמש לבית פרטי במו ידיהם. קולט שמש עשה זאת בעצמך

אבל העיקרון של חימום מים זהה - כל המכשירים פועלים לפי אותה תוכנית שפותחה. במזג אוויר טוב, קרני השמש מתחילות לחמם את נוזל הקירור. הוא עובר דרך צינורות אלגנטיים דקים, נופל לתוך מיכל עם נוזל. נוזל הקירור והצינורות ממוקמים על פני כל המשטח הפנימי של המיכל. הודות לעיקרון זה, הנוזל במכשיר מחומם. בהמשך, מותר להשתמש במים מחוממים לצרכים ביתיים. לפיכך, אפשר לחמם את החדר, להשתמש בנוזל המחומם עבור בקתות מקלחת כמו אספקת מים חמים.

ניתן לשלוט בטמפרטורת המים באמצעות חיישנים שפותחו. אם יש יותר מדי קירור של הנוזל, מתחת לרמה שנקבעה מראש, אז חימום גיבוי מיוחד יופעל אוטומטית. ניתן לחבר את קולט השמש לדוד חשמל או גז.

מוצגת תכנית הפעולה המתאימה לכל דודי השמש. מכשיר כזה מושלם לחימום בית פרטי קטן. עד כה פותחו מספר מכשירים: מכשירי שטוח, ואקום ואוויר. עקרון הפעולה של מכשירים כאלה דומה מאוד. נושא החום מחומם מקרני השמש עם תפוקת אנרגיה נוספת. אבל יש הרבה הבדלים בעבודה.

סרטון על סוגים שונים של מקורות חימום חלופיים

אספן שטוח

החימום של נוזל הקירור במכשיר כזה מתרחש בגלל בולם הצלחת. זוהי צלחת שטוחה של מתכת עתירת חום. המשטח העליון של הצלחת בגוון כהה של צבע שפותח במיוחד. צינור סרפנטין מרותך לתחתית המכשיר.

פרסום זה מציג את תוצאות המחקר המקיף של הבלוגר סרגיי יורקו. מוצגים 3 קולטי שמש שנעשו על ידי המאסטר במו ידיו והיעיל שבהם הוא הקולט 3 סרטים שנקרא, הוא מחמם מים עד 60 מעלות. יש סרט 2 פשוט יותר, והוא מסוגל להביא מים עד 55 מעלות. הסרט 1 הפשוט והזול ביותר, אבל הוא מספק רק חימום של עד 35 או 40 מעלות.

העלות של מטר מרובע אחד של אספנים פרימיטיביים אלו זולה כאלף מאלף מאשר אנלוגים למפעל, ולכן נשאלת השאלה: מה כל כך טוב באספנים ממותגים שהם עולים פי אלף יותר מאלפים פרימיטיביים שכל אחד יכול לעשות בעצמו ידיים תוך כמה שעות, מוציא כסף זעום.

נשווה בין אספנים פשוטים לדגמי מפעל יקרים מבחינת יעילות, כדאיות כלכלית ומאפיינים נוספים. וההשוואה הזו רחוקה מלהיות תמיד לטובת מכשירי המפעל. סרטון בנושא: נכין את קולטי השמש הפשוטים ביותר ונראה למה הם מסוגלים. כמו כן, נברר באילו מקרים יש טעם לנטוש את חום השמש הזול מהמבנים הפרימיטיביים הללו על מנת לשלם מאות או אלפי פעמים יקר יותר כדי לקבל את אותו האפקט ממכשירים יקרים יותר.

העניין האישי של כותב הסרטון בנושא מבוסס על ההנחה שקולטי שמש במפעל הם מבוי סתום אבולוציוני לאנרגיה תרמית סולארית, שכן, למשל, פאנלים סולאריים ירדו במחיר של יותר מפי מאה לעומת העשורים האחרונים והגרף מראה את תהליך הפחתת המחיר.

עולה הרעיון שהאבולוציה של קולטי השמש הלכה לא נכון ולכן יש טעם לחזור לטכנולוגיות הפשוטות ביותר.

הסרט השחור הוא הדבר היחיד שממנו מורכב האספן הפרימיטיבי של 1 סרט, כלומר יוצקים מים על הסרט וניכר שבזמן השמש המים האלה יתחממו. אפשר לקנות אותו בשוק בכל עיר. המאסטר קנה שלושה מטרים רבועים עבור 15 Hryvnias. עלות האספן היא 15 יורו סנט למ"ר.

אבל זה הגיוני להוסיף עוד אחד - סרט שקוף שיכסה את פני המים המחוממים. טמפרטורת החימום עולה באופן דרסטי כאשר הסרט השני עוצר את התאדות המים. הוא נמכר בכל בזאר חממה ובגלל השכבה השנייה הזו עלות האספן עולה ל-35 אירו סנט למ"ר.

אבל יש גם גרסת 3 סרטים וגם הסרט הנוסף שקוף, זה יעלה את עלות האספן ל-55 יורו סנט למ"ר.


פונקציה 3 סרטים, כמו זכוכית של קולט שטוח במפעל, כלומר נוצרת שכבת אוויר בעובי של מספר סנטימטרים בין הזכוכית לבולם השחור, האוויר הוא מבודד חום.

כמה סרטים דרושים לחימום מים טוב?

מדידות ניסוי הניבו תוצאות בלתי צפויות, שכן התברר שבמקרה שלנו תוצאת השימוש בסרט השלישי אינה יעילה כמו במקרה של קולט שטוח במפעל - טמפרטורת חימום המים עולה, אך רק בכמה מעלות. יתר על כן, שלושת האספנים שלנו יכולים לקבל עיצובים שונים. לדוגמה, סרט 2 - סרט פוליאתילן שקוף, נמכר בבזארים בצורה של שרוול. מים מוזגים לתוך השרוול, ואת תפקיד הסרט השחור התחתון ממלא המשטח השחור של הגג של בניין רב קומות.


מחקר דומה, אבל עם שרוול עשוי סרט לא שקוף, אלא שחור. אם הסרט השני שחור, האפשרות עדיפה רק אם יש זרימת מים טובה במערכת. הקולט חימם 100 ליטר מים ל-66 מעלות. ניתן להבחין במספר סיבוכים עיצוביים, ביניהם יריעת קצף פוליסטירן בעובי 3 ס"מ. אבל ניסויים הראו כי בידוד תרמי מתחת לקולט יגדיל את טמפרטורת החימום, אך לא באופן קיצוני.

ניסוי באוגוסט בחימום מים בטמפרטורת אוויר בצל 35 מעלות הראה שקולט סרטים עם בידוד תרמי טוב חימם את המים ל-63 מעלות ובאותו רגע קולט אחר חימם את המים ל-57 מעלות, למרות שלא היה. בידוד תרמי מתחתיו והסרט הראשון שלו מונח ממש על הקרקע.

פונקציות נוספות של אספן הגן המלאכותי

מעניין לציין גם שקולט סרט יחיד מבצע את הפונקציה של איסוף מי גשמים בזמן גשם, מה שעשוי להיות רלוונטי עבור כמה בתים ואזורים. בנוסף, 1 סרט ו-2 קולטי סרטים יכולים לשמש כמגדל קירור בלילה, כלומר, הם לוקחים חום מהמים המשמשים למערכות קירור. זה יכול לשמש במצב כאשר במהלך היום מים זורמים דרכם, אשר צריך להיות מחומם. ובלילה הקולט מקרר את מי המיכלים. במהלך היום, מים מהם משמשים להפקת חום. מה שגורם לו להתחמם. ולכן למחרת הלילה יש לקרר אותו שוב על ידי אספנים.

מעניין לציין שגובה המים בקולטים יכול לעלות על מספר סנטימטרים. שניהם קולטי שמש ומיכל מים חמים. כלומר, הם עובדים כמו החבית השחורה הידועה במקלחת קיץ.

אבל ברור שאחרי היעלמות השמש, המים בקולט מתקררים. במקרה זה, אספן עם שלוש שכבות של סרט, שבו המים מתקררים לאט, עשוי לעניין.

על התמונה. העלות של אספנים תרמיים במפעל היא פי אלף יותר יקרה מאלה מתוצרת עצמית שהוצגו.

סטטיסטיקה על מדידת יעילות של דודי שמש תוצרת בית ומפעל

ב-1 באוגוסט ערכתי ניסוי למדידת ביצועים של 2 אספני סרטים. במהלך יום שמשי, הוא מדד את טמפרטורת המים והכניס אותם לטבלה.

בטבלה הבאה, פרשנות התוצאות שהתקבלו, בעמודה מופיעה כמות החום שהקולט הפיק בפועל.


מתואר בהערת תמונה כפי שחושב ממדידות טמפרטורה. בעמודה אחרת, כמות קרינת השמש שפגעה בקולט השמש. וחשוב לציין שזה תלוי בזווית השמש מעל האופק, ליתר דיוק בסינוס של זווית זו.

מעניין לציין שבתקופת זמן זו, ייצור החום על ידי הקולט היה גדול מכמות קרינת השמש. אבל אין פרדוקס אם אתה שם לב להפרש הטמפרטורה. בזמן זה טמפרטורת האוויר הייתה גבוהה יותר מהמים בקולט, ולכן הוא התחמם לא רק בגלל בליעת קרינת השמש, אלא גם בגלל חימום מאוויר חם יותר. אבל בפעמים אחרות המים כבר היו חמים יותר מהאוויר. יתר על כן, ככל שהפרש הטמפרטורות גדול יותר, כך גדלה דליפת החום מהמים לאוויר שמסביב. החום הפחות שימושי שמפיק הקולט. ניתן להסיק כי ברגע שטמפרטורת המים תגיע לכ-60 מעלות, הם יפסיקו להתחמם, שכן נזילות החום הנזכרות יהיו שוות להזרמת אנרגיית השמש לקולט.

בעמודה הימנית ביותר של הטבלה, נרשם כוח החימום הנמדד של הקולט ליחידת שטח, ניתן להשוות אותו לעמודה עם כוח החימום של מטר מרובע אחד של הקולט המפעל באותם תנאים. תיאר כיצד לחשב את ההספק. למטר מרובע אחד מדגם המפעל יש יתרון על פני אותו שטח של תוצרת בית רק כאשר עובדים בטמפרטורות מים גבוהות. ואם אתה צריך לחמם מים עם טמפרטורה מעל 60-70 מעלות, אז אספן מלאכת יד לא יוכל לעבוד בכלל. במקביל, 1 מטר מרובע של מחליף חום תוצרת בית יפיק יותר חום באופן ניכר ממ"ר אחד של מפעל כאשר טמפרטורת המים נמוכה מטמפרטורת האוויר הסביבה.

התוצאות מוסברות על ידי מאפייני האנרגיה של אספן 2 הסרטים.

וזוהי הערכה של המאפיינים של סוגים אחרים של תנורי חימום פרימיטיביים.

מאפיינים משוערים של אספני דירות המפעל המוצגים בדרכון.

באינטרנט אתה יכול למצוא מאפיינים כאלה עבור כמעט כל מותג. מהטבלה עולה כי למחליף החום הממותג יש יתרון במקדם זה, שבגללו הוא מסוגל לפעול בטמפרטורות גבוהות. אבל מצד שני, אספן מתוצרת עצמית עובד הרבה יותר טוב מהבית המפעל למקרה שתצטרך לחמם מים עם טמפרטורה מתחת לאוויר. לדוגמה, אם אתה צריך לחמם מים של 10 מעלות מבאר תת קרקעית במהלך גל חום של 30 מעלות. העובדה היא שנכון יותר לקרוא למקדם לא הפסדי חום, אלא למקדם העברת החום. מכיוון שאם המים בקולט קרים יותר מהאוויר, אזי אין איבוד חום בקולט, אלא להיפך, חום נוסף נכנס אליו מאוויר חם יותר. מקדם זה מתפרש כך שאם הפרש הטמפרטורה בין מים לאוויר גדל ב-1 מעלה, אזי חילופי החום דרך כל מטר מרובע של האספן גדל ב-20 וואט.

מאפיין זה (יעילות אופטית) מראה את היעילות של המרת קרינת השמש לחום שימושי בתנאים שבהם טמפרטורת נוזל הקירור בקולט שווה לטמפרטורת הסביבה. ההערה מתארת ​​מדוע לאספנים הפשוטים ביותר יש מחוון זה מעט טוב יותר מאלה של המפעל. אבל זו היעילות של אספן נקי חדש, והפרימיטיביים רגישים מאוד ללכלוך. הטקסט שלהלן מתאר כמה לכלוך מצטבר בהם במהלך השימוש.

לכלוך ובועות באספנים תוצרת בית פשוטים

* הרבה לכלוך שונות מגיע למים של קולט 1 סרט מבחוץ. במכשירי 2 ו-3 סרטים בעיה זו מתבטאת במשקעי אבק על הסרט העליון, ולאחר שהגשם או מי הטל מתייבשים, הלכלוך הזה מקובץ לנקודות אטומות, מה שיכול להפחית משמעותית את יעילות הקולט. אבל מצד שני, יש כמה דרכים פשוטות להסיר את הלכלוך הזה אחרי גשם.
*לכלוך רב נושר מהמים גם בצורת פתיתים קטנים על פני המים או פתיתים גדולים בתחתית. משקעים אלו מתעצמים על ידי חימום המים.
* גם "ציפוי לבן" מצטבר (בחלק העליון של הסרט הראשון והתחתון של הסרט השני), מה שמפחית משמעותית את היעילות. הוא נצמד לסרטים בחוזקה מאוד, כלומר. זה לא מוסר בזרם מים (והוא נמשך עם מברשת בקושי רב ולא לגמרי). אולי זה משקעים של מלחים ממים מחוממים, אולי אלה ההשלכות של פירוק סרטי פלסטיק.
* ניתן לייחס חלק מהלכלוך בקולט לתוצרי הפירוק של פוליאתילן עקב קרינת UV וטמפרטורה גבוהה. בדרך כלל, פוליאתילן מתפרק למי חמצן, אלדהידים וקטונים. בעיקרון, מדובר בגזים או נוזלים המסיסים מאוד במים. הָהֵן. נראה שהם לא נופלים.
* יעילות הקולט מופחתת גם בגלל ריבוי בועות הגז (בקוטר של עד מספר מילימטרים בחלק העליון של הסרט הראשון והתחתון של הסרט השני), המשתחררות עם חימום המים (בעת חימום, מסיסות הגזים במים יורדת). מעניין שכאשר האספן ממוקם על הקרקע, אין כמעט בועות על הסרט הראשון שלו (אבל הן נמצאות בחלק התחתון של השני)
* עלולות להיווצר בועות גדולות מתחת לסרט השני, כמו גם אוויר בקפלים. אזורים אלה מתערפלים במהירות, וזה מפחית את היעילות.
* בקצוות של הקולט, הסרט השני עשוי שלא להיות צמוד למים: באזורים כאלה, התחתית מתערפלת ולכן מעבירה בצורה גרועה קרינת שמש.
* באספנים של 3 סרטים, עשוי להיות ערפול בתחתית הסרט השלישי. זה קורה כאשר הסרט השני מותקן בצורה שגויה (שבשל כך אדים מהקולט יכולים לחדור מתחת לסרט השלישי) או בגלל הנזק שלו. במקרים כאלה, עליך להתקין את הסרט השלישי כך שהרוח תאוורר מעט את החלל בינו לבין השכבה השלישית.

זיהום קולטי מים עקב פירוק סרטי פוליאתילן

פירוק זה יהיה עקב השפעה בו-זמנית של חמצן אטמוספרי, קרינת שמש אולטרה סגולה וטמפרטורה של 50-60 מעלות. פוליאתילן מתפרק לאלדהידים, קטונים, מי חמצן וכו'.
כאשר מחומם בקולט של כל 1 cu. מ' מים, סרטי הפוליאתילן שלו יפלטו כ-1 גרם של תוצרי פירוק (יש כ-100 גרם מהסרטים ה-1 וה-2 לכל 1 מ"ר של האספן, ובמהלך השירות הם ישוחררו, לפי הערכות גסות מאוד, כ-10 גרם של "פירוק מוצרים" ומחממים כ-10 קוב מים). אבל לא ברור כמה מ-1 מ"ג/ליטר האלה יכנסו למים, וכמה יעופו לאטמוספירה, יתקעו בתחתית הקולט ומיכל המים החמים, ייכנסו לאותה "פריחה לבנה" (שדיברתי עליה). בערך בטקסט הקודם), לא ייצא מעבר למסה של פוליאתילן
בנוסף, לא ברורה ההשפעה המיטיבה על טיהור המים עקב הישארותם וחימוםם בקולט (ושם נופלים ממנו הרבה משקעים), וכן בשל שהותו במיכל המים החמים. כך, לפי הערכות גסות, יכנסו למים 0.1-0.5 מ"ג לליטר של תוצרי פירוק פוליאתילן, שיחולקו בין עשרות כימיקלים. חומרים בריכוזים של 0.001-0.1 מ"ג לליטר מים מחוממים. מכיוון שזה לא רחוק מה-MPC של חומרים מזיקים, התייעצות עם ה-SES לא תהיה מיותרת. לדוגמה, על פי התקן GN 2.1.5.689-98 "ריכוזים מקסימליים (MPC) של חומרים כימיים במי מקווי מים לשתייה ביתית ולשימוש תרבותי ושימוש במים ביתיים":
- יש הגבלה של 13 יח'. אלדהידים - MPC מ-0.003 מ"ג לליטר עד 1 מ"ג לליטר, למשל, פורמלדהיד MPC - 0.05 מ"ג לליטר, והדרישות המחמירות ביותר לבנזלדהיד - 0.003 מ"ג לליטר
– MPC למי חמצן – 0.1 מ"ג/ליטר
– 3 יחידות. לקטונים אקזוטיים יש גם מגבלות עם MPC 0.1-1.0 מ"ג לליטר

ממצאים:

1) אם המים "עומדים" בקולטים, אזי ריכוז "תוצרי הפירוק" בהם יהיה גדול פי כמה או עשרות מונים. אולי עדיף לזרוק את המים.
2) רצוי להשתמש בסרטים דקים יותר (הם ייתנו פחות "תוצרי פירוק").
3) סרטים רצוי כמה שיותר מיוצב. לדוגמה, חממה עדיפה על פוליאתילן רגיל (לא כהה), היא מיוצבת מפני חשיפה לקרינת UV. דוגמה נוספת: פוליאתילן בצפיפות גבוהה מתפרק לאט יותר בגלל טמפרטורה גבוהה מאשר פוליאתילן בצפיפות נמוכה.
4) היחס בין שטח הקולטים לצרכי החפץ (במים חמים) רצוי קטן ככל האפשר. כלומר, למשל, עם דרישה יומית של 10 מ"ק. מ' מים חמים, תחנה עם 50 מ"ר. קולטים נותן זיהום (ריכוז חומרים מזיקים) של מים פי עשרה פחות מתחנה עם 500 מ"ר. קולטים, כולל בשל הטמפרטורה הנמוכה יותר של חימום מים על ידי קולטים, מה שמפחית את קצב פירוק הפוליאתילן.
5) אם הסרט השני של הקולטים הוא שחור (ולא שקוף), אז זיהום המים צריך להיות קטן פי כמה (שכן קרינת UV חודרת רק לשכבה העליונה של הסרט השני).
6) ניתן לחשוב על אפשרות כזו להפעלת תחנה סולארית כאשר הקולטים מחוממים
מי שירות, אשר לאחר מכן מעביר את החום שלהם דרך מחליף חום למי מים נקיים.

מה עדיף להשתמש בסרט לאיסוף חום שמש - שחור או שקוף?

היעילות האופטית מופחתת באופן ניכר עקב בועות אוויר וערפול של השכבה השנייה של סרט האספן. זאת בשל העובדה שיעילות המכשיר המופעל בפועל לאורך כל תקופת ההפעלה תהיה פחותה בכמה עשרות אחוזים. לכן, אין טעם לשאוף לסרטים יקרים בעלי עמידות רבה, שכן לאחר מספר חודשי פעולה הם יצטברו כל כך הרבה לכלוך עד שהסרטים ירצו להחליף אותם. בשל בעיות כאלה עם מגוון של לכלוך, אנו נוטים להאמין שהסרט השני עדיין צריך להיות אטום, אבל שחור.

לאספן זה יש סרט שחור ואין ירידה דרסטית ביעילות בגלל הלכלוך. אבל יש לו בעיה - השמש מחממת רק את שכבת המים העליונה הדקה. עם זאת, ישנן מספר אפשרויות לפתרון הבעיה, אשר יתקבלו לאחר מחקר.

חשוב לזכור שהרוח מגדילה את מקדם איבוד החום של קולטים פרימיטיביים, ובמקרה של סרט יחיד, אפקט רוח זה יכול להיות קיצוני, שכן איבודי החום מהקולט גדלים עקב אידוי המים ויכולים להגיע הנקודה שגם ביום שטוף שמש לחלוטין, אבל עם רוח חזקה ולחות נמוכה 1-film יוכל לחמם מים רק כמה מעלות מעל טמפרטורת הסביבה. בנוסף, יש להגדיל את מקדם k1 בכמה עשרות אחוזים אם אין בידוד תרמי מתחת לקולט והוא מונח ישירות על הקרקע, על משטח הגג וכו'.

סדרה 2 של סרט זה משווה בין סעפות פרימיטיביות למפעלים בנושאים של עבודת חורף, קלות חיבור, היתכנות כלכלית, יישומים בפועל.

חלק שני (על עבודה בחורף)

סדרות 3, 4 (תחזוקה)

- ניסוי עם יציקת מים לתוך שרוול סרט פוליאתילן:

קולטי שמש שונים הופיעו בשוק מזה זמן רב. מדובר במכשירים המשתמשים באנרגיה סולארית לחימום מים לצרכי הבית. אבל העלות הגבוהה מונעת מהם לצבור פופולריות בקרב המשתמשים, זו הבעיה של כל מקורות האנרגיה החלופיים. לדוגמה, העלות הכוללת של רכישה והתקנת מפעל שיענה על הצרכים של משפחה ממוצעת תהיה 5,000 דולר. אבל יש מוצא: אתה יכול לעשות אספן שמש במו ידיך מחומרים סבירים. כיצד ליישם זאת יתואר בחומר זה.

איך עובד קולט שמש?

עיקרון הפעולה של הקולט מבוסס על ספיגה (ספיגה) של האנרגיה התרמית של השמש על ידי מכשיר קליטה מיוחד והעברתה עם הפסדים מינימליים לנוזל הקירור. צינורות נחושת או זכוכית צבועים בשחור משמשים כמקלטים.

הרי ידוע שחפצים בעלי צבע כהה או שחור נספגים בצורה הטובה ביותר בחום. נוזל הקירור הוא לרוב מים, לפעמים אוויר. בתכנון, קולטי שמש לחימום הבית ואספקת מים חמים הם מהסוגים הבאים:

• אוויר;
• מים שטוחים;
• ואקום מים.

בין היתר, קולט שמש אוויר בולט בעיצובו הפשוט ובהתאם במחיר הנמוך ביותר. מדובר בפאנל - מקלט קרינת שמש עשוי מתכת, סגור במארז אטום. יריעת הפלדה להעברת חום טובה יותר מסופקת עם צלעות בצד האחורי והיא מונחת בתחתית עם בידוד תרמי. זכוכית שקופה מותקנת בחזית, ובצידי המארז יש פתחים עם אוגנים לחיבור תעלות אוויר או לוחות אחרים, כפי שמוצג בתרשים:

האוויר הנכנס דרך הפתח מצד אחד עובר בין סנפירי הפלדה ולאחר שקיבל מהם חום, יוצא מהצד השני.

אני חייב לומר שלהתקנה של קולטי שמש עם חימום אוויר יש מאפיינים משלה. בשל היעילות הנמוכה שלהם, יש צורך להשתמש במספר לוחות דומים המשולבים בסוללה לחימום החלל. בנוסף, בהחלט תצטרך מאוורר, שכן האוויר המחומם מהקולטים הממוקמים על הגג לא יירד מעצמו. תרשים המעגל של מערכת האוויר מוצג באיור שלהלן:

מכשיר פשוט ועיקרון הפעולה מאפשרים לך לייצר אספנים מסוג אוויר במו ידיך. אבל זה ייקח הרבה חומר עבור כמה אספנים, וזה עדיין לא יעבוד כדי לחמם את המים בעזרתם. מסיבות אלו, בעלי מלאכה לבית מעדיפים להתעסק עם מחממי מים.

עיצוב אספן שטוח

עבור ייצור עצמי של העניין הגדול ביותר הם קולטי שמש שטוחים המיועדים לחמם מים. מקלט חום ממוקם במארז מלבני מתכת או סגסוגת אלומיניום - צלחת עם סליל צינור נחושת דחוס לתוכה. המקלט עשוי אלומיניום או נחושת מצופה בשכבת ספיגה שחורה. כמו בגרסה הקודמת, החלק התחתון של הצלחת מופרד מלמטה על ידי שכבת חומר בידוד חום, ואת תפקיד הכיסוי ממלא זכוכית עמידה או פוליקרבונט. האיור שלהלן מציג מכשיר קולט שמש:

הצלחת השחורה סופגת חום ומעבירה אותו לנוזל הקירור הנע דרך הצינורות (מים או חומר מונע קפיאה). זכוכית מבצעת 2 פונקציות: היא מעבירה קרינת שמש למחליף החום ומשמשת כהגנה מפני משקעים ורוח, המפחיתות את ביצועי המחמם. כל החיבורים נעשים בחוזקה כדי שאבק לא ייכנס פנימה והזכוכית לא תאבד מהשקיפות. שוב, את חום קרני השמש אסור לפרוק מהאוויר החיצוני דרך הסדקים, הפעולה היעילה של קולט השמש תלויה בכך.

סוג זה הוא הפופולרי ביותר בקרב הקונים בשל יחס מחיר ואיכות אופטימלי, ובקרב בעלי מלאכה לבית בשל עיצוב פשוט יחסית. אבל אספן כזה יכול לשמש לחימום רק באזורים הדרומיים, עם ירידה בטמפרטורה החיצונית, הביצועים שלו יורדים באופן משמעותי בגלל הפסדי חום גבוהים דרך הדיור.

מכשיר קולט ואקום

סוג נוסף של דודי שמש מים מיוצר בטכנולוגיות חדישות ופתרונות טכניים מתקדמים ולכן שייך לקטגוריית מחיר גבוה. ישנם שני פתרונות כאלה באספן:

• בידוד תרמי על ידי ואקום;
• השימוש באנרגיה של אידוי ועיבוי של חומר רותח בטמפרטורה נמוכה.

האפשרות האידיאלית להגן על בולם הקולט מפני איבוד חום היא לסגור אותו בוואקום. צינור נחושת מלא בקרור ומכוסה בשכבה סופגת מונח בתוך צלוחית זכוכית עמידה, האוויר פונה מהרווח שביניהם. קצות צינור הנחושת נכנסים לצינור שדרכו זורם נוזל הקירור. מה קורה: הקירור רותח בהשפעת אור השמש והופך לאדים, הוא עולה במעלה הצינור וממגע עם נוזל הקירור דרך קיר דק הופך שוב לנוזל. תרשים העבודה של האספן מוצג להלן:

החוכמה היא שבתהליך הפיכתו לקיטור, החומר סופג הרבה יותר אנרגיה תרמית מאשר בזמן חימום רגיל. חום האידוי הסגולי של כל נוזל גבוה מיכולת החום הסגולית שלו, ולכן קולטי שמש ואקום יעילים מאוד. מתעבה בצינור עם נושא חום זורם, נוזל הקירור מעביר אליו את כל החום, והוא זורם מטה עבור חלק חדש מאנרגיית השמש.

הודות לעיצובם, מחממי ואקום אינם חוששים מטמפרטורות נמוכות ונשארים פעילים גם בכפור, ולכן ניתן להשתמש בהם באזורים הצפוניים. עוצמת חימום המים במקרה זה נמוכה יותר מאשר בקיץ, מכיוון שבחורף פחות חום מהשמש מגיע לכדור הארץ, העננים לעיתים קרובות מפריעים. ברור שזה פשוט לא ריאלי להכין בקבוק זכוכית עם אוויר מפונה בבית.

פתק.ישנם צינורות ואקום עבור הקולט מלאים ישירות בנוזל קירור. החיסרון שלהם הוא חיבור טורי; אם בקבוק אחד נכשל, יהיה צורך להחליף את דוד המים כולו.

איך להכין קולט שמש?

לפני תחילת העבודה, עליך להחליט על הממדים של דוד המים העתידי. לא קל לבצע חישוב מדויק של שטח חילופי החום, הרבה תלוי בעוצמת קרינת השמש באזור נתון, במיקום הבית, בחומר מעגל החימום וכדומה. נכון יהיה לומר שככל שהקולט התרמי גדול יותר, כך ייטב. עם זאת, מידותיו מוגבלות ככל הנראה במקום בו היא מתוכננת להיות מותקנת. אז עלינו להמשיך מהאזור של המקום הזה.

הגוף הכי קל לעשות מעץ, הנחת שכבת קצף או צמר מינרלי על התחתית. גם למטרה זו נוח להשתמש באבנטים של חלונות עץ ישנים, שבהם נשתמרה זכוכית אחת לפחות. בחירת החומר למקלט החום היא רחבה באופן בלתי צפוי, אשר אינו משמש על ידי בעלי מלאכה להרכבת הקולט. להלן רשימה של אפשרויות פופולריות:

• צינורות נחושת דקים;
• צינורות פולימרים שונים עם קירות דקים, רצוי שחורים. צינור PEX פוליאתילן עבור אינסטלציה מתאים היטב;
• צינורות אלומיניום. נכון, קשה יותר לחבר אותם מאשר נחושת;
• רדיאטורים של לוח פלדה;
• צינור גינה שחור.

פתק.בנוסף לאלו המפורטות, ישנן גרסאות אקזוטיות רבות. לדוגמה, קולט שמש אוויר מפחיות בירה או בקבוקי פלסטיק. אבות טיפוס כאלה הם מקוריים, אך דורשים השקעה משמעותית של עבודה עם תמורה מפוקפקת.

במארז עץ מורכב או אבנט חלון ישן עם תחתית מחוברת ובידוד מונח, יש למקם יריעת מתכת המכסה את כל שטח התנור העתידי. זה טוב אם יש יריעת אלומיניום, אבל גם פלדה דקה תעבוד. זה חייב להיות צבוע שחור, ולאחר מכן הניח צינורות בצורה של סליל.

ללא ספק הקולט לחימום מים עשוי בצורה הטובה ביותר מצינורות נחושת, הם מעבירים חום בצורה מושלמת ויחזיקו מעמד לשנים רבות.הסליל מחובר היטב למסך המתכת בעזרת סוגרים או בכל דרך זמינה אחרת, 2 אביזרי אספקת מים מובאים החוצה.

מכיוון שמדובר בקולט שטוח, ולא בקולט ואקום, יש לסגור את בולם החום מלמעלה במבנה שקוף - זכוכית או פוליקרבונט. האחרון קל יותר לעיבוד ואמין יותר בפעולה, הוא לא יישבר ממכות ברד.

לאחר ההרכבה יש להתקין את קולט השמש במקום ולחבר למיכל אגירה למים. כאשר תנאי ההתקנה מאפשרים, ניתן לארגן זרימה טבעית של מים בין המיכל למחמם, אחרת משאבת המחזור כלולה במערכת.

סיכום

חימום הבית שלך עם קולטי שמש עשה זאת בעצמך הוא סיכוי אטרקטיבי עבור בעלי בתים רבים. אפשרות זו נגישה יותר לתושבי האזורים הדרומיים, הם רק צריכים למלא את המערכת באנטיפריז ולבודד את הגוף כראוי. בצפון קולט תוצרת בית יסייע בחימום מים לצרכי הבית, אך לא יספיק לחימום הבית. זה קר ושעות היום קצרות.

משאבי אנרגיה. אנרגיה סולארית חינם תוכל לספק מים חמים לצרכי הבית לפחות 6-7 חודשים בשנה. ובחודשים הנותרים - גם לעזור למערכת החימום.

אבל הכי חשוב, קולט שמש פשוט (בניגוד, למשל, מ) יכול להתבצע באופן עצמאי. לשם כך תצטרכו חומרים וכלים שניתן לקנות ברוב חנויות לחומרי בניין. במקרים מסוימים, גם מה שנמצא במוסך רגיל יספיק.

בפרויקט נעשה שימוש בטכנולוגיית הרכבת דודי השמש המוצגת להלן "תדליק את השמש - לחיות בנוחות". הוא פותח במיוחד עבור הפרויקט על ידי חברה גרמנית פרטנר סולאר נתבע, העוסקת באופן מקצועי במכירה, התקנה ושירות של קולטי שמש ומערכות פוטו-וולטאיות.

הרעיון המרכזי הוא שהכל צריך להתברר זול ועליז. לייצור האספן משתמשים בחומרים פשוטים ונפוצים למדי, אך היעילות שלו מקובלת למדי. זה נמוך מזה של דגמי מפעל, אבל ההבדל במחיר מפצה לחלוטין על החסרון הזה.

קרני השמש עוברות דרך הזכוכית ומחממות את הקולט, בעוד הזיגוג מונע בריחת חום. הזכוכית גם מעכבת את תנועת האוויר בבולם; בלעדיה, הקולט יאבד במהירות חום עקב רוח, גשם, שלג או טמפרטורות נמוכות בחוץ.

את המסגרת יש לטפל בחומר חיטוי וצבע לשימוש חיצוני.

במארז נוצרים חורים מבעד לאספקת קר והוצאת נוזל מחומם מהאספן.

הבולם עצמו צבוע בציפוי עמיד בחום. צבעים שחורים קונבנציונליים בטמפרטורות גבוהות מתחילים להתקלף או להתאדות, מה שמוביל להתכהות הזכוכית. הצבע חייב להיות יבש לחלוטין לפני הגדרת מכסה הזכוכית (כדי למנוע עיבוי).

תנור חימום מונח מתחת לבולם. הצמר המינרלי הנפוץ ביותר. העיקר שהוא יכול לעמוד בטמפרטורות גבוהות למדי במהלך הקיץ (לפעמים מעל 200 מעלות).

מלמטה, המסגרת מכוסה בלוחות OSB, דיקט, לוחות וכו'. הדרישה העיקרית לשלב זה היא לוודא שחלק התחתון של הקולט מוגן בצורה מהימנה מפני כניסת לחות פנימה.

לקיבוע הזכוכית במסגרת עושים חריצים, או מחברים רצועות לחלק הפנימי של המסגרת. בעת חישוב מידות המסגרת, יש לקחת בחשבון שכאשר מזג האוויר (טמפרטורה, לחות) משתנה במהלך השנה, התצורה שלה תשתנה מעט. לכן נותרו כמה מילימטרים של שוליים בכל צד של המסגרת.

אטם חלון גומי (בצורת D או E) מחובר לחריץ או לסרגל. מניחים עליו זכוכית שעליה מורחים חומר איטום באותו אופן. מלמעלה, כל זה קבוע עם פח מגולוון. כך, הזכוכית מקובעת היטב במסגרת, האיטום מגן על הסופג מפני קור ולחות, והזכוכית לא תיפגע כאשר מסגרת העץ "נושמת".

החיבורים בין יריעות הזכוכית מבודדים עם איטום או סיליקון.

כדי לארגן חימום שמש בבית, אתה צריך מיכל אחסון. המים המחוממים על ידי הקולט מאוחסנים כאן, ולכן כדאי לדאוג לבידוד התרמי שלהם.

בתור טנק אתה יכול להשתמש ב:

• דודי חשמל שאינם פועלים
• בלוני גז שונים
• חביות לשימוש במזון

הדבר העיקרי שיש לזכור הוא שייווצר לחץ במיכל אטום בהתאם ללחץ של מערכת האינסטלציה שאליה הוא יחובר. לא כל מיכל מסוגל לעמוד בלחץ של מספר אטמוספרות.

במיכל נוצרים חורים לכניסה וליציאה של מחליף החום, לכניסת מים קרים ולכניסה של מים מחוממים.

המיכל מכיל מחליף חום ספירלי. עבור זה, נחושת, נירוסטה או פלסטיק משמשים. המים המחוממים דרך מחליף החום יעלו למעלה, ולכן יש למקם אותם בתחתית המיכל.

הקולט מחובר למיכל באמצעות צינורות (למשל מתכת-פלסטיק או פלסטיק) הנמשכים מהקולט למיכל דרך מחליף החום ובחזרה לקולט. כאן חשוב מאוד למנוע דליפת חום: הדרך מהמיכל לצרכן חייבת להיות קצרה ככל האפשר, והצינורות חייבים להיות מבודדים היטב.

מיכל ההרחבה הוא מרכיב חשוב מאוד במערכת. זהו מאגר פתוח הממוקם בנקודה הגבוהה ביותר של מעגל מחזור הנוזל. עבור מיכל ההרחבה, אתה יכול להשתמש במיכלי מתכת ופלסטיק כאחד. בעזרתו, הלחץ בסעפת נשלט (בשל העובדה שהנוזל מתרחב מחימום, צינורות יכולים להיסדק). כדי להפחית את איבוד החום, יש לבודד את המיכל גם. אם יש אוויר במערכת, הוא יכול לצאת גם דרך המיכל. דרך מיכל ההרחבה, הקולט מתמלא גם בנוזל.

הכנת צינורות ואקום עבור קולט שמש במו ידיך היא מציאותית למדי. כמובן, זה ייקח קצת זמן. אבל אין בזה שום דבר קשה.

במאמר זה נראה לכם כיצד להכין צינור לקולט שמש ואקום. קל למצוא את כל האספקה ​​והכלים לכך. הדבר היחיד שאתה צריך זה לקנות בקבוק זכוכית לצינור ואקום.

ביצוע ליבת נחושת

על מנת ליצור את הליבה בה היא תמוקם, תזדקק לצינור נחושת רגיל של מיזוג אוויר. הקוטר האופטימלי שלו הוא 10 מ"מ. עובי הדופן בקוטר זה יהיה 3.5 מ"מ.

יש לבחור את האורך בהתאם לעומק בקבוק הזכוכית כך שהצינור לא יגיע לתחתיתו ב-4-5 ס"מ. הוסף לכל האורך את העומק שאליו הצינור ייכנס לגוף הקולט (ראה איור).

לאחר חיתוך הצינור, אתה צריך לעשות את הטנק העליון. כדי לעשות זאת, אתה צריך כלי מיוחד להתלקחות. עם זה, אתה צריך להרחיב את הצינור לקוטר פנימי של 20-22 מ"מ. אם זה פחות, העברת החום תהיה גרועה יותר. כאשר יותר - עובי הדופן יהיה קטן, הם עלולים להיסדק.

אם יש לכם את החלק העליון של סעפת הוואקום - מדדו את קוטר החורים. הפוך את ההתלקחות כך שההרחבה תכסה לחלוטין את החור ומים או נוזל קירור לא זורמים מהקולט.

ציפוי סלקטיבי

ברוב המקרים, צלוחיות זכוכית עבור צינורות ואקום נמכרים מצופים מראש. אם לא, תצטרך ליישם את זה בעצמך. זה לא הגיוני להכין פתרונות ותערובות תוצרת בית, הם לא יעילים. עכשיו קל למצוא צבעים סלקטיביים עבור קולטי שמש. מובילת השוק היא Iliolac (Iliolac).

אתה יכול פשוט לשפוך את הצבע לתוך הבקבוק ולהרטיב את כל הקירות, אבל זו תהיה הוצאה גדולה. עדיף לקחת מקל ארוך או סיכה, שקצהו עטוף בבד. בעת הציור, השתדלו להימנע מהופעת "משיכות" וכו'.

לפני הצביעה, שטפו את החלק הפנימי של הבקבוק עם חומר ניקוי, יבשו, הסירו שומנים והניחו לו להתייבש.

מזיגת פרופילן גליקול

לפעולה רגילה של צינור סעפת הוואקום, יש צורך שליבת הנחושת תהיה מלאה בפרופילן גליקול בשליש. אתה יכול לחשב את נפחו באמצעות הנוסחה הבאה:

V =D xD xH/4

בנוסחה:

• V הוא הנפח הנדרש של פרופילן גליקול במיליליטר;
• D הוא הקוטר הפנימי של הצינור בסנטימטרים;
• H הוא האורך הכולל של הצינור.

לאחר יציקת פרופילן גליקול, גלגל את החלק העליון של הארכה למקסימום כך שיישאר חור בקוטר המינימלי. ואז הלחמה.

בָּדָל

אם לא ניתן לקנות פלאגים מוכנים, תצטרכו להכין בעצמכם. כל פולימר עם נקודת התכה מעל 150 מעלות מתאים לכך. דוגמה לכך היא פוליאוריטן.