Zonnecollectoren voor een privéwoning met hun eigen handen. DIY zonnecollector

Maar het principe van waterverwarming is identiek - alle apparaten werken volgens hetzelfde ontwikkelde schema. Bij mooi weer beginnen de zonnestralen de koelvloeistof te verwarmen. Het gaat door dunne elegante buizen en valt in een tank met vloeistof. Het koelmiddel en de buizen zijn over het gehele binnenoppervlak van de tank geplaatst. Dankzij dit principe wordt de vloeistof in het apparaat verwarmd. Later mag verwarmd water worden gebruikt voor huishoudelijke behoeften. Zo is het mogelijk om de ruimte te verwarmen, de verwarmde vloeistof voor douchecabines te gebruiken als warmwatervoorziening.

De watertemperatuur kan worden gecontroleerd door ontwikkelde sensoren. Als er te veel afkoeling van de vloeistof is, onder een vooraf bepaald niveau, dan wordt er automatisch een speciale back-upverwarming ingeschakeld. De zonnecollector kan worden aangesloten op een elektrische of gasketel.

Het werkingsschema dat geschikt is voor alle zonneboilers wordt gepresenteerd. Zo'n apparaat is perfect voor het verwarmen van een klein privéhuis. Tot op heden zijn er verschillende apparaten ontwikkeld: platte, vacuüm- en luchtapparaten. Het werkingsprincipe van dergelijke apparaten lijkt erg op elkaar. De warmtedrager wordt verwarmd door zonnestralen met extra energieopbrengst. Maar er zijn veel verschillen op het werk.

Video over verschillende soorten alternatieve warmtebronnen

platte verzamelaar

De verwarming van het koelmiddel in een dergelijk apparaat vindt plaats door de plaatabsorber. Het is een vlakke plaat van hitte-intensief metaal. Het bovenoppervlak van de plaat in een donkere tint van speciaal ontwikkelde verf. Aan de onderkant van het apparaat is een kronkelige buis gelast.

Deze publicatie presenteert de resultaten van uitgebreid onderzoek door blogger Sergey Yurko. Getoond worden 3 zonnecollectoren die de meester met zijn eigen handen heeft gemaakt en de meest efficiënte daarvan is de zogenaamde 3-filmcollector, deze verwarmt water tot 60 graden. Er is een eenvoudigere 2-film en deze kan water tot 55 graden brengen. De eenvoudigste en goedkoopste 1 film, maar die geeft alleen verwarming tot 35 of 40 graden.

De kosten van een vierkante meter van deze primitieve verzamelaars zijn ongeveer duizend keer goedkoper dan fabrieksanalogen, en daarom rijst de vraag: wat is er zo goed aan merkverzamelaars dat ze duizend keer meer kosten dan primitieve die iedereen met zijn eigen kan maken handen in een paar uur, mager geld uitgeven.

We gaan eenvoudige verzamelaars vergelijken met dure fabrieksmodellen op het gebied van efficiëntie, economische haalbaarheid en andere kenmerken. En deze vergelijking is lang niet altijd in het voordeel van fabrieksapparaten. Een video over het onderwerp: we gaan de eenvoudigste zonnecollectoren maken en kijken waar ze toe in staat zijn. We zullen ook ontdekken in welke gevallen het zinvol is om goedkope zonnewarmte van deze primitieve structuren achterwege te laten om honderden of duizenden keren duurder te betalen om hetzelfde effect uit duurdere apparaten te halen.

De persoonlijke interesse van de auteur van de video in het onderwerp is gebaseerd op de veronderstelling dat fabriekszonnecollectoren een evolutionaire doodlopende weg zijn voor thermische zonne-energie, aangezien bijvoorbeeld zonnepanelen in de loop van de tijd meer dan honderd keer in prijs zijn gedaald afgelopen decennia en de grafiek toont het proces van prijsverlaging.

Het idee ontstaat dat de evolutie van zonnecollectoren de verkeerde kant op is gegaan en dat het daarom logisch is om terug te keren naar de eenvoudigste technologieën.

De zwarte film is het enige waar de 1-film primitieve collector uit bestaat, dat wil zeggen dat er water op de film wordt gegoten en het is duidelijk dat tijdens de zon dit water zal opwarmen. Het kan in elke stad op de markt worden gekocht. De meester kocht drie vierkante meter voor 15 hryvnia's. De kosten van de ophaler bedragen 15 eurocent per vierkante meter.

Maar het is logisch om er nog een toe te voegen - een transparante film die het oppervlak van het verwarmde water bedekt. De verwarmingstemperatuur stijgt drastisch omdat de tweede film de verdamping van het water tegenhoudt. Het wordt verkocht in elke kasbazaar en vanwege deze tweede laag lopen de kosten van de verzamelaar op tot 35 eurocent per vierkante meter.

Maar er is ook een versie met 3 films en de extra film is ook transparant, het zal de kosten van de verzamelaar verhogen tot 55 eurocent per vierkante meter.


Functie 3 filmt, net als het glas van een fabrieksvlakcollector, dat wil zeggen dat er een luchtlaag van enkele centimeters dik wordt gevormd tussen het glas en de zwarte absorber, de lucht is een warmte-isolator.

Hoeveel films zijn er nodig voor een goede waterverwarming?

Experimentele metingen leverden onverwachte resultaten op, aangezien bleek dat in ons geval het resultaat van het gebruik van de derde film niet zo effectief is als in het geval van een fabrieksvlakcollector - de waterverwarmingstemperatuur stijgt, maar slechts met een paar graden. Bovendien kunnen onze drie verzamelaars verschillende ontwerpen hebben. Zo wordt 2 film - een transparante polyethyleenfilm, verkocht in de bazaars in de vorm van een hoes. Water wordt in de hoes gegoten en de rol van de onderste zwarte film wordt gespeeld door het zwarte oppervlak van het dak van een hoog gebouw.


Een soortgelijke studie, maar dan met een hoes van niet doorzichtige, maar zwarte folie. Als de tweede film zwart is, verdient deze optie alleen de voorkeur als er een goede watercirculatie door het systeem is. De collector verwarmde 100 liter water tot 66 graden. U kunt verschillende ontwerpcomplicaties opmerken, waaronder een 3 cm dikke polystyreenschuimplaat. maar experimenten hebben aangetoond dat thermische isolatie onder de collector de verwarmingstemperatuur zal verhogen, maar niet radicaal.

Een experiment in augustus met waterverwarming bij een luchttemperatuur in de schaduw van 35 graden toonde aan dat een filmcollector met goede thermische isolatie het water opwarmde tot 63 graden en op hetzelfde moment een andere collector het water opwarmde tot 57 graden, hoewel er geen thermische isolatie eronder en de eerste film lag op de grond.

Extra functies van de ambachtelijke tuincollector

Het is ook interessant om op te merken dat een collector met één film de functie vervult van het opvangen van regenwater tijdens regen, wat relevant kan zijn voor sommige huizen en gebieden. daarnaast kunnen 1 film en 2 filmcollectors 's nachts als koeltoren fungeren, dat wil zeggen dat ze warmte onttrekken aan het water dat wordt gebruikt voor koelsystemen. Het kan worden gebruikt in de modus wanneer er overdag water doorheen circuleert, dat moet worden verwarmd. en 's nachts koelt de collector het water van de tanks. overdag wordt het water daarvan gebruikt voor warmtewinning. waardoor het opwarmt. en dus moet het de volgende nacht weer gekoeld worden door collectoren.

Het is interessant om op te merken dat de hoogte van het water in de collectoren enkele centimeters kan overschrijden. het zijn zowel zonnecollectoren als een warmwatertank. Dat wil zeggen, ze werken als het bekende zwarte vat op een zomerse bui.

Maar het is duidelijk dat na het verdwijnen van de zon het water in de collector afkoelt. In dit geval kan een collector met drie lagen folie, waarin het water langzaam afkoelt, interessant zijn.

Op de foto. De kosten van thermische collectoren in de fabriek zijn duizend keer duurder dan die van zelfgemaakte.

Statistieken over het meten van de efficiëntie van zelfgemaakte en fabriekszonneboilers

Op 1 augustus voerde ik een experiment uit om de prestaties van 2 filmverzamelaars te meten. Tijdens een zonnige dag mat hij de temperatuur van het water en vulde het in op een tafel.

In de volgende tabel, de interpretatie van de verkregen resultaten, staat in de kolom de hoeveelheid warmte die de collector daadwerkelijk heeft geproduceerd.


Beschreven in fotonotitie zoals berekend op basis van temperatuurmetingen. In een andere kolom de hoeveelheid zonnestraling die de zonnecollector heeft geraakt. en het is belangrijk op te merken dat het afhangt van de hoek van de zon boven de horizon, meer precies van de sinus van deze hoek.

Interessant is dat in deze periode de productie van warmte door de collector groter was dan de hoeveelheid zonnestraling. maar er is geen paradox als je op het temperatuurverschil let. Op dat moment was de luchttemperatuur hoger dan het water in de collector en daarom werd het niet alleen verwarmd door de absorptie van zonnestraling, maar ook door verwarming door warmere lucht. maar op andere momenten was het water al warmer dan de lucht. bovendien, hoe groter het temperatuurverschil, hoe groter de warmtelekkage van het water naar de omringende lucht. de minder bruikbare warmte geproduceerd door de collector. Er kan worden geconcludeerd dat zodra de temperatuur van het water ongeveer 60 graden bereikt, het zal stoppen met verwarmen, aangezien de genoemde warmtelekken gelijk zullen zijn aan de stroom van zonne-energie in de collector.

In de meest rechtse kolom van de tabel wordt het gemeten verwarmingsvermogen van de collector per oppervlakte-eenheid geregistreerd, dit kan worden vergeleken met de kolom met het verwarmingsvermogen van een vierkante meter van de fabriekscollector onder dezelfde omstandigheden. Beschreven hoe je het vermogen berekent. Een vierkante meter van het fabrieksmodel heeft alleen een voordeel ten opzichte van hetzelfde gebied van een zelfgemaakt exemplaar bij het werken bij hoge watertemperaturen. en als u water moet verwarmen met een temperatuur van meer dan 60-70 graden, dan zal de handwerkcollector helemaal niet kunnen werken. tegelijkertijd zal 1 vierkante meter van een zelfgemaakte warmtewisselaar merkbaar meer warmte produceren dan een vierkante meter van een fabriekswarmtewisselaar wanneer de watertemperatuur lager is dan de omgevingsluchttemperatuur.

De resultaten worden verklaard door de energiekarakteristieken van de 2-filmcollector.

En dit is een beoordeling van de kenmerken van andere soorten primitieve verwarmers.

Geschatte kenmerken van de fabrieksflatcollectors gepresenteerd in het paspoort.

Op internet vindt u dergelijke kenmerken voor bijna elk merk. De tabel laat zien dat de merkwarmtewisselaar een voordeel heeft in deze coëfficiënt, waardoor hij bij hoge temperaturen kan werken. maar aan de andere kant werkt een zelfgemaakte collector veel beter dan de fabriekscollector voor het geval je water moet verwarmen met een temperatuur onder de lucht. Als u bijvoorbeeld tijdens een hittegolf van 30 graden 10 graden water uit een ondergrondse put moet verwarmen. het feit is dat het juister is om de coëfficiënt geen warmteverliezen te noemen, maar de warmteoverdrachtscoëfficiënt. Want als het water in de collector kouder is dan de lucht, is er geen warmteverlies in de collector, maar komt er integendeel extra warmte binnen uit warmere lucht. Deze coëfficiënt wordt zo geïnterpreteerd dat als het temperatuurverschil tussen water en lucht met 1 graad toeneemt, de warmte-uitwisseling door elke vierkante meter van de collector met 20 watt toeneemt.

Deze eigenschap (optische efficiëntie) toont de efficiëntie van het omzetten van zonnestraling in bruikbare warmte onder omstandigheden waarbij de temperatuur van het koelmiddel in de collector gelijk is aan de omgevingstemperatuur. De notitie beschrijft waarom de eenvoudigste verzamelaars deze indicator iets beter hebben dan de fabrieksindicatoren. Maar dit is de efficiëntie van een nieuwe schone verzamelaar, en primitieve zijn erg gevoelig voor vuil. Onderstaande tekst beschrijft hoeveel vuil zich tijdens gebruik ophoopt.

Vuil en luchtbellen in eenvoudige zelfgemaakte verzamelaars

* Van buitenaf komt er veel divers vuil in het water van een 1-film collector. In apparaten met 2 en 3 films komt dit probleem tot uiting in stofafzettingen op de bovenste film, en nadat het regen- of dauwwater is opgedroogd, wordt dit vuil gegroepeerd in ondoorzichtige plekken, wat de efficiëntie van de collector aanzienlijk kan verminderen. Maar aan de andere kant zijn er verschillende eenvoudige manieren om dit vuil na regen te verwijderen.
* Ook valt er veel vuil uit het water in de vorm van kleine vlokken op het wateroppervlak of grote vlokken op de bodem. Deze neerslag wordt versterkt door de opwarming van het water.
* Er hoopt zich ook een “witte coating” op (boven op de 1e en onderkant van de 2e film), wat de efficiëntie aanzienlijk vermindert. Het hecht zich zeer stevig aan films, d.w.z. het wordt niet verwijderd door een waterstraal (en het wordt met grote moeite en niet volledig weggewreven met een borstel). Misschien is dit de neerslag van zouten uit verwarmd water, misschien zijn dit de gevolgen van de ontbinding van plastic films.
* Een deel van het vuil in de collector kan worden toegeschreven aan de afbraakproducten van polyethyleen door UV-straling en hoge temperatuur. Gewoonlijk valt polyethyleen uiteen in waterstofperoxide, aldehyden en ketonen. Kortom, dit zijn gassen of vloeistoffen die zeer goed oplosbaar zijn in water. die. ze lijken er niet uit te vallen.
* De efficiëntie van de collector wordt ook verminderd door het grote aantal gasbellen (tot enkele millimeters in diameter aan de bovenkant van de 1e en onderkant van de 2e film), die vrijkomen wanneer het water wordt verwarmd (bij verwarming, de oplosbaarheid van gassen in water afneemt). Het is interessant dat wanneer de collector zich op de grond bevindt, er praktisch geen luchtbellen op de 1e film zijn (maar ze bevinden zich op de bodem van de 2e)
* Er kunnen zich grote luchtbellen vormen onder de 2e film, evenals lucht in de plooien. Deze gebieden beslaan snel en dit vermindert de efficiëntie.
* Aan de randen van de collector mag de 2e film niet aan het water grenzen: in dergelijke gebieden beslaat de bodem en laat daardoor de zonnestraling slecht door.
* Bij verzamelaars met 3 films kan de onderkant van de 3e film beslaan. Dit gebeurt wanneer de 2e folie verkeerd is aangebracht (waardoor stoom uit de collector onder de 3e folie kan doordringen) of door beschadiging. In dergelijke gevallen moet u de 3e film zo installeren dat de wind de ruimte tussen de film en de 3e laag enigszins ventileert.

Verontreiniging van watercollectoren door de ontbinding van polyethyleenfilms

Deze ontbinding zal te wijten zijn aan het gelijktijdige effect van atmosferische zuurstof, ultraviolette zonnestraling en een temperatuur van 50-60 graden. Polyethyleen valt uiteen in aldehyden, ketonen, waterstofperoxide, enz.
Bij verhitting in de collector van elke 1 cu. m water, zullen de polyethyleenfilms ongeveer 1 g ontledingsproducten uitstoten (er is ongeveer 100 g van de 1e en 2e film per 1 vierkante meter M van de collector, en tijdens hun gebruik zullen ze, volgens zeer ruwe schattingen, vrijgeven ongeveer 10 g "ontledingsproducten" en verwarm ongeveer 10 kubieke meter water). Maar het is niet duidelijk hoeveel van deze 1 mg / liter in het water terechtkomt en hoeveel de atmosfeer in vliegt, neerslaat op de bodem van de collector en de warmwatertank, in die "witte bloei" terechtkomt (waarover ik sprak ongeveer in de vorige tekst), zal niet verder komen dan de massa polyethyleen
Bovendien is het gunstige effect op de waterzuivering niet duidelijk vanwege het verblijf en de verwarming in de collector (en er valt veel bezinksel uit), evenals vanwege het verblijf in de warmwatertank. Dus, volgens ruwe schattingen, zal 0,1-0,5 mg / liter polyethyleenafbraakproducten in het water terechtkomen, dat zal worden verdeeld over tientallen chemicaliën. stoffen met concentraties van 0,001-0,1 mg per liter verwarmd water. Aangezien dit niet ver van het MPC schadelijke stoffen ligt, is overleg met het SES niet overbodig. Bijvoorbeeld volgens de norm GN 2.1.5.689-98 "Maximum toelaatbare concentraties (MPC) van chemische stoffen in het water van waterlichamen voor huishoudelijk drinkwater en cultureel en huishoudelijk watergebruik":
– Er is een limiet van 13 stuks. aldehyden - MPC van 0,003 mg / liter tot 1 mg / liter, bijvoorbeeld formaldehyde MPC - 0,05 mg / liter, en de strengste eisen voor benzaldehyde - 0,003 mg / liter
– MPC voor waterstofperoxide – 0,1 mg/liter
- 3 stuks. exotische ketonen hebben ook grenzen met mpc 0,1-1,0 mg/liter

bevindingen:

1) Als het water "stilstaat" in de collectoren, zal de concentratie van "afbraakproducten" daarin vele malen of tientallen keren groter zijn. Misschien is het beter om het water weg te gooien.
2) Het is wenselijk om dunnere films te gebruiken (deze geven minder "ontledingsproducten").
3) Films bij voorkeur zo gestabiliseerd mogelijk. Kas heeft bijvoorbeeld de voorkeur boven gewoon (niet getint) polyethyleen, het is gestabiliseerd tegen blootstelling aan UV-straling. Nog een voorbeeld: polyethyleen met hoge dichtheid ontleedt door de hoge temperatuur langzamer dan polyethyleen met lage dichtheid.
4) De verhouding van het oppervlak van de collectoren tot de behoeften van het object (in warm water) is bij voorkeur zo klein mogelijk. Dat is bijvoorbeeld met een dagelijkse behoefte van 10 kuub. m warm water, station met 50 m². collectoren geeft vervuiling (concentratie van schadelijke stoffen) van water tien keer minder dan een station met 500 m². collectoren, onder meer vanwege de lagere temperatuur van waterverwarming door collectoren, waardoor de ontledingssnelheid van polyethyleen wordt verminderd.
5) Als de 2e film van de collectoren zwart is (in plaats van transparant), dan zou de waterverontreiniging vele malen minder moeten zijn (aangezien UV-straling alleen door de bovenste laag van de 2e film dringt).
6) U kunt een dergelijke optie overwegen voor de werking van een zonnestation wanneer de collectoren worden verwarmd
tapwater, dat vervolgens via een warmtewisselaar zijn warmte afgeeft aan schoon tapwater.

Wat is beter om een ​​film te gebruiken om zonnewarmte op te vangen - zwart of transparant?

Door luchtbellen en beslaan van de tweede laag van de collectorfilm wordt het optische rendement merkbaar verminderd. dit is te wijten aan het feit dat de efficiëntie van het daadwerkelijk gebruikte apparaat over de gehele gebruiksperiode enkele tientallen procenten lager zal zijn. Daarom heeft het geen zin om te streven naar dure films met een grote duurzaamheid, aangezien ze na een paar maanden gebruik zoveel vuil zullen ophopen dat de films vervangen willen worden. Vanwege dergelijke problemen met verschillende soorten vuil zijn we geneigd te geloven dat de 2e film nog steeds ondoorzichtig, maar zwart moet zijn.

Deze collector heeft een zwarte film en er is geen drastische vermindering van het rendement door vuil. Maar hij heeft een probleem: de zon verwarmt alleen de dunne bovenste laag water. Desalniettemin zijn er verschillende opties om het probleem op te lossen, die na onderzoek zullen worden verkregen.

Het is belangrijk om in gedachten te houden dat de wind de warmteverliescoëfficiënt van primitieve collectoren verhoogt, en in het geval van een enkele film kan dit windeffect radicaal zijn, aangezien warmteverliezen van de collector toenemen als gevolg van waterverdamping en kunnen bereiken het punt dat zelfs op een perfect zonnige dag, maar met sterke wind en lage luchtvochtigheid 1-film water slechts een paar graden boven de omgevingstemperatuur kan verwarmen. Bovendien moet de coëfficiënt k1 met enkele tientallen procenten worden verhoogd als er geen thermische isolatie onder de collector is en deze direct op de grond, op het dakoppervlak, enz. Ligt.

Serie 2 van deze film vergelijkt primitieve en fabrieksspruitstukken op de thema's winterwerk, aansluitgemak, economische haalbaarheid, toepassingen in de praktijk.

Tweede deel (over werk in de winter)

3, 4 serie (onderhoud)

– Experimenteer met het gieten van water in een hoes van polyethyleenfolie:

Sinds lange tijd zijn er verschillende zonnecollectoren op de markt verschenen. Dit zijn apparaten die zonne-energie gebruiken om water te verwarmen voor huishoudelijke behoeften. Maar hoge kosten voorkomen dat ze populair worden bij gebruikers, dit is het probleem van alle alternatieve energiebronnen. De totale kosten voor het aanschaffen en installeren van een installatie om aan de behoeften van een gemiddeld gezin te voldoen, zijn bijvoorbeeld $ 5.000. Maar er is een uitweg: je kunt met je eigen handen een zonnecollector maken van betaalbare materialen. Hoe dit te implementeren, wordt in dit materiaal beschreven.

Hoe werkt een zonnecollector?

Het werkingsprincipe van de collector is gebaseerd op de absorptie (absorptie) van de thermische energie van de zon door een speciaal ontvangstapparaat en de overdracht ervan met minimale verliezen naar het koelmiddel. Als ontvangers worden koperen of zwart geverfde glazen buizen gebruikt.

Het is immers bekend dat objecten die een donkere of zwarte kleur hebben het beste door warmte worden opgenomen. De koelvloeistof is meestal water, soms lucht. Door hun ontwerp zijn zonnecollectoren voor huisverwarming en warmwatervoorziening van de volgende typen:

• lucht;
• watervlakte;
• water vacuüm.

De luchtzonnecollector onderscheidt zich onder andere door zijn eenvoudige vormgeving en daarmee de laagste prijs. Het is een paneel - een zonnestralingsontvanger gemaakt van metaal, ingesloten in een verzegelde behuizing. De staalplaat voor een betere warmteoverdracht is aan de achterzijde voorzien van ribben en aan de onderzijde voorzien van thermische isolatie. Aan de voorkant is transparant glas geïnstalleerd en aan de zijkanten van de behuizing bevinden zich openingen met flenzen voor het aansluiten van luchtkanalen of andere panelen, zoals weergegeven in het diagram:

De lucht die door de opening aan de ene kant naar binnen komt, gaat tussen de stalen lamellen door en, nadat ze er warmte van hebben ontvangen, naar buiten aan de andere kant.

Ik moet zeggen dat de installatie van zonnecollectoren met luchtverwarming zijn eigen kenmerken heeft. Vanwege hun lage efficiëntie is het noodzakelijk om meerdere vergelijkbare panelen te combineren tot een batterij voor ruimteverwarming. Daarnaast heb je zeker een ventilator nodig, aangezien de verwarmde lucht van de collectoren op het dak niet vanzelf naar beneden gaat. Het schakelschema van het luchtsysteem wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding:

Dankzij een eenvoudig apparaat en werkingsprincipe kunt u met uw eigen handen luchtcollectoren maken. Maar er is veel materiaal nodig voor verschillende verzamelaars, en het zal nog steeds niet werken om het water met hun hulp te verwarmen. Om deze redenen geven thuisvakmensen er de voorkeur aan om met boilers om te gaan.

plat collectorontwerp

Voor zelfproductie van het grootste belang zijn platte zonnecollectoren die zijn ontworpen om water te verwarmen. Een warmteontvanger wordt in een rechthoekige behuizing van metaal of aluminiumlegering geplaatst - een plaat met een spoel van koperen buis erin gedrukt. De ontvanger is gemaakt van aluminium of koper gecoat met een zwarte absorptielaag. Net als in de vorige versie is de onderkant van de plaat van de onderkant gescheiden door een laag warmte-isolerend materiaal en wordt de rol van de afdekking gespeeld door duurzaam glas of polycarbonaat. De onderstaande figuur toont een zonnecollectorapparaat:

De zwarte plaat absorbeert warmte en geeft deze door aan het koelmiddel dat door de buizen beweegt (water of antivries). Glas heeft 2 functies: het geeft zonnestraling door aan de warmtewisselaar en dient als bescherming tegen neerslag en wind, die de prestaties van de verwarming verminderen. Alle verbindingen zijn strak gemaakt zodat er geen stof binnendringt en het glas de transparantie niet verliest. Ook hier geldt weer dat de warmte van de zonnestralen niet door de buitenlucht door de spleten afgevoerd mag worden, de efficiënte werking van de zonnecollector hangt hiervan af.

Dit type is het populairst bij kopers vanwege de optimale prijs-kwaliteitverhouding en bij thuiswerkers vanwege een relatief eenvoudig ontwerp. Maar zo'n collector kan alleen in de zuidelijke regio's worden gebruikt voor verwarming, met een verlaging van de buitentemperatuur neemt de prestatie aanzienlijk af als gevolg van hoge warmteverliezen door de behuizing.

Vacuüm collector apparaat

Een ander type water-zonneboilers wordt vervaardigd met behulp van moderne technologieën en geavanceerde technische oplossingen en behoort daarom tot een hoge prijscategorie. Er zijn twee van dergelijke oplossingen in de collector:

• thermische isolatie door vacuüm;
• het gebruik van de energie van verdamping en condensatie van een stof die kookt bij een lage temperatuur.

De ideale mogelijkheid om de absorber van de collector tegen warmteverlies te beschermen, is deze in een vacuüm op te sluiten. Een koperen buis gevuld met koelmiddel en bedekt met een absorberende laag wordt in een duurzame glazen kolf geplaatst, de lucht wordt uit de ruimte ertussen geëvacueerd. De uiteinden van de koperen buis komen in de buis waardoor het koelmiddel stroomt. Wat gebeurt er: het koelmiddel kookt onder invloed van zonlicht en verandert in damp, het stijgt op in de buis en verandert door contact met het koelmiddel door een dunne wand weer in een vloeistof. Het werkschema van de collector wordt hieronder weergegeven:

De truc is dat de substantie tijdens het veranderen in stoom veel meer thermische energie absorbeert dan bij conventionele verwarming. De specifieke verdampingswarmte van een vloeistof is hoger dan de specifieke warmtecapaciteit, en daarom zijn vacuümzonnecollectoren zeer efficiënt. Condenserend in een pijp met een stromende warmtedrager, draagt ​​het koelmiddel alle warmte eraan over en stroomt het naar beneden voor een nieuw deel van de zonne-energie.

Dankzij hun ontwerp zijn vacuümverwarmers niet bang voor lage temperaturen en blijven ze zelfs bij vorst operationeel en kunnen daarom in de noordelijke regio's worden gebruikt. De intensiteit van waterverwarming is in dit geval lager dan in de zomer, omdat in de winter minder warmte van de zon naar de aarde komt, stoort bewolking vaak. Het is duidelijk dat het simpelweg onrealistisch is om thuis een glazen kolf met geëvacueerde lucht te maken.

Opmerking. Er zijn vacuümbuizen voor de collector die direct met koelvloeistof zijn gevuld. Hun nadeel is een seriële verbinding: als een kolf uitvalt, moet de hele boiler worden vervangen.

Hoe maak je een zonnecollector?

Voordat u aan het werk gaat, moet u beslissen over de afmetingen van de toekomstige boiler. Het is niet eenvoudig om een ​​nauwkeurige berekening te maken van het warmtewisselingsoppervlak, veel hangt af van de intensiteit van de zonnestraling in een bepaalde regio, de locatie van het huis, het materiaal van het verwarmingscircuit, enzovoort. Het zou correct zijn om te zeggen dat hoe groter de thermische collector, hoe beter. De afmetingen worden echter waarschijnlijk beperkt door de plaats waar het zal worden geïnstalleerd. We moeten dus uitgaan van het gebied van deze plek.

Het lichaam is het gemakkelijkst te maken van hout, door een laag schuim of minerale wol op de bodem te leggen. Ook voor dit doel is het handig om de vleugels van oude houten ramen te gebruiken, waar minstens één glas bewaard is gebleven. De materiaalkeuze voor de warmteontvanger is onverwacht breed, wat niet door vakmensen wordt gebruikt om de collector te monteren. Hier is een lijst met populaire opties:

• dunwandige koperen buizen;
• verschillende polymeerbuizen met dunne wanden, bij voorkeur zwart. Een polyethyleen PEX-buis voor sanitair is zeer geschikt;
• aluminium buizen. Toegegeven, het is moeilijker om ze aan te sluiten dan koperen;
• stalen paneelradiatoren;
• zwarte tuinslang.

Opmerking. Naast de genoemde zijn er veel exotische versies. Bijvoorbeeld een luchtzonnecollector uit bierblikjes of plastic flessen. Dergelijke prototypen zijn origineel, maar vereisen een aanzienlijke arbeidsinvestering met een twijfelachtig rendement.

In een geassembleerde houten kist of een oude raamkozijn met een bevestigde bodem en gelegde isolatie, moet een metalen plaat worden geplaatst die het hele gebied van de toekomstige verwarming bedekt. Het is goed als er een plaat aluminium is, maar dun staal zal ook werken. Het moet zwart worden geverfd en vervolgens pijpen in de vorm van een spoel leggen.

De collector voor het verwarmen van water kan zonder twijfel het beste worden gemaakt van koperen leidingen, deze dragen de warmte perfect over en gaan vele jaren mee.De spoel is stevig bevestigd aan het metalen scherm met beugels of op een andere beschikbare manier, 2 fittingen voor watertoevoer worden naar buiten gebracht.

Aangezien dit een vlakke en geen vacuümcollector is, moet de warmteabsorbeerder van bovenaf worden afgesloten met een doorschijnende structuur - glas of polycarbonaat. Dit laatste is gemakkelijker te verwerken en betrouwbaarder in gebruik, het zal niet breken door hagelaanvallen.

Na montage moet de zonnecollector worden gemonteerd en aangesloten op een opslagtank voor water. Als de installatieomstandigheden het toelaten, is het mogelijk om een ​​natuurlijke circulatie van water tussen de tank en de verwarming te organiseren, anders is de circulatiepomp in het systeem opgenomen.

Conclusie

Je huis verwarmen met doe-het-zelf zonnecollectoren is voor veel huiseigenaren een aantrekkelijk vooruitzicht. Deze optie is toegankelijker voor inwoners van de zuidelijke regio's, ze hoeven alleen het systeem met antivries te vullen en het lichaam goed te isoleren. In het noorden zal een zelfgemaakte collector helpen bij het verwarmen van water voor huishoudelijke behoeften, maar het zal niet genoeg zijn om het huis te verwarmen. Het is koud en kort daglicht.

Energiebronnen. Gratis zonne-energie zal ten minste 6-7 maanden per jaar warm water kunnen leveren voor huishoudelijke behoeften. En in de resterende maanden - help ook het verwarmingssysteem.

Maar het belangrijkste is dat een eenvoudige zonnecollector (in tegenstelling tot bijvoorbeeld van) onafhankelijk kan worden gemaakt. Hiervoor heeft u materialen en gereedschappen nodig die u bij de meeste bouwmarkten kunt kopen. In sommige gevallen is zelfs wat in een gewone garage wordt gevonden voldoende.

De hieronder gepresenteerde assemblagetechnologie voor zonneboilers werd in het project gebruikt "Zet de zon aan - leef comfortabel". Het is speciaal voor het project ontwikkeld door een Duits bedrijf Solar Partner aangeklaagd, dat zich professioneel bezighoudt met de verkoop, installatie en service van zonnecollectoren en fotovoltaïsche systemen.

Het belangrijkste idee is dat alles goedkoop en vrolijk moet zijn. Voor de vervaardiging van de collector worden vrij eenvoudige en gangbare materialen gebruikt, maar de efficiëntie ervan is zeer acceptabel. Het is lager dan dat van fabrieksmodellen, maar het prijsverschil compenseert deze tekortkoming volledig.

De zonnestralen gaan door het glas en verwarmen de collector, terwijl de beglazing verhindert dat warmte ontsnapt. Het glas belemmert ook de luchtbeweging in de absorber; zonder glas zou de collector snel warmte verliezen door wind, regen, sneeuw of lage buitentemperaturen.

Het frame moet worden behandeld met een antisepticum en verf voor gebruik buitenshuis.

In de behuizing zijn doorlopende gaten gemaakt voor de toevoer van koude en afvoer van verwarmde vloeistof uit de collector.

De absorber zelf is geverfd met een hittebestendige coating. Conventionele zwarte verven beginnen bij hoge temperaturen af ​​te pellen of te verdampen, wat leidt tot verdonkering van het glas. De verf moet volledig droog zijn voordat u de glasafdekking plaatst (om condensatie te voorkomen).

Onder de absorber wordt een verwarming gelegd. De meest gebruikte minerale wol. Het belangrijkste is dat het bestand is tegen vrij hoge temperaturen in de zomer (soms meer dan 200 graden).

Van onderaf is het frame bedekt met OSB-platen, multiplex, planken, enz. De belangrijkste vereiste voor deze fase is ervoor te zorgen dat de onderkant van de collector op betrouwbare wijze wordt beschermd tegen het binnendringen van vocht.

Om het glas in het kozijn te fixeren, worden groeven gemaakt of worden strips aan de binnenkant van het kozijn bevestigd. Bij het berekenen van de afmetingen van het frame moet er rekening mee worden gehouden dat wanneer het weer (temperatuur, vochtigheid) gedurende het jaar verandert, de configuratie enigszins zal veranderen. Daarom blijft er aan elke kant van het frame een paar millimeter marge over.

Aan de groef of spijl wordt een rubberen raamafdichting (D- of E-vormig) bevestigd. Er wordt glas op geplaatst, waarop op dezelfde manier een kit wordt aangebracht. Van bovenaf wordt dit alles bevestigd met gegalvaniseerd blik. Zo wordt het glas stevig in het kozijn bevestigd, beschermt de afdichting de absorber tegen kou en vocht en wordt het glas niet beschadigd als het houten kozijn "ademt".

De voegen tussen de glasplaten zijn geïsoleerd met kit of siliconen.

Om thuis zonneverwarming te organiseren, heb je een opslagtank nodig. Het water dat door de collector wordt opgewarmd, wordt hier opgeslagen, dus u moet voor de thermische isolatie zorgen.

Als tank kun je gebruiken:

• niet werkende elektrische boilers
• diverse gasflessen
• vaten voor voedselgebruik

Het belangrijkste om te onthouden is dat er druk zal worden gecreëerd in een afgesloten tank, afhankelijk van de druk van het sanitairsysteem waarop deze zal worden aangesloten. Niet elke container is bestand tegen een druk van meerdere atmosfeer.

In de tank zijn gaten gemaakt voor de in- en uitlaat van de warmtewisselaar, de inlaat van koud water en de inlaat van verwarmd water.

De tank herbergt een spiraalwarmtewisselaar. Hiervoor worden koper, roestvrij staal of kunststof gebruikt. Het water dat door de warmtewisselaar wordt verwarmd, zal stijgen, dus het moet op de bodem van de tank worden geplaatst.

De collector is verbonden met de tank met behulp van leidingen (bijvoorbeeld metaal-kunststof of kunststof) die van de collector naar de tank worden getrokken via de warmtewisselaar en terug naar de collector. Hierbij is het van groot belang om warmtelekkage te voorkomen: de weg van de tank naar de verbruiker moet zo kort mogelijk zijn en de leidingen moeten zeer goed geïsoleerd zijn.

Het expansievat is een zeer belangrijk onderdeel van het systeem. Het is een open reservoir dat zich op het hoogste punt van het vloeistofcirculatiecircuit bevindt. Voor het expansievat kunt u zowel metalen als kunststof containers gebruiken. Met zijn hulp wordt de druk in het verdeelstuk geregeld (vanwege het feit dat de vloeistof uitzet door verwarming, kunnen leidingen barsten). Om warmteverlies te verminderen, moet de tank ook worden geïsoleerd. Als er lucht in het systeem aanwezig is, kan deze ook via de tank naar buiten komen. Via het expansievat wordt ook de collector gevuld met vloeistof.

Met je eigen handen vacuümbuizen maken voor een zonnecollector is best realistisch. Natuurlijk zal het enige tijd duren. Maar hier is niets moeilijks aan.

In dit artikel laten we je zien hoe je een buis maakt voor een vacuüm zonnecollector. Alle benodigdheden en gereedschappen hiervoor zijn makkelijk te vinden. Het enige wat je nodig hebt is een glazen kolf kopen voor een vacuümbuis.

Een koperen kern maken

Om de kern te maken waarin deze zich zal bevinden, heeft u een gewone koperen buis voor airconditioning nodig. De optimale diameter is 10 mm. De wanddikte met deze diameter zal 3,5 mm zijn.

De lengte moet worden gekozen op basis van de diepte van de glazen kolf, zodat de buis de bodem niet bereikt met 4-5 cm Tel bij de totale lengte de diepte op waarop de buis het collectorlichaam zal binnendringen (zie afb.).

Nadat de buis is doorgesneden, moet u de bovenste tank maken. Om dit te doen, hebt u een speciaal gereedschap voor affakkelen nodig. Hiermee moet je de buis uitbreiden tot een binnendiameter van 20-22 mm. Als het minder is, zal de warmteoverdracht slechter zijn. Wanneer meer - de wanddikte klein zal zijn, kunnen ze barsten.

Als u het bovenste deel van het vacuümspruitstuk heeft, meet dan de diameter van de gaten. Maak de flare zo dat de uitzetting het gat volledig bedekt en er geen water of koelvloeistof uit de collector stroomt.

Selectieve coating

In de meeste gevallen worden glazen kolven voor vacuümbuizen voorgecoat verkocht. Zo niet, dan zult u deze zelf moeten aanbrengen. Het heeft geen zin om zelfgemaakte oplossingen en mengsels te maken, ze zijn niet effectief. Nu is het gemakkelijk om selectieve verven voor zonnecollectoren te vinden. De marktleider is Iliolac (Iliolac).

Je kunt de verf gewoon in de fles gieten en alle muren bevochtigen, maar dit zal een grote uitgave zijn. Het is het beste om een ​​​​lange stok of speld te nemen, waarvan het uiteinde is omwikkeld met een doek. Probeer tijdens het schilderen het verschijnen van "streken", enz.

Was voor het schilderen de binnenkant van de kolf met afwasmiddel, droog, ontvet en laat drogen.

Propyleenglycol gieten

Voor een normale werking van de vacuümverdeelbuis is het noodzakelijk dat de koperen kern voor een derde wordt gevuld met propyleenglycol. U kunt het volume ervan berekenen met de volgende formule:

V =DxDxH/4

In de formule:

• V is het vereiste volume propyleenglycol in milliliter;
• D is de binnendiameter van de buis in centimeters;
• H is de totale lengte van de buis.

Rol na het gieten van propyleenglycol het bovenste deel van de extensie maximaal zodat er een gat met de minimale diameter overblijft. Soldeer dan.

Stomp

Als het niet mogelijk is om kant-en-klare pluggen te kopen, moet u deze zelf maken. Elk polymeer met een smeltpunt boven de 150 graden is hiervoor geschikt. Een voorbeeld is polyurethaan.