Colectori solari pentru o casă privată cu propriile mâini. Colector solar DIY

Dar principiul încălzirii apei este identic - toate dispozitivele funcționează conform aceleiași scheme dezvoltate. Pe vreme bună, razele soarelui încep să încălzească lichidul de răcire. Trece prin tuburi subțiri elegante, căzând într-un rezervor cu lichid. Lichidul de răcire și tuburile sunt plasate pe toată suprafața interioară a rezervorului. Datorită acestui principiu, lichidul din aparat este încălzit. Ulterior, apa încălzită este permisă să fie folosită pentru nevoile casnice. Astfel, este posibil să încălziți camera, să folosiți lichidul încălzit pentru cabinele de duș ca alimentare cu apă caldă.

Temperatura apei poate fi controlată de senzori dezvoltați. Dacă există prea multă răcire a lichidului, sub un nivel prestabilit, atunci o încălzire specială de rezervă se va porni automat. Colectorul solar poate fi conectat la un cazan electric sau pe gaz.

Este prezentată schema de funcționare potrivită pentru toate încălzitoarele solare de apă. Un astfel de dispozitiv este perfect pentru încălzirea unei case private mici. Până în prezent, au fost dezvoltate mai multe dispozitive: dispozitive plate, de vid și de aer. Principiul de funcționare a unor astfel de dispozitive este foarte asemănător. Purtătorul de căldură este încălzit de la razele soarelui cu energie suplimentară. Dar există multe diferențe la locul de muncă.

Videoclip despre diferite tipuri de surse alternative de încălzire

colector plat

Încălzirea lichidului de răcire într-un astfel de dispozitiv are loc datorită absorbantului cu plăci. Este o placă plată din metal cu căldură intensă. Suprafața superioară a plăcii într-o nuanță închisă de vopsea special dezvoltată. Un tub serpentin este sudat pe partea inferioară a dispozitivului.

Această publicație prezintă rezultatele cercetărilor ample ale bloggerului Sergey Yurko. Sunt prezentate 3 colectoare solare realizate de maestru cu propriile mâini și cel mai eficient dintre ele este așa-numitul colector cu 3 pelicule, acesta încălzește apa până la 60 de grade. Există un film 2 mai simplu și este capabil să aducă apă până la 55 de grade. Cel mai simplu și mai ieftin 1 film, dar oferă doar încălzire până la 35 sau 40 de grade.

Costul unui metru pătrat al acestor colecționari primitivi este de aproximativ o mie de ori mai ieftin decât analogii din fabrică și, prin urmare, se pune întrebarea: ce este atât de bun la colecționarii de marcă încât costă de o mie de ori mai mult decât cei primitivi pe care oricine le poate face cu propriile lor produse. mâinile în câteva ore, cheltuind bani slabi.

Vom compara colecționari simpli cu modele scumpe din fabrică în ceea ce privește eficiența, fezabilitatea economică și alte caracteristici. Și această comparație este departe de a fi întotdeauna în favoarea dispozitivelor din fabrică. Un videoclip pe această temă: vom realiza cei mai simpli colectori solari și vom vedea de ce sunt capabili. Vom afla, de asemenea, în ce cazuri are sens să renunțăm la căldura solară ieftină de la aceste structuri primitive pentru a plăti de sute sau de mii de ori mai scump pentru a obține același efect de la dispozitive mai scumpe.

Interesul personal al autorului videoclipului în această temă se bazează pe presupunerea că colectoarele solare din fabrică sunt un punct mort evolutiv pentru energia solară termică, deoarece, de exemplu, panourile solare au scăzut de mai mult de o sută de ori în preț. ultimele decenii și graficul arată procesul de reducere a prețurilor.

Apare ideea că evoluția colectoarelor solare a mers pe o cale greșită și, prin urmare, are sens să revenim la cele mai simple tehnologii.

Filmul negru este singurul lucru din care constă colectorul primitiv cu 1 film, adică se toarnă apă pe film și este evident că în timpul soarelui această apă se va încălzi. Se poate cumpăra de la piața din orice oraș. Stăpânul a cumpărat trei metri pătrați pentru 15 grivne. Costul colectorului este de 15 cenți de euro pe metru pătrat.

Dar are sens să adăugați încă unul - o peliculă transparentă care va acoperi suprafața apei încălzite. Temperatura de încălzire crește drastic pe măsură ce a doua peliculă oprește evaporarea apei. Se vinde în orice bazar cu seră și din cauza acestui al doilea strat costul colectorului crește la 35 de cenți de euro pe metru pătrat.

Dar există și o versiune de 3 film și filmul suplimentar este și transparent, va crește costul colecționarului la 55 de cenți de euro pe metru pătrat.


Funcția 3 filme, ca sticla unui colector plat din fabrică, adică se formează un strat de aer de câțiva centimetri grosime între sticlă și absorbantul negru, aerul este un izolator termic.

Câte filme sunt necesare pentru o încălzire bună a apei?

Măsurătorile experimentale au dat rezultate neașteptate, deoarece s-a dovedit că în cazul nostru rezultatul utilizării celui de-al treilea film nu este la fel de eficient ca în cazul unui colector plat din fabrică - temperatura de încălzire a apei crește, dar doar cu câteva grade. În plus, cei trei colecționari ai noștri pot avea modele diferite. De exemplu, 2 pelicule - o folie transparentă de polietilenă, se vinde în bazaruri sub formă de manșon. Apa este turnată în manșon, iar rolul filmului negru inferior este jucat de suprafața neagră a acoperișului unei clădiri înalte.


Un studiu similar, dar cu un manșon din film nu transparent, ci negru. Dacă a doua peliculă este neagră, opțiunea este de preferat doar dacă există o bună circulație a apei prin sistem. Colectorul a încălzit 100 de litri de apă la 66 de grade. Puteți observa mai multe complicații de design, inclusiv o foaie de spumă de polistiren de 3 cm grosime. dar experimentele au arătat că izolarea termică sub colector va crește temperatura de încălzire, dar nu radical.

Un experiment din august cu încălzirea apei la o temperatură a aerului la umbra de 35 de grade a arătat că un colector de peliculă cu o izolare termică bună a încălzit apa la 63 de grade și în același moment un alt colector a încălzit apa la 57 de grade, deși nu a existat. izolația termică sub ea și prima sa peliculă stăteau chiar pe pământ.

Funcții suplimentare ale colecționarului de grădină artizanală

De asemenea, este interesant de observat că un colector cu un singur film îndeplinește funcția de a colecta apa de ploaie în timpul ploii, ceea ce poate fi relevant pentru unele case și zone. in plus, 1 film si 2 colectoare de film pot actiona ca turn de racire pe timp de noapte, adica preiau caldura din apa folosita pentru sistemele de racire. Poate fi folosit în modul când în timpul zilei circulă apa prin ele, care trebuie încălzită. iar noaptea colectorul răcește apa rezervoarelor. în timpul zilei, apa din ele este folosită pentru extragerea căldurii. făcându-l să se încălzească. și astfel în noaptea următoare trebuie răcit din nou de către colectori.

Este interesant de observat că înălțimea apei în colectoare poate depăși câțiva centimetri. sunt ambii colectoare solare si un rezervor de apa calda. Adică funcționează ca binecunoscutul butoi negru pe un duș de vară.

Dar este evident că după dispariția soarelui, apa din colector se răcește. În acest caz, poate fi de interes un colector cu trei straturi de peliculă, în care apa se răcește încet.

Pe imagine. Costul colectoarelor termice din fabrică este de o mie de ori mai scump decât cele auto-fabricate prezentate.

Statistici privind măsurarea eficienței încălzitoarelor solare de casă și de fabrică

Pe 1 august am realizat un experiment pentru a măsura performanța a 2 colecționari de filme. Într-o zi însorită, a măsurat temperatura apei și a introdus-o într-o masă.

În tabelul următor, interpretarea rezultatelor obținute, în coloană este cantitatea de căldură pe care a produs-o efectiv colectorul.


Descris în nota foto așa cum este calculat din măsurătorile de temperatură. Într-o altă coloană, cantitatea de radiație solară care a lovit colectorul solar. și este important de menționat că depinde de unghiul soarelui deasupra orizontului, mai precis de sinusul acestui unghi.

Interesant este că în această perioadă de timp, producția de căldură de către colector a fost mai mare decât cantitatea de radiație solară. dar nu există paradox dacă ești atent la diferența de temperatură. În acest moment, temperatura aerului era mai mare decât cea a apei din colector și, prin urmare, a fost încălzită nu numai datorită absorbției radiației solare, ci și datorită încălzirii din aer mai cald. dar alteori apa era deja mai caldă decât aerul. în plus, cu cât diferența de temperatură este mai mare, cu atât este mai mare scurgerea de căldură din apă în aerul înconjurător. cu atât căldura mai puțin utilă produsă de colector. Se poate concluziona că, de îndată ce temperatura apei ajunge la aproximativ 60 de grade, aceasta se va opri încălzirea, deoarece scurgerile de căldură menționate vor fi egale cu fluxul de energie solară în colector.

În coloana din dreapta tabelului se înregistrează puterea de încălzire măsurată a colectorului pe unitatea de suprafață, putând fi comparată cu coloana cu puterea de încălzire a unui metru pătrat a colectorului din fabrică în aceleași condiții. S-a descris cum se calculează puterea. Un metru pătrat al modelului din fabrică are un avantaj față de aceeași suprafață a unuia de casă numai atunci când se lucrează la temperaturi ridicate ale apei. și dacă trebuie să încălziți apa cu o temperatură peste 60-70 de grade, atunci colectorul de artizanat nu va putea funcționa deloc. în același timp, 1 metru pătrat dintr-un schimbător de căldură de casă va produce considerabil mai multă căldură decât un metru pătrat dintr-unul din fabrică atunci când temperatura apei este mai mică decât temperatura aerului ambiant.

Rezultatele sunt explicate prin caracteristicile energetice ale colectorului cu 2 pelicule.

Și aceasta este o evaluare a caracteristicilor altor tipuri de încălzitoare primitive.

Caracteristicile aproximative ale colectoarelor plate din fabrică prezentate în pașaport.

Pe Internet puteți găsi astfel de caracteristici pentru aproape orice marcă. Tabelul arată că schimbătorul de căldură de marcă are un avantaj în acest coeficient, datorită căruia este capabil să funcționeze la temperaturi ridicate. dar, pe de altă parte, un colector auto-fabricat funcționează mult mai bine decât cel din fabrică în cazul în care trebuie să încălziți apă cu o temperatură sub aer. De exemplu, dacă trebuie să încălziți apă de 10 grade dintr-o fântână subterană în timpul unui val de căldură de 30 de grade. fapt este că este mai corect să numim coeficientul nu pierderi de căldură, ci coeficientul de transfer de căldură. Deoarece dacă apa din colector este mai rece decât aerul, atunci nu există pierderi de căldură în colector, ci dimpotrivă, căldură suplimentară intră în el din aerul mai cald. Acest coeficient este interpretat în așa fel încât, dacă diferența de temperatură dintre apă și aer crește cu 1 grad, atunci schimbul de căldură prin fiecare metru pătrat al colectorului crește cu 20 de wați.

Această caracteristică (eficiență optică) arată eficiența transformării radiației solare în căldură utilă în condițiile în care temperatura lichidului de răcire din colector este egală cu temperatura ambiantă. Nota descrie de ce cei mai simpli colectori au acest indicator putin mai bine decat cei din fabrica. Dar aceasta este eficiența unui nou colector curat, iar cele primitive sunt foarte sensibile la murdărie. Textul de mai jos descrie cât de multă murdărie se acumulează în ele în timpul utilizării.

Murdărie și bule în colectori simpli de casă

* O mulțime de murdărie variată intră în apa unui colector cu 1 peliculă din exterior. La dispozitivele cu 2 și 3 pelicule, această problemă se exprimă în depuneri de praf pe pelicula superioară, iar după ce apa de ploaie sau rouă se usucă, această murdărie este grupată în pete opace, ceea ce poate reduce semnificativ eficiența colectorului. Dar, pe de altă parte, există mai multe modalități simple de a îndepărta această murdărie după ploaie.
* Multă murdărie cade și din apă sub formă de fulgi mici pe suprafața apei sau fulgi mari pe fund. Aceste precipitatii sunt intensificate de incalzirea apei.
* Se acumulează, de asemenea, un „acoperire albă” (pe partea superioară a primului film și a inferioară a celui de-al doilea film), ceea ce reduce semnificativ eficiența. Se atașează foarte ferm de filme, de exemplu. nu se îndepărtează cu un jet de apă (și se îndepărtează cu o perie cu mare dificultate și nu complet). Poate că aceasta este precipitarea sărurilor din apa încălzită, poate acestea sunt consecințele descompunerii peliculelor de plastic.
* O parte din murdăria din colector poate fi atribuită produselor de descompunere a polietilenei din cauza radiațiilor UV și a temperaturii ridicate. De obicei, polietilena se descompune în peroxid de hidrogen, aldehide și cetone. Practic, acestea sunt gaze sau lichide care sunt foarte solubile în apă. acestea. par să nu cadă.
* Eficiența colectorului este redusă și datorită numărului mare de bule de gaz (până la câțiva milimetri în diametru în partea superioară a primei pelicule și în partea inferioară a celui de-al doilea film), care sunt eliberate atunci când apa este încălzită (când este încălzită, solubilitatea gazelor în apă scade). Este interesant că atunci când colectorul este situat pe pământ, practic nu există bule pe primul film (dar sunt în partea de jos a celui de-al doilea)
* Sub al 2-lea film se pot forma bule mari, precum și aer în pliuri. Aceste zone se aburit rapid, iar acest lucru reduce eficiența.
* La marginile colectorului, a doua peliculă poate să nu fie adiacentă apei: în astfel de zone, fundul se aburi și, prin urmare, transmite slab radiația solară.
* La colectoarele cu trei filme, este posibil să existe aburire pe partea de jos a celui de-al treilea film. Acest lucru se întâmplă atunci când al 2-lea film este instalat incorect (din cauza căruia aburul din colector poate pătrunde sub al 3-lea film) sau din cauza deteriorării acestuia. În astfel de cazuri, trebuie să instalați al treilea film, astfel încât vântul să ventileze ușor spațiul dintre acesta și al treilea strat.

Poluarea colectoarelor de apă din cauza descompunerii peliculelor de polietilenă

Această descompunere se va datora efectului simultan al oxigenului atmosferic, al radiației solare ultraviolete și al unei temperaturi de 50-60 de grade. Polietilena se descompune în aldehide, cetone, peroxid de hidrogen etc.
Când este încălzit în colectorul fiecărui 1 cu. m de apă, filmele sale de polietilenă vor emite aproximativ 1 g de produse de descompunere (Există aproximativ 100 g de pelicule 1 și 2 pe 1 mp de colector, iar în timpul serviciului lor vor elibera, conform estimărilor foarte brute, aproximativ 10 g de „descompunere a produselor” și încălziți aproximativ 10 metri cubi de apă). Dar nu este clar cât de mult din acești 1 mg / litru va intra în apă și cât de mult va zbura în atmosferă, va precipita în partea de jos a colectorului și a rezervorului de apă caldă, va intra în acea „înflorire albă” (pe care am vorbit-o). despre în textul precedent), nu va ieși dincolo de masa de polietilenă
În plus, nu este clar efectul benefic asupra epurării apei datorită șederii și încălzirii acesteia în colector (și acolo cade multe sedimente din acesta), precum și datorită șederii acesteia în rezervorul de apă caldă. Astfel, conform estimărilor aproximative, în apă vor intra 0,1-0,5 mg/litru de produse de descompunere a polietilenei, care vor fi distribuite între zeci de substanțe chimice. substanţe cu concentraţii de 0,001-0,1 mg pe litru de apă încălzită. Deoarece aceasta nu este departe de MPC-ul substanțelor nocive, consultarea cu SES nu va fi de prisos. De exemplu, conform standardului GN 2.1.5.689-98 „Concentrațiile maxime admisibile (MPC) ale substanțelor chimice în apa corpurilor de apă pentru consumul domestic de apă potabilă și pentru utilizarea culturală și domestică a apei”:
– Există o limită de 13 buc. aldehide - MPC de la 0,003 mg / litru până la 1 mg / litru, de exemplu, formaldehidă MPC - 0,05 mg / litru, iar cerințele cele mai stricte pentru benzaldehidă - 0,003 mg / litru
– MPC pentru peroxid de hidrogen – 0,1 mg/litru
– 3 buc. cetonele exotice au și ele limite cu MPC 0,1-1,0 mg/litru

Constatari:

1) Dacă apa este „stagnantă” în colectoare, atunci concentrația „produșilor de descompunere” în ea va fi de multe ori sau de zeci de ori mai mare. Poate ar fi mai bine să arunci apa.
2) Este de dorit să se utilizeze filme mai subțiri (vor da mai puține „produse de descompunere”).
3) Filme de preferință cât mai stabilizate. De exemplu, sera este de preferat polietilenei obișnuite (nu colorate), este stabilizată împotriva expunerii la radiații UV. Un alt exemplu: polietilena de înaltă densitate se descompune mai lent din cauza temperaturii ridicate decât polietilena de joasă densitate.
4) Raportul dintre suprafața colectoarelor și nevoile obiectului (în apă caldă) este de preferință cât mai mic posibil. Adică, de exemplu, cu un necesar zilnic de 10 metri cubi. m apa calda, statie cu 50 mp. colectorii dă poluare (concentrație de substanțe nocive) a apei de zece ori mai puțin decât o stație cu 500 mp. colectoare, inclusiv datorită temperaturii mai scăzute a încălzirii apei de către colectoare, ceea ce reduce viteza de descompunere a polietilenei.
5) Dacă a doua peliculă a colectoarelor este neagră (mai degrabă decât transparentă), atunci poluarea apei ar trebui să fie de câteva ori mai mică (deoarece radiația UV pătrunde doar în stratul superior al celui de-al doilea film).
6) Vă puteți gândi la o astfel de opțiune pentru funcționarea unei stații solare atunci când colectoarele sunt încălzite
apa de serviciu, care apoi isi transfera caldura printr-un schimbator de caldura pentru a curata apa ACM.

Ce este mai bine să folosești un film pentru a colecta căldura solară - negru sau transparent?

Eficiența optică este semnificativ redusă din cauza bulelor de aer și a aburirii celui de-al doilea strat al filmului colector. acest lucru se datorează faptului că eficiența dispozitivului efectiv operat pe întreaga perioadă de funcționare va fi cu câteva zeci de procente mai mică. Prin urmare, nu are sens să se străduiască pentru filme scumpe, cu o durabilitate mare, deoarece după câteva luni de funcționare vor acumula atât de multă murdărie încât foliile vor dori să fie înlocuite. Din cauza unor astfel de probleme cu o varietate de murdărie, suntem înclinați să credem că al doilea film ar trebui să fie în continuare opac, dar negru.

Acest colector are o peliculă neagră și nu există o reducere drastică a eficienței din cauza murdăriei. Dar are o problemă - soarele încălzește doar stratul subțire de apă. Cu toate acestea, există mai multe opțiuni pentru rezolvarea problemei, care vor fi obținute după cercetare.

Este important de reținut că vântul crește coeficientul de pierdere de căldură al colectoarelor primitive, iar în cazul unui singur film, acest efect al vântului poate fi radical, deoarece pierderile de căldură din colector cresc datorită evaporării apei și pot ajunge punctul că chiar și într-o zi perfect însorită, dar cu vânt puternic și umiditate scăzută 1-film va putea încălzi apa cu doar câteva grade peste temperatura mediului ambiant. În plus, coeficientul k1 trebuie crescut cu câteva zeci de procente dacă nu există izolație termică sub colector și se află direct pe sol, pe suprafața acoperișului etc.

Seria a 2-a a acestui film compară varietățile primitive și cele din fabrică pe teme de muncă de iarnă, ușurință de conectare, fezabilitate economică, aplicații în practică.

Partea a doua (despre munca iarna)

Seria 3, 4 (întreținere)

– Experimentați cu turnarea apei într-un manșon de folie de polietilenă:

Pe piață au apărut de mult timp diferiți colectori solari. Acestea sunt dispozitive care folosesc energia solară pentru a încălzi apa pentru nevoile casnice. Dar costul ridicat îi împiedică să câștige popularitate în rândul utilizatorilor, acesta este problema tuturor surselor alternative de energie. De exemplu, costul total al achiziționării și instalării unei fabrici pentru a satisface nevoile unei familii medii ar fi de 5.000 USD. Dar există o cale de ieșire: puteți face un colector solar cu propriile mâini din materiale accesibile. Cum să implementați acest lucru va fi descris în acest material.

Cum funcționează un colector solar?

Principiul de funcționare al colectorului se bazează pe absorbția (absorbția) energiei termice a soarelui de către un dispozitiv special de recepție și transferul acesteia cu pierderi minime către lichidul de răcire. Ca receptori se folosesc tuburi de cupru sau sticlă vopsite în negru.

La urma urmei, se știe că obiectele care au o culoare închisă sau neagră sunt absorbite cel mai bine de căldură. Lichidul de răcire este cel mai adesea apă, uneori aer. Prin proiectare, colectoarele solare pentru încălzirea locuinței și alimentarea cu apă caldă sunt de următoarele tipuri:

• aer;
• apă plată;
• vid de apă.

Printre altele, colectorul solar de aer se distinge prin designul său simplu și, în consecință, cel mai mic preț. Este un panou - un receptor de radiație solară din metal, închis într-o carcasă etanșă. Tabla de oțel pentru un transfer mai bun de căldură este prevăzută cu nervuri pe partea din spate și este așezată pe fund cu izolație termică. Pe față este instalată sticlă transparentă, iar pe părțile laterale ale carcasei există deschideri cu flanșe pentru conectarea conductelor de aer sau a altor panouri, așa cum se arată în diagramă:

Aerul care intră prin deschiderea pe o parte trece printre aripioarele de oțel și, după ce a primit căldură de la acestea, iese pe cealaltă parte.

Trebuie sa spun ca instalarea colectoarelor solare cu incalzire cu aer are propriile caracteristici. Datorită eficienței lor scăzute, este necesar să folosiți mai multe panouri similare combinate într-o baterie pentru încălzirea spațiului. În plus, veți avea nevoie cu siguranță de un ventilator, deoarece aerul încălzit de la colectoarele amplasate pe acoperiș nu va coborî singur. Schema circuitului sistemului de aer este prezentată în figura de mai jos:

Un dispozitiv simplu și un principiu de funcționare vă permit să fabricați colectoare de tip aer cu propriile mâini. Dar va fi nevoie de mult material pentru mai mulți colectori și tot nu va funcționa pentru a încălzi apa cu ajutorul lor. Din aceste motive, meseriașii de acasă preferă să se ocupe de încălzitoarele de apă.

design de colector plat

Pentru auto-fabricarea de cel mai mare interes sunt colectoarele solare plate concepute pentru a încălzi apa. Un receptor de căldură este plasat într-o carcasă dreptunghiulară de metal sau aliaj de aluminiu - o placă cu o bobină de tub de cupru presată în ea. Receptorul este realizat din aluminiu sau cupru acoperit cu un strat de absorbție negru. Ca și în versiunea anterioară, partea inferioară a plăcii este separată de fund printr-un strat de material termoizolant, iar rolul capacului este jucat de sticlă durabilă sau policarbonat. Figura de mai jos prezintă un dispozitiv de colectare solară:

Placa neagră absoarbe căldura și o transferă lichidului de răcire care se deplasează prin tuburi (apă sau antigel). Sticla îndeplinește 2 funcții: transmite radiația solară către schimbătorul de căldură și servește ca protecție împotriva precipitațiilor și vântului, care reduc performanța încălzitorului. Toate conexiunile sunt strânse astfel încât praful să nu pătrundă înăuntru și geamul să nu-și piardă transparența. Din nou, căldura razelor solare nu trebuie evacuată de aerul exterior prin fisuri, de asta depinde funcționarea eficientă a colectorului solar.

Acest tip este cel mai popular în rândul cumpărătorilor datorită raportului optim preț-calitate, iar în rândul meșterilor de acasă datorită unui design relativ simplu. Dar un astfel de colector poate fi folosit pentru încălzire numai în regiunile sudice, cu o scădere a temperaturii exterioare, performanța sa scade semnificativ din cauza pierderilor mari de căldură prin carcasă.

Dispozitiv colector de vid

Un alt tip de încălzitoare solare cu apă este fabricat folosind tehnologii moderne și soluții tehnice avansate și, prin urmare, aparține unei categorii de prețuri ridicate. Există două astfel de soluții în colector:

• izolatie termica prin vid;
• utilizarea energiei de vaporizare si condensare a unei substante care fierbe la temperatura scazuta.

Opțiunea ideală pentru a proteja absorbantul colectorului de pierderile de căldură este închiderea acestuia în vid. Un tub de cupru umplut cu agent frigorific și acoperit cu un strat absorbant este plasat în interiorul unui balon de sticlă rezistent, aerul este evacuat din spațiul dintre ele. Capetele tubului de cupru intră în conducta prin care curge lichidul de răcire. Ce se întâmplă: agentul frigorific fierbe sub influența luminii solare și se transformă în vapori, se ridică în tub și, din contactul cu lichidul de răcire printr-un perete subțire, se transformă din nou într-un lichid. Diagrama de lucru a colectorului este prezentată mai jos:

Trucul este că în procesul de transformare în abur, substanța absoarbe mult mai multă energie termică decât în ​​timpul încălzirii convenționale. Căldura specifică de vaporizare a oricărui lichid este mai mare decât capacitatea termică specifică a acestuia și, prin urmare, colectoarele solare în vid sunt foarte eficiente. Condensând într-o țeavă cu un purtător de căldură care curge, agentul frigorific îi transferă toată căldura și curge în jos pentru o nouă parte a energiei solare.

Datorită designului lor, încălzitoarele cu vid nu se tem de temperaturi scăzute și rămân operaționale chiar și pe îngheț și, prin urmare, pot fi utilizate în regiunile nordice. Intensitatea încălzirii apei în acest caz este mai mică decât în ​​timpul verii, deoarece iarna ajunge pe pământ mai puțină căldură de la soare, înnorirea interferează adesea. Este clar că este pur și simplu nerealist să faci acasă un balon de sticlă cu aer evacuat.

Notă. Există tuburi de vid pentru colector umplute direct cu lichid de răcire. Dezavantajul lor este o conexiune în serie; dacă un balon se defectează, va trebui schimbat întregul încălzitor de apă.

Cum se face un colector solar?

Înainte de a începe lucrul, ar trebui să vă decideți asupra dimensiunilor viitorului încălzitor de apă. Nu este ușor să faceți un calcul precis al zonei de schimb de căldură, foarte mult depinde de intensitatea radiației solare într-o anumită regiune, de locația casei, de materialul circuitului de încălzire și așa mai departe. Ar fi corect să spunem că cu cât colectorul termic este mai mare, cu atât mai bine. Cu toate acestea, dimensiunile sale sunt probabil limitate de locul unde este planificat să fie instalat. Deci, trebuie să mergem din zona acestui loc.

Corpul este cel mai ușor de făcut din lemn, așezând pe fund un strat de spumă sau vată minerală. De asemenea, în acest scop este convenabil să se folosească cercevelele ferestrelor vechi din lemn, unde s-a păstrat cel puțin un pahar. Alegerea materialului pentru receptorul de căldură este neașteptat de largă, care nu este folosit de meșteri pentru a asambla colectorul. Iată o listă de opțiuni populare:

• tuburi de cupru cu pereți subțiri;
• diverse conducte polimerice cu pereți subțiri, de preferință negre. O țeavă din polietilenă PEX pentru instalații sanitare este potrivită;
• tuburi de aluminiu. Adevărat, este mai dificil să le conectezi decât cele din cupru;
• radiatoare cu panouri de oțel;
• furtun negru de grădină.

Notă. Pe lângă cele enumerate, există multe versiuni exotice. De exemplu, un colector solar de aer din cutii de bere sau sticle de plastic. Astfel de prototipuri sunt originale, dar necesită o investiție semnificativă de forță de muncă cu un randament îndoielnic.

Într-o carcasă din lemn asamblată sau o cercevea veche a ferestrei cu fund atașat și izolație așezată, ar trebui plasată o foaie de metal care acoperă întreaga suprafață a viitorului încălzitor. Este bine dacă există o foaie de aluminiu, dar va funcționa și oțelul subțire. Trebuie vopsit în negru și apoi așezat țevi sub formă de bobină.

Fără îndoială, colectorul pentru încălzirea apei este cel mai bine fabricat din țevi de cupru, acestea transferă căldura perfect și vor rezista mulți ani.Bobina este atașată strâns de ecranul metalic cu console sau în orice alt mod disponibil, 2 fitinguri pentru alimentarea cu apă sunt scoase afară.

Deoarece acesta este un colector plat și nu un vid, absorbantul de căldură trebuie închis de sus cu o structură translucidă - sticlă sau policarbonat. Acesta din urmă este mai ușor de procesat și mai fiabil în funcționare, nu se va rupe de la loviturile de grindină.

După asamblare, colectorul solar trebuie instalat pe loc și conectat la un rezervor de stocare pentru apă. Când condițiile de instalare permit, este posibilă organizarea unei circulații naturale a apei între rezervor și încălzitor, în caz contrar pompa de circulație este inclusă în sistem.

Concluzie

Încălzirea casei cu colectoare solare DIY este o perspectivă atractivă pentru mulți proprietari. Această opțiune este mai accesibilă locuitorilor din regiunile sudice, trebuie doar să umple sistemul cu antigel și să izoleze corect corpul. În nord, un colector de casă va ajuta la încălzirea apei pentru nevoile casnice, dar nu va fi suficient pentru a încălzi casa. Este rece și ore scurte de lumină.

Resurse energetice. Energia solară gratuită va putea furniza apă caldă pentru nevoile casnice cel puțin 6-7 luni pe an. Și în lunile rămase - ajutați și sistemul de încălzire.

Dar cel mai important, un colector solar simplu (spre deosebire de, de exemplu, din) poate fi realizat independent. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de materiale și unelte care pot fi cumpărate de la majoritatea magazinelor de hardware. În unele cazuri, chiar și ceea ce se găsește într-un garaj obișnuit va fi suficient.

În proiect a fost utilizată tehnologia de asamblare a încălzitorului solar prezentată mai jos „Aprindeți soarele - trăiți confortabil”. A fost dezvoltat special pentru proiect de o companie germană Partener solar dat în judecată, care este angajată profesional în vânzarea, instalarea și service-ul de colectoare solare și sisteme fotovoltaice.

Ideea principală este că totul ar trebui să iasă ieftin și vesel. Pentru fabricarea colectorului se folosesc materiale destul de simple și comune, dar eficiența acestuia este destul de acceptabilă. Este mai mic decât cel al modelelor din fabrică, dar diferența de preț compensează pe deplin acest neajuns.

Razele soarelui trec prin sticlă și încălzesc colectorul, în timp ce geamul împiedică scăparea căldurii. De asemenea, sticla împiedică mișcarea aerului în absorbant; fără ea, colectorul ar pierde rapid căldură din cauza vântului, ploii, zăpezii sau a temperaturilor scăzute exterioare.

Rama trebuie tratată cu un antiseptic și vopsea pentru uz exterior.

În carcasă sunt realizate găuri de trecere pentru alimentarea rece și îndepărtarea lichidului încălzit din colector.

Absorbantul în sine este vopsit cu un strat rezistent la căldură. Vopselele negre convenționale la temperaturi ridicate încep să se desprindă sau să se evapore, ceea ce duce la întunecarea sticlei. Vopseaua trebuie să fie complet uscată înainte de a fixa capacul de sticlă (pentru a preveni condensul).

Un încălzitor este așezat sub absorbant. Vata minerala cea mai des folosita. Principalul lucru este că poate rezista la temperaturi destul de ridicate în timpul verii (uneori peste 200 de grade).

De jos, cadrul este acoperit cu plăci OSB, placaj, plăci etc. Principala cerință pentru această etapă este să vă asigurați că partea inferioară a colectorului este protejată în mod fiabil de umiditatea care pătrunde în interior.

Pentru a fixa sticla în cadru, se fac caneluri sau se atașează benzi de interiorul cadrului. La calcularea dimensiunilor cadrului, trebuie luat în considerare faptul că atunci când vremea (temperatura, umiditatea) se schimbă în timpul anului, configurația acestuia se va modifica ușor. Prin urmare, pe fiecare parte a cadrului rămân câțiva milimetri de marjă.

O garnitură de cauciuc pentru fereastră (în formă de D sau E) este atașată la canelura sau bara. Pe ea este așezată sticlă, pe care se aplică un etanșant în același mod. De sus, toate acestea sunt fixate cu tablă zincată. Astfel, sticla este fixată în siguranță în cadru, etanșarea protejează absorbantul de frig și umezeală, iar sticla nu va fi deteriorată atunci când rama din lemn „respiră”.

Îmbinările dintre foile de sticlă sunt izolate cu etanșant sau silicon.

Pentru a organiza încălzirea solară acasă, aveți nevoie de un rezervor de stocare. Apa încălzită de colector este stocată aici, așa că ar trebui să aveți grijă de izolarea termică a acesteia.

Ca rezervor puteți folosi:

• cazane electrice nefunctionale
• diverse butelii de gaz
• butoaie pentru uz alimentar

Principalul lucru de reținut este că presiunea va fi creată într-un rezervor etanș, în funcție de presiunea sistemului sanitar la care va fi conectat. Nu orice recipient este capabil să reziste la o presiune de mai multe atmosfere.

În rezervor se fac găuri pentru intrarea și ieșirea schimbătorului de căldură, intrarea apei rece și admisia apei încălzite.

Rezervorul găzduiește un schimbător de căldură în spirală. Pentru aceasta, se folosește cupru, oțel inoxidabil sau plastic. Apa încălzită prin schimbătorul de căldură se va ridica, așa că ar trebui să fie plasată în partea de jos a rezervorului.

Colectorul este conectat la rezervor folosind țevi (de exemplu, metal-plastic sau plastic) trase de la colector la rezervor prin schimbătorul de căldură și înapoi la colector. Aici este foarte important să se prevină scurgerile de căldură: calea de la rezervor la consumator trebuie să fie cât mai scurtă, iar conductele trebuie să fie foarte bine izolate.

Vasul de expansiune este un element foarte important al sistemului. Este un rezervor deschis situat în punctul cel mai înalt al circuitului de circulație a fluidului. Pentru rezervorul de expansiune, puteți folosi atât recipiente din metal, cât și din plastic. Cu ajutorul acestuia, presiunea din colector este controlată (datorită faptului că lichidul se extinde de la încălzire, țevile pot crăpa). Pentru a reduce pierderile de căldură, rezervorul trebuie, de asemenea, izolat. Dacă aerul este prezent în sistem, acesta poate ieși și prin rezervor. Prin rezervorul de expansiune, colectorul este de asemenea umplut cu lichid.

A face tuburi de vid pentru un colector solar cu propriile mâini este destul de realistă. Desigur, va dura ceva timp. Dar nu este nimic dificil în asta.

În acest articol, vă vom arăta cum să faceți un tub pentru un colector solar în vid. Toate consumabilele și instrumentele pentru aceasta sunt ușor de găsit. Singurul lucru de care aveți nevoie este să cumpărați un balon de sticlă pentru un tub vidat.

Realizarea unui miez de cupru

Pentru a realiza miezul în care va fi amplasat, veți avea nevoie de un tub obișnuit de cupru pentru aer condiționat. Diametrul său optim este de 10 mm. Grosimea peretelui cu acest diametru va fi de 3,5 mm.

Lungimea trebuie aleasă în funcție de adâncimea balonului de sticlă pentru ca tubul să nu ajungă la fund cu 4-5 cm.Adăugați la lungimea totală adâncimea la care tubul va intra în corpul colectorului (vezi Fig.).

După ce tubul este tăiat, trebuie să faceți rezervorul superior. Pentru a face acest lucru, aveți nevoie de un instrument special pentru ardere. Cu acesta, trebuie să extindeți tubul la un diametru interior de 20-22 mm. Dacă este mai mică, transferul de căldură va fi mai rău. Când mai mult - grosimea peretelui va fi mică, se pot crăpa.

Dacă aveți partea superioară a galeriei de vid - măsurați diametrul găurilor. Faceți flacăra astfel încât expansiunea să acopere complet gaura și apa sau lichidul de răcire să nu curgă din colector.

Acoperire selectivă

În cele mai multe cazuri, baloanele de sticlă pentru tuburile vidate sunt vândute pre-acoperite. Dacă nu, va trebui să îl aplicați singur. Nu are sens să faci soluții și amestecuri de casă, acestea sunt ineficiente. Acum este ușor să găsești vopsele selective pentru colectoare solare. Liderul pieței este Iliolac (Iliolac).

Puteți doar să turnați vopseaua în balon și să umeziți toți pereții, dar aceasta va fi o cheltuială mare. Cel mai bine este să luați un băț sau un ac lung, al cărui capăt este înfășurat cu o cârpă. Când pictați, încercați să evitați apariția „trăsurilor” etc.

Înainte de vopsire, spălați interiorul balonului cu detergent, uscați, degresați și lăsați-l să se usuce.

Turnarea propilenglicolului

Pentru funcționarea normală a tubului colector de vid, este necesar ca miezul de cupru să fie umplut cu propilenglicol cu ​​o treime. Puteți calcula volumul acestuia folosind următoarea formulă:

V =D xD xH/4

In formula:

• V este volumul necesar de propilenglicol în mililitri;
• D este diametrul interior al tubului în centimetri;
• H este lungimea totală a tubului.

După turnarea propilenglicolului, rulați partea superioară a extensiei la maximum, astfel încât să rămână o gaură cu diametrul minim. Apoi lipiți.

Ciot

Dacă nu este posibil să cumpărați dopuri gata făcute, va trebui să vă faceți singuri. Orice polimer cu un punct de topire peste 150 de grade este potrivit pentru aceasta. Un exemplu este poliuretanul.