Как да направите слънчево отопление на вода. Изработка на слънчев колектор със собствените си ръце

Слънчевият колектор е алтернативен източник на топлинна енергия чрез използване на слънчева енергия. Сега това удобно устройство вече не е иновация, но не всеки може да си позволи инсталирането му. Ако направите сметката, закупуването и инсталирането на колектор, който ще задоволи домакинските нужди на средностатистическото семейство, може да струва пет хиляди щатски долара. Разбира се, ще отнеме доста време, за да се изплати такъв източник. Но защо не направите сами слънчев колектор и не го монтирате?

Стандартното устройство е под формата на метална плоча, която се поставя в пластмасов или стъклен корпус. Повърхността на тази плоча акумулира слънчева енергия, задържа топлината и я предава за различни битови нужди: отопление, затопляне на вода и др. Интегрираните колектори се предлагат в няколко вида.

Кумулативен

Акумулиращите колектори се наричат ​​още термосифонни колектори. Този DIY слънчев колектор без помпа е най-изгоден. Неговите възможности ви позволяват не само да загрявате вода, но и да поддържате температурата на необходимото ниво за известно време.

Този слънчев колектор за отопление се състои от няколко резервоара, пълни с вода, които са разположени в термоизолационна кутия. Резервоарите са покрити със стъклен капак, през който проникват слънчеви лъчи и загряват водата. Тази опция е най-икономичната, лесна за работа и поддръжка, но ефективността й през зимата е практически нулева.

Апартамент

Представлява голяма метална пластина - абсорбер, която се намира в алуминиев корпус със стъклен капак. Направи си сам плосък слънчев колектор ще бъде по-ефективен, ако използваш стъклен капак. Абсорбира слънчевата енергия чрез стъкло, устойчиво на градушка, което пропуска добре светлината и практически не я отразява.

Вътре в кутията има топлоизолация, която може значително да намали загубите на топлина. Самата пластина има ниска ефективност, така че е покрита с аморфен полупроводник, което значително увеличава скоростта на натрупване на топлинна енергия.

Когато правите слънчев колектор за басейн със собствените си ръце, предпочитанието често се дава на плоско интегрирано устройство. Но също толкова добре се справя и с други задачи, като затопляне на вода за битови нужди и отопление на стая. Плоският е най-широко използваният вариант. За предпочитане е да направите абсорбер за слънчев колектор от мед със собствените си ръце.

Течност

От името става ясно, че основната охлаждаща течност в тях е течност. Воден слънчев колектор "направи си сам" се прави по следната схема. Чрез метална плоча, която абсорбира слънчевата енергия, топлината се пренася по прикрепени към нея тръби в резервоар с вода или антифриз или директно към потребителя.

Две тръби се приближават до плочата. През единия от тях се подава студена вода от резервоара, а през втория вече нагрята течност влиза в резервоара. Тръбите трябва да имат входни и изходни отвори. Този отоплителен кръг се нарича затворен.

Когато нагрятата вода се доставя директно, за да отговори на нуждите на потребителя, такава система се нарича отворена верига.

Неостъклените се използват по-често за загряване на вода в плувен басейн, така че сглобяването на такива топлинни слънчеви колектори със собствените си ръце не изисква закупуване на скъпи материали - гума и пластмаса ще свършат работа. Остъклените имат по-висока ефективност, така че те могат да отопляват къщата и да осигурят на потребителя топла вода.

Въздух

Въздушните устройства са по-икономични от горепосочените аналози, които използват вода като охлаждаща течност. Въздухът не замръзва, не изтича и не кипи като вода. Ако възникне теч в такава система, това не създава толкова много проблеми, но е доста трудно да се определи къде е възникнало.

Самостоятелното производство не струва много на потребителя. Слънцеприемният панел, който е покрит със стъкло, загрява въздуха, който е между него и топлоизолационната плоча. Грубо казано, това е плосък колектор с място за въздух вътре. Вътре влиза студен въздух и под въздействието на слънчевата енергия към консуматора се подава топъл въздух.

Вентилатор, който е прикрепен към канала или директно към плочата, подобрява циркулацията и подобрява обмена на въздух в устройството. Вентилаторът изисква използването на електричество, за да работи, което не е много икономично.

Такива опции са издръжливи и надеждни и са по-лесни за поддръжка от устройства, които използват течност като охлаждаща течност. За да поддържате желаната температура на въздуха в мазето или да затоплите оранжерия със слънчев колектор, точно тази опция е подходяща.

Как работи

Колекторът събира енергия с помощта на светлинен акумулатор или с други думи слънчев приемен панел, който предава светлина към акумулираща метална плоча, където слънчевата енергия се преобразува в топлинна. Плочата предава топлина на охлаждащата течност, която може да бъде течност или въздух. Водата се изпраща по тръби до потребителя. С помощта на такъв колектор можете да отоплявате дома си, да затопляте вода за различни битови нужди или басейн.

Въздушните колектори се използват главно за отопление на помещение или предварително загряване на въздуха в него. Спестяванията при използването на такива устройства са очевидни. Първо, няма нужда да се използва гориво и второ, консумацията на електроенергия е намалена.

За да получите максимален ефект от използването на колектора и безплатно загряване на вода за седем месеца в годината, той трябва да има голяма площ и допълнителни топлообменни устройства.

Инженер Станислав Станилов представи на света най-универсалния дизайн на слънчевия колектор. Основната идея за използване на разработеното от него устройство е получаването на топлинна енергия чрез създаване на парников ефект вътре в колектора.

Дизайн на колектора

Дизайнът на този колектор е много прост. По същество това е слънчев колектор, изработен от стоманени тръби, заварени в радиатор, който е поставен в дървен контейнер, защитен с топлоизолация. Като топлоизолационни материали могат да се използват минерална вата, пенополистирол и полистирол.

На дъното на кутията се поставя поцинкована ламарина, върху която се монтира радиатора. И листът, и радиаторът са боядисани в черно, а самата кутия е покрита с бяла боя. Разбира се, съдът се покрива със стъклен капак, който се затваря добре.

Материали и части за производство

За да изградите такъв домашен слънчев колектор за отопление на къща, ще ви трябва:

  • стъкло, което ще служи като капак. Размерът му ще зависи от размерите на кутията. За добра ефективност е по-добре да изберете стъкло с размери 1700 mm на 700 mm;
  • стъклена рамка - можете да я заварите сами от ъгли или да я сглобите от дървени дъски;
  • дъска за кутията. Тук можете да използвате всякакви дъски, дори от демонтиране на стари мебели или дъски;
  • кът под наем;
  • съединител;
  • тръби за монтаж на радиатор;
  • скоби за закрепване на радиатора;
  • поцинкована ламарина;
  • входящи и изходящи тръби на радиатора;
  • резервоар с обем 200−300 литра;
  • аква камера;
  • топлоизолация (листове от пенополистирол, експандиран полистирол, минерална вата, ecowool).

Етапи на работа

Етапи на създаване на колектор Stanilov със собствените си ръце:

  1. Контейнерът е направен от дъски, чието дъно е подсилено с греди.
  2. На дъното е поставен топлоизолатор. Основата трябва да бъде особено внимателно изолирана, за да се избегне изтичане на топлина от топлообменника.
  3. След това на дъното на кутията се поставя поцинкована плоча и се монтира радиатор, който е заварен от тръби и се закрепва със стоманени скоби.
  4. Радиатора и ламарината отдолу са боядисани в черно, а кутията е боядисана в бяло или сребристо.
  5. Резервоарът за вода трябва да се монтира под колектора в топла стая. Между водосъдържателя и колектора трябва да поставите топлоизолация, за да поддържате тръбите топли. Резервоарът може да се постави в голям варел, в който да се изсипе керамзит, пясък, дървени стърготини и др. и по този начин изолирайте.
  6. Над резервоара трябва да се монтира аквакамера, за да се създаде налягане в мрежата.
  7. Инсталирането на слънчев колектор „направи си сам“ трябва да се извърши от южната страна на покрива.
  8. След като всички елементи на системата са готови и монтирани, трябва да ги свържете в мрежа с половин инчови тръби, които трябва да бъдат добре изолирани, за да се намалят топлинните загуби.
  9. Би било добра идея да изградите контролер за слънчевия колектор със собствените си ръце, тъй като фабричните устройства не издържат дълго.

Изчисляване на размера

Изчисляването на размерите, за да направите слънчев колектор за отопление със собствените си ръце, е насочено преди всичко към определяне на натоварването на отоплителната система, чието покритие се поема от това устройство. От само себе си се разбира, че това предполага използването на няколко енергийни източника в комбинация, а не само слънчева енергия. В този случай е важно да подредите системата по такъв начин, че да взаимодейства с другите - тогава това ще даде максимален ефект.

За да определите площта на колектора, трябва да знаете за какви цели ще се използва: отопление, отопление на вода или и двете. Чрез анализиране на данните от водомерите, топлинните нужди и данните за слънчевата светлина на района, в който е предвидена инсталацията, може да се изчисли площта на колектора. Освен това е необходимо да се вземат предвид нуждите от топла вода на всички потребители, които се планират да бъдат свързани към мрежата: пералня, съдомиялна машина и др.

Селективното покритие изпълнява може би най-основната функция в работата на един колектор. Плоча или радиатор с покритие привлича многократно повече слънчева енергия, превръщайки я в топлина. Можете да закупите специален химикал като селективно покритие или можете просто да боядисате резервоара за съхранение на топлина в черно.

За да направите селективно покритие за слънчеви колектори със собствените си ръце, можете да използвате:

  • специален завършен химикал;
  • оксиди на различни метали;
  • тънък топлоизолационен материал;
  • черен хром;
  • селективна боя за колектора;
  • черна боя или филм.

Колектори за скрап материали

Сглобяването на слънчев колектор за отопление на къща със собствените си ръце е едновременно по-евтино и по-интересно, тъй като може да бъде направено от различни налични материали.

От метални тръби

Тази опция за сглобяване е подобна на колектора на Станилов. Когато сглобявате слънчев колектор от медни тръби със собствените си ръце, радиаторът се заварява от тръбите и се поставя в дървена кутия, облицована с топлоизолация отвътре.

Медните тръби ще бъдат най-ефективни, могат да се използват и алуминиеви тръби, но те са трудни за заваряване, но стоманените тръби са най-успешният вариант.

Такъв домашен колектор не трябва да бъде твърде голям, така че да е лесен за сглобяване и инсталиране. Диаметърът на тръбите на слънчевите колектори за радиаторно заваряване трябва да бъде по-малък от този на тръбите за вход и изход на охлаждащата течност.

От пластмасови и металопластични тръби

Как да направите слънчев колектор със собствените си ръце, като имате пластмасови тръби в домашния си арсенал? Те са по-малко ефективни като топлоакумулатор, но са няколко пъти по-евтини от медта и не корозират като стоманата.

Тръбите се поставят в кутия в спирала и се закрепват със скоби. Те могат да бъдат покрити с черна или селективна боя за по-голяма ефективност.

Можете да експериментирате с полагане на тръби. Тъй като тръбите се огъват лошо, те могат да се полагат не само в спирала, но и в зигзаг. Сред предимствата е, че пластмасовите тръби могат лесно и бързо да се запояват.

От маркуча

За да направите слънчев колектор за душ със собствените си ръце, ще ви е необходим гумен маркуч. Водата в него се нагрява много бързо, така че може да се използва и като топлообменник. Това е най-икономичният вариант, когато сами правите колектор. Маркуч или полиетиленова тръба се поставя в кутия и се закрепва със скоби.

Тъй като маркучът е усукан в спирала, в него няма да има естествена циркулация на водата. За да използвате резервоар за съхранение на вода в тази система, той трябва да бъде оборудван с циркулационна помпа. Ако това е лятна вила и се консумира малко топла вода, тогава количеството, което се влива в тръбата, може да е достатъчно.

От кутии

Охлаждащата течност на слънчев колектор, изработен от алуминиеви кутии, е въздух. Консервите са свързани една с друга, за да образуват тръба. За да направите слънчев колектор от бирени кутии, трябва да отрежете дъното и горната част на всяка кутия, да ги свържете заедно и да ги залепите с уплътнител. Готовите тръби се поставят в дървена кутия и се покриват със стъкло.

По принцип въздушен слънчев колектор, направен от бирени кутии, се използва за премахване на влагата в сутерена или за отопление на оранжерия. Като устройство за съхранение на топлина могат да се използват не само бирени кутии, но и пластмасови бутилки.

От хладилника

Можете сами да направите слънчеви панели за загряване на вода от неизползваем хладилник или радиатор на стара кола. Кондензаторът, изваден от хладилника, трябва да се изплакне обилно. Получената по този начин топла вода се използва най-добре само за технически цели.

На дъното на кутията се разстила фолио и гумена подложка, след което върху тях се поставя кондензаторът и се закрепва. За да направите това, можете да използвате колани, скоби или закопчалката, с която е била прикрепена в хладилника. За да създадете налягане в системата, няма да навреди да инсталирате помпа или аквакамера над резервоара.

Видео

Ще научите как да направите слънчев колектор със собствените си ръце от следващото видео.

Всяка година традиционните енергийни източници стават все по-скъпи и не се вижда краят на тази ценова надпревара. Междувременно най-мощният източник на енергия, който виждаме почти всеки ден, „работи“ напълно безплатно. И ако човечеството все още не се е научило как ефективно да получава енергия директно под формата на електричество, тогава топлинната енергия на слънцето може да се използва от всеки човек - само ако имаше желание!

Наистина, в слънчев район осветителното тяло изпраща приблизително 1 kW енергия на всеки час. Би било грях да не се използва такъв източник поне за загряване на вода. В същото време разходите за създаване и инсталиране на устройство за отопление на водата са минимални. Изобретателите от цялата страна отдавна използват различни инсталации за отопление на вода.

Сред тях има най-прости и по-сложни, с автоматично управление. Всичко зависи от техническата готовност, финансовите възможности и, разбира се, желанието.

Как днес занаятчиите получават топла вода от слънцето?

Да си направите собствен слънчев нагревател не е никак трудно.

Това е най-простият вариант.
Обикновен контейнер под формата на варел, стар резервоар, се монтира на покрива на летен душ или къща, плевня и се свързва чрез маркуч към обикновен кран.

Ако контейнерът е боядисан в черно, нагряването ще стане по-бързо.

До края на деня водата се затопля до около 45C. Тези данни са валидни за полиетиленов резервоар от 200-300 литра. Желателно е тя да е плоска - това повишава ефективността на отоплението.

Единственият минус е, че цялата вода трябва да се използва вечер, защото... на сутринта ще стане студено.

За да „елиминирате“ този недостатък, ще трябва да изолирате самия контейнер или да източите нагрятата вода в отново изолиран резервоар. Можете просто да подадете водата в котела и, когато изстине, да я загреете. Поне малко ток се пести.

Друг вариант е котелът да остане постоянно свързан към резервоар, монтиран на покрива. Тогава водата постоянно ще циркулира; може да се използва онлайн.

Съществен недостатък на системата е, че не работи при температури под +20C. Следователно има и други начини за загряване на вода в извън сезона.

Слънчев бойлер – колектор

Това устройство се счита за най-ефективно. Всичко зависи от материала, от който е направен колекторът. Най-често това е:

  • стомана
  • месинг.

Но монтажът с помощта на метал е трудоемък (запояване, заваряване, уплътнения и т.н.), така че се използват други материали. Има вариант да се използват полипропиленови тръби - те са по-евтини. Въпреки това, тяхното свързване може също да причини трудности, свързани с уплътняването на ставите.

Друг недостатък е значителната деформация при нагряване, това не е толкова забележимо при металопластични тръби, но полипропиленът има висок коефициент на топлинно разширение. Този недостатък може да причини течове в системата.

Има оригинално и просто решение, което включва използването на градински маркуч като слънчев колектор. Целият процес на сглобяване се свежда до завъртането му на спирала и поставянето му в подходяща кутия.

Отлична гъвкавост, липсата на връзки гарантира липса на течове, а дължината на маркуча позволява директно свързване към водопроводни инсталации без междинни връзки.

Ефективността на такава система зависи от дължината на маркуча. При диаметър 2,5 cm и температура на въздуха най-малко +25C, един метър маркуч загрява 3,5 литра вода до +45C.

Оказва се, че в слънчев ден до вечерта 10 метра ще ви „дадат“ 280 литра гореща вода. Системата работи, когато температурата падне до +8C.

Как протича процесът на нагряване на водата?

Слънчевите лъчи удрят спиралата през стъклото и нагряват спиралата. Нагрятата вода се превръща в източник на дълговълнова радиация, която се отразява от стъклото. Тоест слънчевите лъчи се оказват в своеобразен термичен „капан“.

  1. За да създадете това нагревателно устройство, ще ви е необходима кутия, в която ще бъде поставена спирала от черен маркуч; използването на други цветове ще доведе до загуба на 5% от топлината. Тя може да бъде гумена или PVC. Диаметър - не по-малко от 1,9 см, дебелина на стената не повече от 2,5 мм.
  2. Маркучът ще бъде свързан към котела, който трябва да е по-висок от спиралата. Дъното на кутията трябва да бъде изолирано с пяна, боядисана в черно.
  3. Самата кутия е покрита отгоре с прозоречно стъкло (органичното не е подходящо поради факта, че не задържа добре слънчевата радиация).
  4. Между стъклото и кутията трябва да се постави гумено уплътнение.

Бойлер от PET бутилки

Идеята е първо да създадете модули (по 3 бутилки, възможни са 4 или 5), след което да свържете всеки от тях към пластмасова тръба, която от едната страна е свързана към източник на студена вода, а от другата издава гореща течност. Най-добре е да използвате бутилки с вместимост 2-2,5 литра. Те трябва да бъдат свързани на принципа "врата към дъното".

  • За целта в дъното се изрязва отвор за шийка с диаметър 26 мм. Дупката трябва да бъде разположена строго в центъра. Затова първо маркирайте центъра, като пробиете дупка със свредло 3-6 мм.
  • За да осигурите запечатване, смажете резбите на гърлото с уплътнител и оставете конструкцията неподвижна за 2-3 дни. Направете дупка в дъното на горната бутилка!
  • Модул от три бутилки се свързва по същия начин (можете да измислите и друг) към пластмасова тръба, в единия край на която влиза студена вода.

Броят на модулите може да бъде голям. За да получите 200 литра топла вода, ви трябват около 110 бутилки - това са три квадратни метра площ.

  • Поставете получения блок в кутия, покрита със стъкло. Ъгълът на наклона е от 10 до 30 градуса.

Получената система е много по-ефективна от черен варел с вода, монтиран на покрива.

Повечето домашни дизайни за отопление на вода от слънцето през лятото спестяват 70-80% от енергията, изразходвана за отопление. През есента, пролетта – до 40%. В същото време от светилото се „отнемат” до 400 kW/h на човек годишно! Нещо за размисъл.

Всички видове слънчеви колектори са разработени с помощта на най-новите технологии и съвременни материали. Благодарение на такива устройства това се случва преобразуване на слънчева енергия. Получената енергия може да загрява вода, да отоплява помещения, оранжерии и оранжерии.

Устройства може да се монтира на стени, покриви на частна къща, оранжерия. За големи стаи се препоръчва закупуването на фабрично произведени устройства. Сега слънчевите системи непрекъснато се подобряват. Поради това слънчевите панели се увеличават в цената, привличайки вниманието на потребителите. Цената на фабрично произведените устройства е почти равна на финансовите разходи, изразходвани за тяхното производство. Увеличението на цената се дължи само на финансовата надценка на дистрибуторите. Цената на колектора е съизмерима с паричните разходи, които ще са необходими за инсталиране на класическа отоплителна система.

Можете сами да изградите устройствата.

Днес производството на такива устройства набира все по-голяма популярност. Струва си да се отбележи, че ъъ Ефективността на домашно приготвено устройство е много по-ниско по качество от фабричните устройства. Но устройството „направи си сам“ може лесно и бързо да отоплява малка стая, частна къща или стопански постройки.

Уводно видео за дизайна на бойлер

Принцип на действие

Към днешна дата са разработени различни видове слънчеви колектори.

Но принципът на нагряване на водата е идентичен - всички устройства работят по една и съща проектирана схема. При хубаво време слънчевите лъчи започват да загряват охлаждащата течност. Преминава през тънки елегантни тръбички, попадайки в резервоар с течност. Охлаждащата течност и тръбите са разположени по цялата вътрешна повърхност на резервоара. Благодарение на този принцип течността в апарата се нагрява. По-късно нагрятата вода се разрешава да се използва за битови нужди. По този начин можете да отоплявате стаята и да използвате нагрятата течност за душ кабини като захранване с топла вода.

Температурата на водата може да се контролира от разработени сензори. Ако течността се охлади твърде много, под предварително определено ниво, автоматично ще се включи специално резервно отопление. Слънчевият колектор може да бъде свързан към електрически или газов бойлер.

Представена е работна схема, подходяща за всички слънчеви бойлери. Това устройство е идеално за отопление на малка частна къща. Към днешна дата са разработени няколко устройства: плоски, вакуумни и въздушни. Принципът на работа на такива устройства е много подобен. Охлаждащата течност се нагрява от слънчевите лъчи с допълнително освобождаване на енергия. Но има много разлики в работата.

Видео за различните видове алтернативни източници на отопление

Плосък колектор

Загряването на охлаждащата течност в такова устройство става благодарение на пластинчат абсорбер. Това е плоска плоча от топлоинтензивен метал. Горната повърхност на чинията е боядисана в тъмен нюанс със специално разработена боя. Към дъното на устройството е заварена змиевидна тръба.

Тази публикация представя резултатите от задълбочено изследване на блогъра Сергей Юрко. Показани са 3 слънчеви колектора, направени от майстор със собствените си ръце, като най-ефективният от тях е така нареченият 3-филмов колектор, който загрява водата до 60 градуса. Има по-прост филм 2 и той е в състояние да доведе водата до 55 градуса. Най-простият и най-евтиният е 1 филм, но той осигурява нагряване само до 35 или 40 градуса.

Цената на един квадратен метър от тези примитивни колектори е приблизително хиляда пъти по-евтина от фабричните им колеги и затова възниква въпросът: какво е толкова добро в марковите колектори, че струват хиляда пъти повече от примитивните, които всеки може да направи с собствените си ръце за няколко часа, харчейки оскъдни пари.

Ще сравним прости колектори със скъпи фабрични модели по отношение на ефективност, икономическа целесъобразност и други характеристики. И това сравнение не винаги е в полза на фабричните устройства. Видео по темата: нека направим най-простите слънчеви колектори и да видим какво могат да направят. Също така ще разберем в какви случаи има смисъл да се откажем от евтината слънчева топлина от тези примитивни структури, за да платим стотици или хиляди пъти повече, за да получим същия ефект от по-скъпите устройства.

Личният интерес на автора на видеото към темата се основава на предположението, че фабричните слънчеви колектори са еволюционна задънена улица за слънчевата топлинна енергия, тъй като например слънчевите панели са поевтинели повече от сто пъти през последните няколко десетилетия и графиката показва процеса на спад на цените.

Възниква идеята, че еволюцията на слънчевите колектори е тръгнала по грешен път и затова има смисъл да се върнем към най-простите технологии.

Черният филм е единственото нещо, от което се състои примитивен колектор с 1 филм, тоест водата се излива върху филма и е очевидно, че по време на слънце тази вода ще се нагрее. Можете да го купите на базара във всеки град. Майсторът закупи три квадратни метра за 15 гривна. Стойността на колектора е 15 евроцента на квадратен метър.

Но има смисъл да добавите още един - прозрачен филм, който ще покрие повърхността на нагрятата вода. Температурата на нагряване се увеличава радикално, тъй като вторият филм спира изпарението на водата. Продава се на всеки пазар за оранжерии и заради този втори слой цената на колектора се увеличава до 35 евроцента на квадратен метър.

Но има и вариант с 3 филма и допълнителното фолио също е прозрачно, което ще оскъпи колектора до 55 евроцента на квадратен метър.


Функция 3 на филма е същата като тази на стъклото на фабричен плосък колектор, тоест между стъклото и черния абсорбер се образува слой въздух с дебелина няколко сантиметра, въздухът действа като топлоизолатор.

Колко филма са необходими, за да се загрее добре водата?

Експерименталните измервания дадоха неочаквани резултати, тъй като се оказа, че в нашия случай резултатът от използването на третия филм не е толкова ефективен, колкото при фабричен плосък колектор - температурата на нагряване на водата се повишава, но само с няколко градуса. Освен това нашите три колектора могат да имат различен дизайн. Например, 2 филма - прозрачен полиетиленов филм, продаван на пазарите под формата на ръкав. Водата се излива в ръкава, а ролята на долния черен филм се играе от черната повърхност на покрива на висока сграда.


Подобно изследване, но с ръкав, направен от черен филм, а не от прозрачен. Ако вторият филм е черен, тази опция е за предпочитане само ако има добра циркулация на водата през системата. Колекторът загря 100 литра вода до 66 градуса. Могат да се видят няколко дизайнерски усложнения, включително лист от пенополистирол с дебелина 3 сантиметра. но експериментите показаха, че топлоизолацията под колектора ще увеличи температурата на отопление, но не радикално.

Експеримент през август със загряване на вода при температура на въздуха на сянка 35 градуса показа, че филмов колектор с добра топлоизолация загрява водата до 63 градуса, а в същия момент друг колектор загрява водата до 57 градуса, въпреки че няма топлоизолация под него и първият му филм лежеше точно на земята.

Допълнителни функции на градинския колектор Направи си сам

Интересно е също така да се отбележи, че по време на дъжд еднослоен колектор изпълнява функцията за събиране на дъждовна вода, което може да е от значение за някои къщи и райони. В допълнение, 1 филм и 2 филмови колектора могат да действат като охладителна кула през нощта, тоест те отнемат топлината от водата, използвана за охладителни системи. Те могат да се използват в режим, при който водата циркулира през тях през деня и трябва да се загрее. а през нощта колекторът охлажда водата в резервоарите. През деня водата от тях се използва за извличане на топлина. В резултат на това се нагрява. и затова следващата нощ трябва пак да се охлади с колектори.

Интересно е да се отбележи, че височината на водата в канализацията може да надхвърли няколко сантиметра. те са едновременно слънчеви колектори и бойлер за топла вода. Тоест, те работят като добре познатата черна цев на летен душ.

Но е очевидно, че след като слънцето изчезне, водата в колектора изстива. За този случай може да бъде интересен колектор с три слоя филм, в който водата се охлажда бавно.

На снимката. Цената на фабрично произведените термични колектори е хиляда пъти по-скъпа от представените домашно произведени.

Статистика за измерване на ефективността на домашни и фабрични слънчеви нагреватели

На 1 август проведох експеримент за измерване на ефективността на филмовия колектор 2. През целия слънчев ден измервах температурата на водата и я въвеждах в таблица.


Колко ефективен е бойлер с филм?

В следващата таблица има интерпретация на получените резултати, в колоната количеството топлина, което колекторът действително е произвел.


В бележката към снимката е описано като изчислено въз основа на резултатите от измерванията на температурата. В друга колона е количеството слънчева радиация, ударила слънчевия колектор. Освен това е важно да се отбележи, че зависи от ъгъла на слънцето над хоризонта, по-точно от синуса на този ъгъл.

Интересно е, че през този период от време производството на топлина от колектора е по-голямо от количеството слънчева радиация. но няма парадокс, ако обърнете внимание на температурната разлика. По това време температурата на въздуха беше по-висока от водата в колектора и затова се затопли не само поради поглъщането на слънчевата радиация, но и поради нагряването от по-топлия въздух. но в други интервали от време водата вече беше по-топла от въздуха. Освен това, колкото по-голяма е температурната разлика, толкова по-голямо е изтичането на топлина от водата в околния въздух. толкова по-малко полезна топлина произвежда колектора. Можем да заключим, че след като температурата на водата достигне около 60 градуса, тя ще спре да се нагрява, тъй като споменатите топлинни течове ще се равняват на слънчевата енергия, постъпваща в колектора.

В най-дясната колона на таблицата е записана измерената топлинна мощност на колектора на единица площ, тя може да се сравни с колоната с топлинната мощност на един квадратен метър фабричен колектор при същите условия. Описва как се изчисляват степените. Един квадратен метър от фабричен модел има предимство пред същата площ на домашен само при работа при високи температури на водата. и ако трябва да затоплите вода с температура над 60-70 градуса, тогава импровизиран колектор изобщо няма да може да работи. в същото време 1 квадратен метър домашен топлообменник ще произведе значително повече топлина от един квадратен метър фабрично произведен, когато температурата на водата е по-ниска от температурата на околния въздух.

Резултатите се обясняват с енергийните характеристики на 2 филмовия колектор.


И това е оценка на характеристиките на други видове примитивни нагреватели.

Приблизителни характеристики на фабричните плоски колектори, представени в паспорта.

В интернет можете да намерите такива характеристики за почти всяка марка. Таблицата показва, че марковият топлообменник има предимство в този коефициент, поради което може да работи при високи температури. но от друга страна, домашният колектор работи много по-добре от фабричния, ако трябва да затоплите вода при температура под въздуха. Например, ако трябва да загреете 10 градуса вода от подземен кладенец по време на 30 градуса топлина. Факт е, че е по-правилно коефициентът да се нарича не топлинни загуби, а коефициент на топлопреминаване. Защото ако водата в колектора е по-студена от въздуха, то няма загуба на топлина в колектора, а напротив в него постъпва допълнителна топлина от по-топлия въздух. Този коефициент се тълкува така, че ако температурната разлика между вода и въздух се увеличи с 1 градус, то топлообменът през всеки квадратен метър от колектора се увеличава с 20 вата.

Тази характеристика (оптична ефективност) показва ефективността на преобразуване на слънчевата радиация в полезна топлина при условия, когато температурата на охлаждащата течност в колектора е равна на температурата на околната среда. Бележката описва защо най-простите колектори имат този индикатор малко по-добър от фабричните. Но това е посочената ефективност на нов чист колектор, а примитивните са много чувствителни към мръсотия. Текстът по-долу описва колко мръсотия се натрупва в тях по време на употреба.

Мръсотия и мехурчета в прости домашно направени колектори

* Много различни замърсявания влизат във водата на колектор с 1 филм отвън. При 2- и 3-слойните устройства този проблем се изразява в натрупване на прах върху горния филм, а след изсъхване на дъжда или росата тази мръсотия се групира в непрозрачни петна, което може много осезаемо да намали ефективността на колектора. Но от друга страна, има няколко лесни начина да премахнете тази мръсотия след дъжд.
* Много мръсотия също пада от водата под формата на малки люспи на повърхността на водата или големи люспи на дъното. Тези валежи се засилват поради нагряване на водата.
* Натрупва се и “бяла плака” (в горната част на 1-ви и в долната част на 2-ри филм), което значително намалява ефективността. Прикрепя се към филмите много здраво, т.е. не се отстранява със струя вода (и се изтрива много трудно и не напълно с четка). Може би това е утаяването на соли от нагрята вода, може би това са последствията от разлагането на пластмасови филми.
* Част от мръсотията в колектора може да се обясни с продукти от разпадането на полиетилена, дължащи се на UV радиация и висока температура. Обикновено полиетиленът се разлага на водороден пероксид, алдехиди и кетони. По принцип това са газове или течности, които са силно разтворими във вода. тези. Изглежда, че не трябва да се утаяват.
* Ефективността на колектора намалява и поради големия брой газови мехурчета (до няколко милиметра в диаметър в горната част на 1-ви и долната част на 2-ри филм), които се отделят при нагряване на водата (При нагряване, разтворимостта на газовете във вода намалява). Интересно е, че когато колекторът е разположен на земята, на първия му филм практически няма мехурчета (но са на дъното на 2-рия)
* Под втория филм могат да се образуват големи мехурчета, както и въздух в гънките. Тези области бързо се замъгляват и това намалява ефективността.
* В краищата на колектора вторият филм може да не полепне върху водата: в такива зони дъното се замъглява и следователно не пропуска добре слънчевата радиация.
* Колекторите с 3 филма може да имат замъгляване на дъното на 3-тия филм. Това се случва, когато вторият филм е монтиран неправилно (поради което парата от колектора може да проникне под третия филм) или поради неговата повреда. В такива случаи трябва да инсталирате третия филм, така че вятърът леко да вентилира пространството между него и третия слой.

Замърсяване на канализационни води поради разлагане на полиетиленови филми

Това разлагане ще се дължи на едновременно излагане на атмосферен кислород, ултравиолетова слънчева радиация и температура от 50-60 градуса. Полиетиленът се разлага на алдехиди, кетони, водороден пероксид и др.
При нагряване в колектора всеки 1 куб. m вода, нейните полиетиленови фолиа ще отделят около 1 g продукти на разпадане (на 1 кв. m колектор има около 100 g от 1-ви и 2-ри филми и по време на експлоатацията си те ще отделят, по много груби оценки, около 10 g „продукти на разлагане“ и загряване на около 10 кубически метра вода). Но не е ясно колко от този 1 мг/литър ще отиде във водата и колко ще излети в атмосферата, ще се утаи на дъното на колектора и резервоара за гореща вода, ще се превърне в това „бяло покритие“ (за което говорих за в предишния текст), няма да излезе повече от теглото на полиетилена
Освен това не е ясен благоприятният ефект върху пречистването на водата поради наличието и нагряването й в колектора (а там от него изпада много утайка), както и поради наличието на топла вода в резервоара. Така по груби оценки във водата ще попаднат 0,1-0,5 mg/l продукти от разлагането на полиетилена, които ще се разпределят между десетки химикали. вещества с концентрации 0,001-0,1 mg на литър загрята вода. Тъй като това не е далеч от максимално допустимата концентрация на вредни вещества, консултацията с SES няма да бъде излишна. Например, съгласно стандарт GN 2.1.5.689-98 „Максимално допустими концентрации (ПДК) на химикали във водни обекти за битови, питейни и културни нужди“:
– Има ограничение от 13 броя. алдехиди - MPC от 0,003 mg / литър до 1 mg / литър, например, MPC за формалдехид - 0,05 mg / литър, а най-строгите изисквания за бензалдехид - 0,003 mg / литър
– ПДК на водороден прекис – 0,1 mg/l
– 3 бр. екзотичните кетони също имат ограничения с максимално допустима концентрация от 0,1-1,0 mg / литър

Изводи:

1) Ако водата „застоява“ в колекторите, тогава концентрацията на „продуктите на разлагане“ в нея ще бъде няколко пъти или десетки пъти по-голяма. Може би е по-добре да изхвърлите такава вода.
2) Препоръчително е да използвате по-тънки филми (те ще произведат по-малко „продукти на разлагане“).
3) За предпочитане е филмите да са възможно най-стабилизирани. Например, оранжерията е за предпочитане пред обикновения (не оцветен) полиетилен, той е стабилизиран срещу въздействието на ултравиолетовите лъчи. Друг пример: полиетиленът с висока плътност се разгражда по-бавно поради висока температура, отколкото полиетиленът с ниска плътност.
4) Съотношението на площта на колектора към нуждите на съоръжението (за топла вода) е за предпочитане възможно най-малко. Това е, например, при дневна нужда от 10 кубически метра. м топла вода, станция с 50 кв.м. колектори произвежда замърсяване на водата (концентрация на вредни вещества) десетки пъти по-малко от станция с 500 кв.м. колектори, включително поради по-ниската температура на нагряване на водата от колекторите, което намалява скоростта на разлагане на полиетилена.
5) Ако вторият филм на колекторите е черен (а не прозрачен), тогава замърсяването на водата трябва да е няколко пъти по-малко (тъй като UV радиацията прониква само през горния слой на втория филм).
6) Можете да помислите за този вариант за работа на соларна станция, когато колекторите са отоплени
технологична вода, която след това предава топлината си през топлообменник на чиста БГВ вода.

Кой филм е по-добре да се използва за събиране на слънчева топлина - черен или прозрачен?

Оптичната ефективност е значително намалена поради въздушни мехурчета и замъгляване на втория слой на колекторния филм. Това означава, че ефективността на действително използваното устройство през целия му експлоатационен живот ще бъде с няколко десетки процента по-малко. Следователно няма смисъл да се стремите към скъпи фолиа с голяма издръжливост, тъй като след няколко месеца употреба те ще натрупат толкова много мръсотия, че ще искате да смените фолиата. Поради такива проблеми с различни замърсявания сме склонни да вярваме, че филм 2 все още трябва да е непрозрачен, но черен.

Този колектор е с черен филм и няма радикално намаляване на ефективността поради замърсяване. Но има проблем – слънцето нагрява само тънкия горен слой вода. Има обаче няколко решения на проблема, които ще се получат след изследване.

Важно е да се има предвид, че вятърът увеличава коефициента на топлинна загуба на примитивните колектори, а при еднослойните колектори това влияние на вятъра може да бъде радикално, тъй като загубата на топлина от колектора се увеличава поради изпарението на водата и може да достигне до точката, че дори в идеално слънчев ден, но със силен вятър и ниска влажност, 1-филмът ще може да затопли водата само с няколко градуса над околната температура. Освен това коефициентът k1 трябва да се увеличи с няколко десетки процента, ако под колектора няма топлоизолация и той лежи директно върху земята, върху повърхността на покрива и т.н.

В епизод 2 на този филм се сравняват примитивни и фабрични колектори по темите за работа през зимата, лекота на свързване, икономическа осъществимост и области на практическо приложение.

Втора част (за работата през зимата)


3, 4 серии (поддръжка)


– Експериментирайте с наливане на вода в ръкав от пластмасово фолио:

Концепцията за енергийно ефективен дом включва създаването, внедряването и експлоатацията на възобновяеми енергийни източници. Слънчевите колектори „направи си сам“, които не толкова отдавна бяха изключителна рядкост, стават все по-често срещани.

Постоянното усъвършенстване на слънчевите системи и значителният спад в цените им доведоха до още по-голямото им появяване в ежедневието. Цената на фабричните модели днес е сравнима с разходите, необходими за инсталиране на класическа отоплителна система. Всеки обаче може да направи тази технология сам.

Принципът на работа на слънчевия колектор

За да опишем накратко принципа на работа на колектора, е необходимо да се улови слънчевата топлинна енергия. Впоследствие се концентрира и използва от хората.

Колекторната система се състои от следните компоненти:

  • Термоакумулатор (обикновен контейнер за течност)
  • Топлообменна верига
  • Директно колектор

През колектора циркулира течна или газообразна охлаждаща течност. Получената енергия го загрява и чрез монтиран резервоар за съхранение предава топлина на водата.

Загрятата течност се съхранява в резервоара, докато се използва. Обхватът на приложението му е много широк - от обикновени битови нужди до отопление на дома. За да предотвратите бързото охлаждане на водата, е необходимо правилно да изолирате контейнера.

Циркулацията на водата в колектора се извършва по един от двата начина: или принудително. В резервоара за съхранение може да се монтира допълнителен елемент, който загрява течността, който ще се включи при достигане на ниски температури на околната среда и ще поддържа температурата на водата, например през зимата, когато слънцестоенето е кратко.

Уводно видео за дизайна на бойлер

Видове слънчеви колектори

Когато планирате да инсталирате слънчев колектор със собствените си ръце в къщата, трябва да вземете решение за вида на дизайна:


Моделите, в които въздухът е охлаждащата течност, се използват изключително рядко. Това се дължи на свойствата на течността - тя провежда топлина много по-добре от газа. Въздушните колектори често са направени с плоска форма, така че въздухът, в контакт с абсорбционното устройство, естествено да се нагрява.

схема на въздушен слънчев колектор

Вакуумни слънчеви колектори

Вакуумните модели са най-сложни. Вместо кутия, която е покрита със стъкло, той използва големи стъклени тръби. Вътре в тях има тръби с по-малък диаметър, които съдържат абсорбер, който събира топлинна енергия. Между тръбите има вакуум, той действа като топлоизолатор.

Плоски слънчеви колектори

Най-разпространеният е плосък слънчев колектор, вътре в който има специален абсорбиращ слой, поставен в стъклена кутия. Той е свързан с тръби, през които се движи охлаждащата течност (обикновено пропилей гликол).

схема на плосък слънчев колектор

Но когато решавате да направите слънчев колектор със собствените си ръце, трябва да разберете, че е невъзможно да се направят толкова сложни устройства, подобни на индустриалните. Освен това тяхната ефективност ще бъде значително по-ниска, експлоатационният им живот ще бъде по-кратък, но и материалните им вложения също.

Конструктивни чертежи

Да започваме

Преди изграждането на слънчев колектор е необходимо да се направят съответните изчисления и да се определи колко енергия трябва да произвежда. Но не трябва да очаквате висока ефективност от домашна инсталация. След като решите, че ще има достатъчно, можете да започнете.

Работата може да бъде разделена на няколко основни етапа:

  1. Направете кутия
  2. Направете радиатор или топлообменник
  3. Направете предна камера и устройство за съхранение
  4. Сглобете колектора

За да направите кутия за слънчев колектор със собствените си ръце, трябва да подготвите кантирана дъска с дебелина 25-35 мм и ширина 100-130 мм. Дъното му трябва да бъде направено от текстолит, оборудвано с ребра. Също така трябва да бъде добре изолиран с помощта на полистиролова пяна (но се предпочита минералната вата), покрита с поцинкована ламарина.

След като подготвите кутията, е време да направите топлообменника. Трябва да следвате инструкциите:

  1. Необходимо е да подготвите 15 тънкостенни метални тръби с дължина 160 см и две инчови тръби с дължина 70 см.
  2. И в двете удебелени тръби се пробиват отвори с диаметъра на по-малките тръби, в които ще се монтират. В този случай трябва да се уверите, че те са коаксиални от едната страна, максималната стъпка между тях е 4,5 cm
  3. Следващият етап е, че всички тръби трябва да бъдат сглобени в една конструкция и здраво заварени
  4. Топлообменникът е монтиран върху поцинкована ламарина (предварително прикрепена към кутията) и фиксирана със стоманени скоби (може да се направят метални скоби)
  5. Препоръчително е да боядисате дъното на кутията в тъмен цвят (например черен) - той ще абсорбира по-добре слънчевата топлина, но за да се намалят топлинните загуби, външните елементи са боядисани в бяло
  6. За да завършите монтажа на колектора, е необходимо да монтирате покривно стъкло близо до стените, като същевременно не забравяте за надеждното уплътняване на фугите
  7. Между тръбите и стъклото се оставя разстояние от 10-12 мм

Остава само да се изгради резервоар за съхранение на слънчевия колектор. Неговата роля може да се играе от запечатан контейнер, чийто обем варира 150-400л. Ако не можете да намерите един такъв варел, можете да заварите няколко малки заедно.

Подобно на колектора, резервоарът за съхранение е добре изолиран от топлинни загуби. Остава само да се направи предкамера - малък съд с обем 35-40 литра. Той трябва да бъде оборудван с устройство за падане на вода (въртяща се клапа).

Остава най-отговорният и важен етап - да съберем колектора заедно. Можете да го направите по следния начин:

  1. Първо трябва да инсталирате предната камера и хранилището. Необходимо е да се гарантира, че нивото на течността в последния е с 0,8 m по-ниско, отколкото в предната камера. Тъй като в такива устройства може да се натрупа много вода, е необходимо да се помисли как те ще бъдат надеждно затворени
  2. Колекторът е поставен на покрива на къщата. Въз основа на практиката се препоръчва да направите това от южната страна, като наклоните инсталацията под ъгъл от 35-40 градуса спрямо хоризонталата
  3. Но трябва да вземете предвид, че разстоянието между резервоара за съхранение и топлообменника не трябва да надвишава 0,5-0,7 m, в противен случай загубите ще бъдат твърде значителни
  4. В крайна сметка трябва да се получи следната последователност: предната камера трябва да бъде разположена над задвижването, а последната - над колектора

Предстои най-важният етап - необходимо е да свържете всички компоненти заедно и да свържете водоснабдителната мрежа към готовата система. За да направите това, ще трябва да посетите водопроводен магазин и да закупите необходимите фитинги, адаптери, гнезда и други спирателни вентили. Препоръчително е да свържете секции с високо налягане с тръба с диаметър 0,5 инча, секции с ниско налягане с диаметър 1 инч.

Пускането в експлоатация се извършва, както следва:

  1. Устройството се пълни с вода през долния дренажен отвор
  2. Предната камера е свързана и нивата на течността се регулират
  3. Необходимо е да се разхождате по системата и да проверите дали няма течове
  4. Всичко е готово за ежедневна употреба

Слънчев колектор от хладилна бобина

Можете да направите слънчев колектор със собствените си ръце от обикновена намотка, взета от стар хладилник. За да работите, трябва да подготвите:

  1. Директно намотка
  2. Летви и фолио за рамката
  3. Варел или резервоар за вода
  4. Гумена постелка
  5. Спирателни кранове (вентили, тръби и др.)
  6. Стъклена чаша

След като измиете намотката с фреон, трябва да съборите рамката на стелажа около нея. Точните му размери ще зависят от размера на работната единица, която е извадена от хладилника. Килимчето трябва да се напасне към ламелите, сред които намотката да се позиционира свободно.

Върху гумената подложка (долната част на рамката) се поставя слой фолио. След това намотката се фиксира с помощта на винтови скоби. В стените се правят дупки, през които ще минават тръби. Производителността може да се увеличи чрез запечатване на фуги с уплътнители.

Дъното също е подсилено с летви. Стъклото е монтирано отгоре и закрепено с лента. За да не се притеснявате, можете да изрежете няколко алуминиеви пластини и да направите скоби от тях.

Видео за техническия дизайн и тестване на слънчевия колектор:

В ареста

Конструкция като слънчев колектор „направи си сам“ може значително да повиши нивото на комфорт в селска къща или селска къща. Макар и незначително, това намалява себестойността на консумираната енергия, генерирана от класически енергийни източници.

Зареждане...Зареждане...