Jak zrobić kolektor słoneczny. Jak zrobić niedrogi kolektor słoneczny własnymi rękami Grzałka kolektora słonecznego zrób to sam

Koncepcja domu energooszczędnego zakłada stworzenie, wdrożenie i eksploatację odnawialnych źródeł energii. Kolektory słoneczne typu „zrób to sam”, które jeszcze niedawno były niezwykle rzadkie, stają się coraz bardziej powszechne.

Ciągłe udoskonalanie systemów fotowoltaicznych i znaczny spadek ich cen sprawiły, że ich pojawienie się w życiu codziennym jest jeszcze większe. Koszt modeli fabrycznych jest dziś porównywalny z kosztami wymaganymi do zainstalowania klasycznego systemu grzewczego. Jednak każdy może wykonać tę technologię samodzielnie.

Zasada działania kolektora słonecznego

Aby pokrótce opisać zasadę działania kolektora konieczne jest wychwytywanie energii cieplnej słońca. Następnie jest zagęszczany i wykorzystywany przez ludzi.

System kolektorów składa się z następujących elementów:

  • Akumulator termiczny (zwykły pojemnik na ciecz)
  • Obwód wymiany ciepła
  • Bezpośrednio kolekcjoner

Przez kolektor przepływa ciecz lub gaz. Powstała energia podgrzewa ją, a następnie poprzez zamontowany zbiornik akumulacyjny oddaje ciepło do wody.

Podgrzana ciecz magazynowana jest w zbiorniku do momentu wykorzystania. Zakres jego zastosowania jest bardzo szeroki – od zwykłych potrzeb domowych po ogrzewanie domu. Aby zapobiec szybkiemu wychłodzeniu wody, należy odpowiednio zaizolować pojemnik.

Obieg wody w kolektorze odbywa się na jeden z dwóch sposobów: lub wymuszony. W zasobniku można zamontować dodatkowy element podgrzewający ciecz, który będzie włączał się po osiągnięciu niskich temperatur otoczenia i utrzymywał temperaturę wody np. zimą, kiedy przesilenie jest krótkie.

Film wprowadzający na temat projektu podgrzewacza wody

Rodzaje kolektorów słonecznych

Planując instalację kolektora słonecznego własnymi rękami w domu, musisz zdecydować o rodzaju projektu:


Modele, w których chłodziwem jest powietrze, są stosowane niezwykle rzadko. Wynika to z właściwości cieczy – przewodzi ona ciepło znacznie lepiej niż gaz. Kolektory powietrza mają często płaski kształt, dzięki czemu powietrze stykające się z urządzeniem absorpcyjnym naturalnie się nagrzewa.

schemat powietrznego kolektora słonecznego

Próżniowe kolektory słoneczne

Modele próżniowe są najbardziej złożone. Zamiast pudełka pokrytego szkłem zastosowano duże szklane rurki. Wewnątrz nich znajdują się rurki o mniejszej średnicy, w których znajduje się absorber gromadzący energię cieplną. Pomiędzy rurkami znajduje się próżnia, która działa jak izolator ciepła.

Kolektory słoneczne płaskie

Najbardziej powszechnym rozwiązaniem jest płaski kolektor słoneczny, wewnątrz którego znajduje się specjalna warstwa absorbcyjna umieszczona w szklanej skrzynce. Jest on podłączony do rurek, przez które przepływa ciecz chłodząca (najczęściej glikol propylenowy).

schemat płaskiego kolektora słonecznego

Ale decydując się na wykonanie kolektora słonecznego własnymi rękami, musisz zrozumieć, że nie da się wykonać tak skomplikowanych urządzeń, podobnych do przemysłowych. Ponadto ich wydajność będzie znacznie niższa, ich żywotność będzie krótsza, ale także ich inwestycje materialne.

Rysunki konstrukcyjne

Zacznijmy

Przed zbudowaniem kolektora słonecznego należy dokonać odpowiednich obliczeń i określić, ile energii powinien on wytworzyć. Ale nie należy oczekiwać wysokiej wydajności od domowej instalacji. Po ustaleniu, że będzie go wystarczająco dużo, możesz zacząć.

Pracę można podzielić na kilka głównych etapów:

  1. Zrób pudełko
  2. Wykonaj grzejnik lub wymiennik ciepła
  3. Zrób przednią kamerę i urządzenie pamięci masowej
  4. Zmontuj kolektor

Aby wykonać pudełko na kolektor słoneczny własnymi rękami, należy przygotować deskę o grubości krawędziowej 25-35 mm i szerokość 100-130 mm. Jego dno powinno być wykonane z tekstolitu, wyposażonego w żebra. Należy go także dobrze zaizolować styropianem (preferowana jest wełna mineralna) i przykryć blachą ocynkowaną.

Po przygotowaniu pudełka nadszedł czas na wykonanie wymiennika ciepła. Powinieneś postępować zgodnie z instrukcjami:

  1. Konieczne jest przygotowanie 15 cienkościennych rur metalowych o długości 160 cm i rur dwucalowych o długości 70 cm
  2. W obu pogrubionych rurach wierci się otwory o średnicy mniejszych rur, w których zostaną zamontowane. W takim przypadku należy upewnić się, że są one współosiowe z jednej strony, maksymalny odstęp między nimi wynosi 4,5 cm
  3. Następnym etapem jest złożenie wszystkich rur w jedną konstrukcję i bezpieczne zespawanie
  4. Wymiennik ciepła montowany jest na blasze ocynkowanej (wcześniej przymocowanej do skrzynki) i mocowany za pomocą stalowych obejm (istnieje możliwość wykonania obejm metalowych)
  5. Zaleca się pomalować spód skrzynki na ciemny kolor (np. czarny) - lepiej będzie pochłaniał ciepło słoneczne, jednak aby ograniczyć straty ciepła, elementy zewnętrzne pomalowane są na biało
  6. Aby zakończyć montaż kolektora, należy zamontować szybę osłonową w pobliżu ścian, nie zapominając o niezawodnym uszczelnieniu połączeń
  7. Pomiędzy rurkami a szkłem pozostaje odległość 10-12 mm

Pozostało jedynie zbudować zbiornik magazynujący dla kolektora słonecznego. Jego rolę może pełnić zapieczętowany pojemnik, którego objętość jest różna 150-400 l. Jeśli nie możesz znaleźć jednej takiej beczki, możesz zespawać kilka małych razem.

Podobnie jak kolektor, zbiornik akumulacyjny jest dokładnie izolowany przed utratą ciepła. Pozostaje tylko zrobić komorę przednią - małe naczynie o pojemności 35-40 litrów. Musi być wyposażony w urządzenie do opadania wody (zawór obrotowy).

Pozostaje najbardziej odpowiedzialny i ważny etap - zmontowanie kolektora. Możesz to zrobić w ten sposób:

  1. Najpierw musisz zainstalować przednią kamerę i pamięć. Należy zadbać o to, aby poziom cieczy w tej ostatniej był o 0,8 m niższy niż w komorze przedniej. Ponieważ w takich urządzeniach może gromadzić się dużo wody, należy pomyśleć o tym, w jaki sposób zostaną one niezawodnie wyłączone
  2. Kolektor umieszcza się na dachu domu. Z praktyki wynika, że ​​zaleca się wykonanie tego od strony południowej, przechylając instalację pod kątem 35-40 stopni do poziomu
  3. Należy jednak wziąć pod uwagę, że odległość między zasobnikiem a wymiennikiem ciepła nie powinna przekraczać 0,5-0,7 m, w przeciwnym razie straty będą zbyt duże
  4. Na koniec należy uzyskać następującą sekwencję: kamera przednia musi znajdować się nad napędem, druga - nad kolektorem

Zbliża się najważniejszy etap - konieczne jest połączenie wszystkich elementów w całość i podłączenie sieci wodociągowej do gotowej instalacji. Aby to zrobić, musisz odwiedzić sklep hydrauliczny i kupić niezbędne okucia, adaptery, gniazda i inne zawory odcinające. Zaleca się łączenie odcinków wysokociśnieniowych rurą o średnicy 0,5 cala, odcinków niskociśnieniowych o średnicy 1 cala.

Uruchomienie odbywa się w następujący sposób:

  1. Urządzenie napełnia się wodą przez dolny otwór drenażowy
  2. Komorę przednią łączy się i reguluje poziom płynów
  3. Należy obejść instalację i sprawdzić, czy nie ma wycieków
  4. Wszystko jest gotowe do codziennego użytku

Kolektor słoneczny z wężownicy lodówki

Możesz zrobić kolektor słoneczny własnymi rękami ze zwykłej cewki wyjętej ze starej lodówki. Do pracy musisz przygotować:

  1. Bezpośrednio cewka
  2. Listwy i folia do ramy
  3. Beczka lub zbiornik na wodę
  4. Gumowa mata
  5. Zawory odcinające (zawory, rury itp.)
  6. Szkło

Po umyciu cewki freonu należy powalić otaczającą ją ramę stojaka. Jego dokładne wymiary będą zależeć od wielkości jednostki roboczej wyjętej z lodówki. Dywan należy dopasować do listew, pomiędzy którymi zwój musi być swobodnie układany.

Na gumową matę (dół stelaża) nakładamy warstwę folii. Następnie cewkę mocuje się za pomocą zacisków śrubowych. W ścianach wykonuje się otwory, przez które przejdą rury. Produktywność można zwiększyć poprzez uszczelnianie połączeń za pomocą uszczelniaczy.

Spód również wzmocniony listwami. Szkło montuje się od góry i zabezpiecza taśmą. Aby uniknąć zmartwień, możesz wyciąć kilka aluminiowych płyt i zrobić z nich zaciski.

Film o projekcie technicznym i testach kolektora słonecznego:

W areszcie

Konstrukcja taka jak kolektor słoneczny typu „zrób to sam” może znacznie podnieść poziom komfortu w wiejskim domu lub wiejskim domu. Choć nieistotny, obniża koszt zużywanej energii wytwarzanej w klasycznych źródłach energii.

Wzrost kosztów tradycyjnych źródeł energii zachęca właścicieli domów prywatnych do poszukiwania alternatywnych możliwości ogrzewania domu i podgrzewania wody. Zgadzam się, element finansowy problemu będzie odgrywał ważną rolę przy wyborze systemu grzewczego.

Jedną z najbardziej obiecujących metod dostarczania energii jest konwersja promieniowania słonecznego. W tym celu wykorzystuje się systemy solarne. Zrozumienie zasady ich konstrukcji i mechanizmu działania, wykonanie kolektora słonecznego do ogrzewania własnymi rękami nie będzie trudne.

Opowiemy Ci o cechach konstrukcyjnych systemów fotowoltaicznych, zaproponujemy prosty schemat montażu i opiszemy, jakie materiały można zastosować. Etapom pracy towarzyszą zdjęcia wizualne, materiał uzupełniają filmy wideo dotyczące tworzenia i uruchamiania domowego kolekcjonera.

Nowoczesne systemy fotowoltaiczne są jednym ze źródeł ciepła. Służą jako pomocnicze urządzenia grzewcze, które przekształcają promieniowanie słoneczne w energię użyteczną dla właścicieli domów.

Są w stanie w pełni zapewnić zaopatrzenie w ciepłą wodę i ogrzewanie w zimnych porach roku tylko w regionach południowych. I tylko wtedy, gdy zajmują wystarczająco dużą powierzchnię i są instalowane na terenach otwartych, niezacienionych przez drzewa.

Pomimo dużej liczby odmian, ich zasada działania jest taka sama. Dowolny to obwód z sekwencyjnym układem urządzeń dostarczających energię cieplną i przesyłających ją do konsumenta.

Głównymi elementami roboczymi są kolektory słoneczne. Technologia klisz fotograficznych jest nieco bardziej skomplikowana niż w przypadku kolektora rurowego.

W tym artykule przyjrzymy się drugiej opcji – systemowi kolektorów słonecznych.

Kolektory słoneczne w dalszym ciągu pełnią rolę pomocniczych dostawców energii. Całkowite przełączenie ogrzewania domu na instalację fotowoltaiczną jest niebezpieczne ze względu na brak możliwości przewidzenia jednoznacznej liczby dni słonecznych

Kolektory to układ rurek połączonych szeregowo z liniami wyjściowymi i wejściowymi lub ułożonych w formie cewki. W rurach krąży woda procesowa, przepływ powietrza lub mieszanina wody i jakiejś niezamarzającej cieczy.

Cyrkulacja jest stymulowana przez zjawiska fizyczne: parowanie, zmiany ciśnienia i gęstości podczas przejścia z jednego stanu skupienia do drugiego itp.

Pozyskiwanie i akumulacja energii słonecznej odbywa się za pomocą absorberów. To albo solidna, metalowa płytka z wyczernioną powierzchnią zewnętrzną, albo system pojedynczych płytek przymocowanych do rurek.

Do produkcji górnej części korpusu, pokrywy, stosuje się materiały o dużej zdolności przepuszczania światła. Może to być plexi, podobne materiały polimerowe, hartowane rodzaje tradycyjnego szkła.

Aby wyeliminować straty energii, w skrzynce z tyłu urządzenia umieszczona jest izolacja termiczna

Trzeba powiedzieć, że materiały polimerowe nie tolerują całkiem dobrze wpływu promieni ultrafioletowych. Wszystkie rodzaje tworzyw sztucznych mają dość wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej, co często prowadzi do rozszczelnienia obudowy. Dlatego należy ograniczyć stosowanie takich materiałów do produkcji korpusu kolektora.

Wodę jako czynnik chłodzący można stosować wyłącznie w instalacjach przeznaczonych do dogrzewania w okresie jesienno-wiosennym. Jeśli planujesz korzystać z instalacji fotowoltaicznej przez cały rok, przed pierwszymi przymrozkami zmień wodę procesową na mieszaninę wody i środka przeciw zamarzaniu.

Jeśli kolektor słoneczny zostanie zainstalowany do ogrzewania małego budynku, który nie ma połączenia z autonomicznym ogrzewaniem domku lub z sieciami scentralizowanymi, na początku budowany jest prosty system jednoprzewodowy z urządzeniem grzewczym.

W skład łańcucha nie wchodzą pompy obiegowe i urządzenia grzewcze. Schemat jest niezwykle prosty, ale może działać tylko w słoneczne lata.

W przypadku włączenia kolektora w dwuobwodową konstrukcję techniczną wszystko jest znacznie bardziej skomplikowane, ale zakres dni odpowiednich do użytkowania znacznie się zwiększa. Kolektor przetwarza tylko jeden obwód. Przeważające obciążenie spoczywa na głównym urządzeniu grzewczym zasilanym energią elektryczną lub dowolnym paliwem.

Domowi rzemieślnicy wymyślili tańszą opcję - wykonany ze spiralnego wymiennika ciepła.

Ciekawym rozwiązaniem budżetowym jest absorber układu fotowoltaicznego wykonany z elastycznej rury polimerowej. Do podłączenia urządzeń na wlocie i wylocie służą odpowiednie kształtki.Wybór dostępnych materiałów, z których można wykonać wymiennik ciepła kolektora słonecznego jest dość szeroki. Może to być wymiennik ciepła starej lodówki, rury wodociągowe z polietylenu, grzejniki płytowe stalowe itp.

Ważnym kryterium wydajności jest przewodność cieplna materiału, z którego wykonany jest wymiennik ciepła.

Do samodzielnej produkcji miedź jest najlepszą opcją. Ma przewodność cieplną na poziomie 394 W/m². Dla aluminium parametr ten waha się od 202 do 236 W/m².

Jednak duża różnica parametrów przewodności cieplnej pomiędzy rurami miedzianymi i polipropylenowymi nie oznacza, że ​​wymiennik ciepła z rurami miedzianymi będzie wytwarzał setki razy większe objętości ciepłej wody.

W równych warunkach wydajność wymiennika ciepła wykonanego z rur miedzianych będzie o 20% bardziej wydajna niż wydajność opcji metalowo-plastikowych. Zatem wymienniki ciepła wykonane z rur polimerowych mają prawo do życia. Ponadto takie opcje będą znacznie tańsze.

Niezależnie od materiału rury, wszystkie połączenia, zarówno spawane, jak i gwintowane, muszą być uszczelnione. Rury można układać równolegle do siebie lub w formie wężownicy.

Obwód cewkowy zmniejsza liczbę połączeń - zmniejsza to prawdopodobieństwo wycieków i zapewnia bardziej równomierny przepływ chłodziwa.

Górna część skrzynki, w której znajduje się wymiennik ciepła, pokryta jest szkłem. Alternatywnie można zastosować nowoczesne materiały, takie jak analog akrylowy lub monolityczny poliwęglan. Półprzezroczysty materiał może nie być gładki, ale ryflowany lub matowy.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Proces produkcji podstawowego kolektora słonecznego:

Jak zmontować i uruchomić instalację fotowoltaiczną:

Naturalnie samodzielnie wykonany kolektor słoneczny nie będzie w stanie konkurować z modelami przemysłowymi. Przy użyciu dostępnych materiałów dość trudno jest osiągnąć wysoką efektywność, jaką charakteryzują się projekty przemysłowe. Ale koszty finansowe będą znacznie niższe w porównaniu do zakupu gotowych instalacji.

Wszelkiego rodzaju kolektory słoneczne opracowywane są z wykorzystaniem najnowocześniejszych technologii i nowoczesnych materiałów. Dzięki takim urządzeniom to się dzieje konwersja energii słonecznej. Powstała energia może podgrzewać wodę, ogrzewać pomieszczenia, szklarnie i szklarnie.

Urządzenia można montować na ścianach, dachach prywatnego domu, szklarni. W przypadku dużych pomieszczeń zaleca się zakup urządzeń fabrycznych. Obecnie systemy fotowoltaiczne są stale udoskonalane. Dlatego cena paneli słonecznych wzrasta, przyciągając uwagę konsumentów. Koszt urządzeń produkowanych fabrycznie jest prawie równy kosztom finansowym poniesionym na ich produkcję. Wzrost cen następuje wyłącznie ze względu na marżę finansową sprzedawców. Koszt kolektora jest współmierny do kosztów gotówkowych, jakie będą potrzebne do zainstalowania klasycznego systemu grzewczego.

Urządzenia możesz zbudować samodzielnie.

Obecnie produkcja takich urządzeń zyskuje coraz większą popularność. Warto zauważyć, że ok Skuteczność domowego urządzenia jest znacznie gorsza pod względem jakości niż urządzenia fabryczne. Ale jednostka „zrób to sam” może łatwo i szybko ogrzać mały pokój, prywatny dom lub budynki gospodarcze.

Film wprowadzający na temat projektu podgrzewacza wody

Zasada działania

Do chwili obecnej opracowano różne typy kolektorów słonecznych.

Ale zasada podgrzewania wody jest identyczna - wszystkie urządzenia działają według tego samego zaprojektowanego schematu. Przy dobrej pogodzie promienie słoneczne zaczynają podgrzewać płyn chłodzący. Przechodzi przez cienkie eleganckie rurki, wpadając do zbiornika z płynem. Płyn chłodzący i rurki są rozmieszczone wzdłuż całej wewnętrznej powierzchni zbiornika. Dzięki tej zasadzie ciecz w aparacie jest podgrzewana. Później podgrzana woda może być wykorzystywana na potrzeby domowe. Dzięki temu można ogrzać pomieszczenie i wykorzystać podgrzany płyn do kabin prysznicowych jako źródło ciepłej wody.

Temperaturę wody można kontrolować za pomocą opracowanych czujników. Jeżeli ciecz za bardzo ostygnie, poniżej ustalonego poziomu, automatycznie włączy się specjalne ogrzewanie rezerwowe. Kolektor słoneczny można podłączyć do kotła elektrycznego lub gazowego.

Przedstawiono schemat działania odpowiedni dla wszystkich słonecznych podgrzewaczy wody. To urządzenie idealnie nadaje się do ogrzewania małego prywatnego domu. Do chwili obecnej opracowano kilka urządzeń: urządzenia płaskie, próżniowe i powietrzne. Zasada działania takich urządzeń jest bardzo podobna. Płyn chłodzący jest podgrzewany pod wpływem promieni słonecznych, co powoduje dalsze uwalnianie energii. Ale jest wiele różnic w pracy.

Film o różnych rodzajach alternatywnych źródeł ogrzewania

Kolektor płaski

Ogrzewanie chłodziwa w takim urządzeniu następuje dzięki absorberowi płytowemu. Jest to płaska płyta z metalu żaroodpornego. Górna powierzchnia płyty pomalowana jest w ciemnym odcieniu specjalnie opracowaną farbą. Do dolnej części urządzenia przyspawana jest rurka serpentynowa.

Kolektor słoneczny to urządzenie przeznaczone do pochłaniania energii słonecznej i przekształcania jej w ciepło w celu dalszego przekazania jej do czynnika chłodzącego. Klasyczne urządzenie to czarna metalowa płytka umieszczona w szklanej lub plastikowej obudowie, której powierzchnia pochłania promieniowanie. Jest ich kilka rodzajów i ich przeznaczenie może być różne. Przyjrzyjmy się bliżej zasadzie działania tego urządzenia, a także etapowej produkcji tego przedmiotu własnymi rękami.

Które istnieją?

W zależności od temperatury, jaką mogą osiągnąć płyty, kolektory są:

  • niskie temperatury - nie dostarczają energii dużej mocy, podgrzewają wodę do temperatury nie wyższej niż 50 stopni Celsjusza;
  • średnie temperatury – podgrzewają wodę do 80 stopni, dzięki czemu można je wykorzystać do ogrzewania pomieszczeń;
  • wysokie temperatury - stosuje się je głównie w przedsiębiorstwach przemysłowych i nie można ich wykonać w domu.

Kolektory zintegrowane dzielą się na:

  • skumulowane zintegrowane;
  • płaski;
  • płyn;
  • powietrze.

Zbiorczy zintegrowany lub inny kolektor termosyfonowy. Potrafi nie tylko podgrzać wodę, ale także utrzymać przez pewien czas żądaną temperaturę. Nie ma pomp, więc jest znacznie bardziej ekonomiczny niż inne opcje. Urządzenie magazynujące to konstrukcja składająca się z jednego lub większej liczby zbiorników wypełnionych wodą i umieszczonych w skrzynce termoizolacyjnej. Na górze zbiorników znajduje się szklana pokrywa, która przechodzi przez szkło i podgrzewa wodę. Jest to opcja niedroga, łatwa w utrzymaniu i obsłudze. Jednak zimą jego użytkowanie jest bardzo utrudnione.

Kolektor płaski wygląda jak zwykła płaska metalowa skrzynka, wewnątrz której znajduje się czarna płyta pochłaniająca światło słoneczne. Uatrakcyjnia go szklana pokrywa pudełka, szkło ma niską zawartość żelaza, dzięki czemu pomaga pochłaniać wszystkie promienie. Sama skrzynka jest izolowana termicznie, a czarna płyta odbiera ciepło, dlatego ciepło jest uwalniane. Jednak wydajność płytki wynosi tylko 10%, dlatego jest ona dodatkowo pokryta warstwą amorficznego półprzewodnika. Kolektory płaskie służą do ogrzewania pomieszczeń i innych potrzeb domowych.

W urządzeniach magazynujących ciecz głównym czynnikiem chłodzącym jest ciecz, są one przeszklone i nieszkliwione, z zamkniętym i otwartym układem wymiany ciepła.

Kolektory powietrzne są znacznie tańsze niż ich wodne odpowiedniki. Nie zamarzają zimą i nie przeciekają. Służą do suszenia produktów rolnych.

Jest inny typ - piasty , różnią się stężeniem światła słonecznego. Dzieje się tak dzięki lustrzanej powierzchni, która kieruje światło na absorbery. Ich główną wadą jest brak możliwości pracy w pochmurne dni, dlatego stosuje się je w krajach o gorącym klimacie.

Piece i gorzelnie słoneczne. Destylatory działają na zasadzie odparowania wody, nie tylko dostarczając energię cieplną, ale także oczyszczając wodę. Piece służą również do podgrzewania i sterylizacji wody.

Galeria zdjęć: różne typy kolekcjonerów

Konstrukcja kolektora akumulacyjnego może obejmować kilka zbiorników.Kolektory płaskie są często stosowane do ogrzewania pomieszczeń i podgrzewania wody w basenach.W kolektorze cieczowym nośnikiem ciepła jest woda.Kolektory powietrzne mogą być również stosowane do suszenia owoców.

Schemat pracy

Kolektor składa się z dwóch głównych części: łapacza światła i akumulatora wymiany ciepła, który przekształca energię promieniowania w energię cieplną i przekazuje ją do chłodziwa. Akumulatory mogą być próżniowe, rurowe lub płaskie. W pierwszym konstrukcja jest podobna do termosu: jedna rura jest wkładana do drugiej, a między nimi panuje próżnia, tworząc idealną izolację termiczną. Ze względu na cylindryczny kształt rur promienie słoneczne uderzają w nie prostopadle i przekazują maksymalną energię.

Kolektor słoneczny składa się z dwóch głównych części: kolektora światła i baterii wymiennika ciepła

Czynnikiem chłodzącym w takich konstrukcjach jest zwykła woda. Może nie tylko ogrzewać pomieszczenie, ale także służyć do potrzeb domowych. Jednocześnie nie dochodzi do emisji dwutlenku węgla do atmosfery, co w dzisiejszych czasach jest bardzo ważne. Ponadto nie są wymagane żadne koszty paliwa, a wydajność kolektora wynosi 80%. W większości Rosji od marca do października słońce wytwarza średnio 4-5 kWh/m2 dziennie, co pozwala małemu urządzeniu o powierzchni 2m2 ogrzać do 100 litrów wody dziennie.

Do całorocznego użytkowania kolektor musi posiadać dużą powierzchnię, dwa obiegi przeciwzamrożeniowe oraz dodatkowe wymienniki ciepła. Tym samym, dzięki mądrze wykorzystanej energii, możesz otrzymać darmowe ciepło przez 7 miesięcy w roku, niezależnie od tego, czy na zewnątrz jest jasno, czy nie.

Energia cieplna dla Twojego domu: jak zrobić kolektor własnymi rękami?

Do produkcji urządzenia można zastosować blachy poliwęglanowe, rury miedziane lub polipropylenowe.

Najbardziej uniwersalnym projektem jest opracowanie bułgarskiego inżyniera Stanisława Stanilowa. Główną zasadą działania tego kolektora jest wykorzystanie efektu cieplarnianego. Urządzeniem magazynującym jest grzejnik rurowy umieszczony w izolowanej termicznie drewnianej skrzynce, zespawany z rur stalowych. Do dostarczania i odprowadzania wody służą rury wodociągowe o średnicy 1 lub ¾ cala.

Skrzynka jest izolowana termicznie ze wszystkich stron styropianem, styropianem, minerałem lub ekowoolem. Dno jest szczególnie starannie izolowane, gdzie na izolacji umieszcza się blachę ocynkowaną, na której umieszczony jest sam grzejnik. Całość zabezpieczona jest w skrzynce za pomocą stalowych zacisków. Blacha i radiator pomalowane są czarną matową farbą, a pudełko pokryte jest białą farbą ze wszystkich stron z wyjątkiem szklanej pokrywy. Szyba osłonowa, przez którą światło słoneczne przedostaje się do grzejnika, jest dobrze uszczelniona. Akumulatorem ciepła może być metalowa beczka umieszczona w skrzynce z desek lub sklejki, której wnęka wypełniona jest ekoolem, suchymi trocinami, keramzytem i piaskiem.

Wymagane narzędzia i materiały

Główną zasadą działania takiego kolektora jest wykorzystanie efektu cieplarnianego

  • szkło (na przykład 1700/750 mm);
  • szklana rama;
  • płyta pilśniowa na spód;
  • deska o przekroju 120/25 mm;
  • taśma stalowa o przekroju 20/2,5 mm, długość 3 m;
  • podkładka narożna;
  • drewniany klocek o przekroju 50/30 mm;
  • sprzęganie;
  • rura chłodnicy;
  • rura wydechowa chłodnicy;
  • zaciski do mocowania;
  • ocynkowane żelazo jako odbłyśnik;
  • izolator ciepła;
  • zbiornik 200-300 litrów.

Produkcja: kroki krok po kroku

Konstrukcja kolektora słonecznego jest prosta

  1. Skrzynia wykonana jest z desek, których spód wzmocniony jest drewnem.
  2. Izolację termiczną (pianek, styropian, wełna mineralna) umieszcza się na dnie, na którym kładzie się arkusz żelaza lub cyny.
  3. Grzejnik umieszcza się na górze i zabezpiecza obejmami z listew stalowych.
  4. Wszystkie połączenia są uszczelnione, złącza i pęknięcia są uszczelnione.
  5. Rury chłodnicy i blachy pomalowane są na kolor czarny.
  6. Pudełko i zbiornik na wodę są pomalowane na srebrno. Zbiornik na wodę umieszcza się w izolowanej termicznie skrzyni lub beczce (pomiędzy zbiornik a ścianki skrzynki wlewa się materiał termoizolacyjny).
  7. Aby wytworzyć stałe niskie ciśnienie, kup komorę wodną z zaworem pływakowym, jak w beczce toaletowej. Można go kupić w sklepie hydraulicznym.
  8. Na poddaszu domu, pod dachem, znajduje się komora wodna oraz zbiornik na wodę (zbiornik). Komorę wodną umieszcza się co najmniej 0,8 m nad zbiornikiem.
  9. Kolektor umieszczony jest na dachu południowej strony domu pod kątem 45° do horyzontu.
  10. Następnie następuje połączenie całego systemu ze sobą za pomocą rur: półcalowe rury służą do zainstalowania części wysokociśnieniowej systemu od komory wodnej do wlotu źródła wody. Części niskociśnieniowe instaluje się za pomocą rur calowych. Minimalna liczba rur wynosi 12 sztuk, ale w zależności od odległości między częściami kolektora potrzebnych będzie 18-15 rur, ale nie mniej niż 12.
  11. Aby uniknąć zapowietrzeń, instalację napełnia się wodą z dołu chłodnicy. Gdy tylko cały system zostanie napełniony wodą, woda wypłynie z rurki drenażowej komory wodnej.
  12. Otwórz zawór w rurze, aby napełnić zbiornik.
  13. Woda natychmiast zaczyna się nagrzewać. Ciepła woda unosi się, wypierając zimną wodę i automatycznie wpływa do grzejnika.
  14. Gdy tylko część wody zostanie zużyta, zawór pływakowy w komorze wodnej zadziała i zimna woda ponownie zacznie napływać do dolnej części układu. Nie ma mieszania wody.

Na noc zaleca się odcięcie dopływu wody do zbiornika, aby zapobiec utracie ciepła.

Wideo: montaż powietrznego kolektora słonecznego do ogrzewania domu

Wideo: wykorzystanie energii słonecznej do ogrzewania basenu

Wideo: produkcja i montaż kolektora do ogrzewania szklarni

Film: Proste urządzenie do gromadzenia energii słonecznej z puszek po piwie

Wykorzystaj energię słoneczną do ogrzewania domu, szklarni lub basenu. Kolektor słoneczny pozwoli Ci zaoszczędzić dużo pieniędzy i będzie Ci służył bardzo długo.

Kolektor słoneczny jest alternatywnym źródłem energii cieplnej poprzez wykorzystanie energii słonecznej. Teraz to wygodne urządzenie nie jest już innowacją, ale nie każdego stać na jego instalację. Jeśli wykonasz obliczenia, zakup i instalacja kolektora, który zaspokoi potrzeby gospodarstwa domowego przeciętnej rodziny, może kosztować pięć tysięcy dolarów. Oczywiście minie sporo czasu, zanim takie źródło się opłaci. Ale dlaczego nie zrobić samodzielnie kolektora słonecznego i go nie zainstalować?

Standardowe urządzenie ma postać metalowej płytki, którą umieszcza się w plastikowej lub szklanej obudowie. Powierzchnia tej płyty akumuluje energię słoneczną, zatrzymuje ciepło i przekazuje ją na różne potrzeby gospodarstwa domowego: ogrzewanie, podgrzewanie wody itp. Kolektory zintegrowane występują w kilku typach.

Łączny

Kolektory akumulacyjne nazywane są także kolektorami termosyfonowymi. Najbardziej opłacalny jest ten kolektor słoneczny DIY bez pompy. Jego możliwości pozwalają nie tylko podgrzać wodę, ale także utrzymać temperaturę na wymaganym poziomie przez pewien czas.

Kolektor słoneczny składa się z kilku zbiorników wypełnionych wodą, które umieszczone są w skrzynce termoizolacyjnej. Zbiorniki przykryte są szklaną pokrywą, przez którą przebijają się promienie słoneczne, które podgrzewają wodę. Ta opcja jest najbardziej ekonomiczna, łatwa w obsłudze i utrzymaniu, ale jej skuteczność w zimie jest praktycznie zerowa.

Płaski

To duża metalowa płytka – absorber, która umieszczona jest wewnątrz aluminiowej obudowy ze szklaną pokrywą. Płaski kolektor słoneczny wykonany samodzielnie będzie bardziej efektywny, jeśli zastosujesz szklaną osłonę. Pochłania energię słoneczną poprzez szkło odporne na grad, które dobrze przepuszcza światło i praktycznie go nie odbija.

Wewnątrz skrzynki znajduje się izolacja termiczna, która może znacznie ograniczyć straty ciepła. Sam wafel ma niską sprawność, dlatego pokryty jest półprzewodnikiem amorficznym, co znacznie zwiększa szybkość akumulacji energii cieplnej.

Wykonując kolektor słoneczny do basenu własnymi rękami, często preferowane jest płaskie zintegrowane urządzenie. Równie dobrze radzi sobie jednak z innymi zadaniami, takimi jak podgrzewanie wody na potrzeby gospodarstwa domowego czy ogrzewanie pomieszczenia. Mieszkanie jest najczęściej stosowaną opcją. Lepiej jest wykonać absorber do kolektora słonecznego z miedzi własnymi rękami.

Płyn

Z nazwy jasno wynika, że ​​​​główny płyn chłodzący w nich jest płynny. Wodny kolektor słoneczny typu „zrób to sam” wykonuje się według następującego schematu. Poprzez metalową płytę pochłaniającą energię słoneczną ciepło przekazywane jest poprzez przymocowane do niej rury do zbiornika z wodą lub płynem niezamarzającym lub bezpośrednio do odbiorcy.

Do płyty zbliżają się dwie rury. Przez jeden z nich ze zbiornika dostarczana jest zimna woda, a przez drugi już podgrzana ciecz dostaje się do zbiornika. Rury muszą mieć otwory wlotowe i wylotowe. Ten obieg grzewczy nazywa się zamkniętym.

Gdy podgrzana woda jest dostarczana bezpośrednio na potrzeby użytkownika, taki system nazywa się obiegiem otwartym.

Do podgrzewania wody w basenie coraz częściej wykorzystuje się kolektory nieszkliwione, dlatego montaż takich termicznych kolektorów słonecznych własnymi rękami nie wymaga zakupu drogich materiałów - wystarczą guma i plastik. Przeszklone charakteryzują się wyższą wydajnością, dzięki czemu są w stanie ogrzać dom i zapewnić konsumentowi ciepłą wodę.

Powietrze

Urządzenia powietrzne są bardziej ekonomiczne niż wyżej wymienione analogi, które wykorzystują wodę jako chłodziwo. Powietrze nie zamarza, nie przecieka i nie wrze jak woda. Jeśli w takim układzie pojawi się nieszczelność, nie powoduje to aż tak wielu problemów, jednak dość trudno określić, gdzie ona wystąpiła.

Własna produkcja nie kosztuje konsumenta dużo. Panel słoneczny pokryty szkłem podgrzewa powietrze znajdujące się pomiędzy nim a płytą termoizolacyjną. Z grubsza jest to kolektor płaski z miejscem na powietrze w środku. Zimne powietrze dostaje się do wnętrza i pod wpływem energii słonecznej dostarczane jest do konsumenta ciepłe powietrze.

Wentylator montowany do kanału lub bezpośrednio do płyty poprawia cyrkulację i poprawia wymianę powietrza w urządzeniu. Wentylator do działania wymaga zużycia energii elektrycznej, co jest mało ekonomiczne.

Takie opcje są trwałe i niezawodne oraz łatwiejsze w utrzymaniu niż urządzenia wykorzystujące ciecz jako chłodziwo. Aby utrzymać żądaną temperaturę powietrza w piwnicy lub ogrzać szklarnię za pomocą kolektora słonecznego, odpowiednia jest właśnie ta opcja.

Jak to działa

Kolektor zbiera energię za pomocą akumulatora światła, czyli inaczej panelu odbiorczego energii słonecznej, który przekazuje światło na metalową płytkę akumulacyjną, gdzie energia słoneczna zamieniana jest na energię cieplną. Płyta przekazuje ciepło do chłodziwa, którym może być ciecz lub powietrze. Woda jest przesyłana rurami do konsumenta. Za pomocą takiego kolektora można ogrzać dom, podgrzać wodę do różnych celów domowych czy basen.

Kolektory powietrzne służą głównie do ogrzewania pomieszczenia lub podgrzewania znajdującego się w nim powietrza. Oszczędności przy stosowaniu takich urządzeń są oczywiste. Po pierwsze, nie ma potrzeby stosowania żadnego paliwa, a po drugie, zmniejsza się zużycie energii elektrycznej.

Aby uzyskać maksymalny efekt z bezpłatnego korzystania z kolektora i podgrzewania wody przez siedem miesięcy w roku, musi on posiadać dużą powierzchnię oraz dodatkowe urządzenia służące do wymiany ciepła.

Inżynier Stanisław Staniłow przedstawił światu najbardziej wszechstronną konstrukcję kolektorów słonecznych. Główną ideą wykorzystania opracowanego przez niego urządzenia jest pozyskiwanie energii cieplnej poprzez wywołanie efektu cieplarnianego wewnątrz kolektora.

Projekt kolekcjonerski

Konstrukcja tego kolektora jest bardzo prosta. Zasadniczo jest to kolektor słoneczny wykonany z rur stalowych wspawanych w grzejnik, który umieszczony jest w drewnianym pojemniku zabezpieczonym izolacją termiczną. Jako materiały termoizolacyjne można zastosować wełnę mineralną, styropian i styropian.

Na dnie skrzynki, na której zamontowany jest grzejnik, umieszczona jest blacha ocynkowana. Zarówno blacha, jak i grzejnik pomalowane są na czarno, a sama skrzynka pokryta jest białą farbą. Oczywiście pojemnik przykryty jest szklaną pokrywką, która jest dobrze uszczelniona.

Materiały i części do produkcji

Aby zbudować taki domowy kolektor słoneczny do ogrzewania domu, będziesz potrzebować:

  • szklanka, która będzie służyć jako pokrywka. Jego rozmiar będzie zależał od wymiarów pudełka. Aby uzyskać dobrą wydajność, lepiej wybrać szkło o wymiarach 1700 mm na 700 mm;
  • szklana rama - możesz ją samodzielnie zespawać z narożników lub złożyć z drewnianych desek;
  • deska do pudełka. Tutaj możesz użyć dowolnych desek, nawet z demontażu starych mebli lub podłóg z desek;
  • kącik do wynajęcia;
  • sprzęganie;
  • rury do montażu grzejników;
  • zaciski do mocowania grzejnika;
  • blacha ocynkowana;
  • rury wlotowe i wylotowe chłodnicy;
  • zbiornik o pojemności 200-300 litrów;
  • komora wodna;
  • izolacja termiczna (płyty styropianu, styropianu, wełny mineralnej, ekoolu).

Etapy pracy

Etapy tworzenia kolekcjonera Staniłowa własnymi rękami:

  1. Kontener wykonany jest z desek, których dno wzmocnione jest belkami.
  2. Na dole umieszczony jest izolator ciepła. Podstawę należy szczególnie starannie zaizolować, aby uniknąć wycieku ciepła z wymiennika ciepła.
  3. Następnie na dno skrzynki kładzie się blachę ocynkowaną i instaluje się grzejnik, który jest zespawany z rur i zabezpieczony stalowymi obejmami.
  4. Grzejnik i blacha pod spodem pomalowane są na czarno, a obudowa na biało lub srebrno.
  5. Zbiornik na wodę należy zamontować pod kolektorem w ciepłym pomieszczeniu. Pomiędzy zbiornikiem wody a kolektorem należy zainstalować izolację termiczną, aby rury były ciepłe. Zbiornik można umieścić w dużej beczce, do której można wsypać ekspandowaną glinę, piasek, trociny itp. i w ten sposób zaizolować.
  6. Nad zbiornikiem należy zainstalować komorę wodną, ​​aby wytworzyć ciśnienie w sieci.
  7. Montaż kolektorów słonecznych metodą „zrób to sam” należy wykonać po południowej stronie dachu.
  8. Po przygotowaniu i zamontowaniu wszystkich elementów systemu należy je połączyć w sieć za pomocą półcalowych rur, które muszą być dobrze zaizolowane, aby ograniczyć straty ciepła.
  9. Dobrym pomysłem byłoby zbudowanie sterownika do kolektora słonecznego własnymi rękami, ponieważ urządzenia fabryczne nie wytrzymują długo.

Obliczanie rozmiaru

Obliczanie wymiarów w celu wykonania kolektora słonecznego do ogrzewania własnymi rękami ma przede wszystkim na celu określenie obciążenia systemu grzewczego, którego pokrycie przejmuje to urządzenie. Jest rzeczą oczywistą, że oznacza to wykorzystanie kilku źródeł energii łącznie, a nie tylko energii słonecznej. W tej kwestii istotne jest takie zaaranżowanie systemu, aby współdziałał z innymi – wtedy da to maksymalny efekt.

Aby określić powierzchnię kolektora, należy wiedzieć, do jakich celów będzie on wykorzystywany: ogrzewanie, podgrzewanie wody, czy jedno i drugie. Analizując dane wodomierza, potrzeby grzewcze oraz nasłonecznienie terenu, na którym planowana jest instalacja, można obliczyć powierzchnię kolektorów. Ponadto należy wziąć pod uwagę zapotrzebowanie na ciepłą wodę wszystkich odbiorców, których planuje się podłączyć do sieci: pralki, zmywarki itp.

Powłoka selektywna pełni chyba najbardziej podstawową funkcję w działaniu kolektora. Powlekana płyta lub grzejnik przyciąga wielokrotnie więcej energii słonecznej, zamieniając ją w ciepło. Możesz kupić specjalną substancję chemiczną jako powłokę selektywną lub po prostu pomalować zbiornik ciepła na czarno.

Aby wykonać selektywną powłokę kolektorów słonecznych własnymi rękami, możesz użyć:

  • specjalna gotowa substancja chemiczna;
  • tlenki różnych metali;
  • cienki materiał termoizolacyjny;
  • czarny chrom;
  • farba selektywna dla kolekcjonera;
  • czarna farba lub folia.

Kolekcjonerzy ze złomu

Montaż kolektora słonecznego do ogrzewania domu własnymi rękami jest zarówno tańszy, jak i ciekawszy, ponieważ można go wykonać z różnych dostępnych materiałów.

Z metalowych rur

Ta opcja montażu jest podobna do kolektora Staniłowa. Podczas samodzielnego montażu kolektora słonecznego z rur miedzianych, grzejnik jest spawany z rur i umieszczany w drewnianej skrzynce wyłożonej od wewnątrz izolacją termiczną.

Najbardziej skuteczne będą rury miedziane, można zastosować również rury aluminiowe, ale są one trudne do spawania, ale rury stalowe są najskuteczniejszą opcją.

Taki domowy kolektor nie powinien być zbyt duży, aby był łatwy w montażu i instalacji. Średnica rur kolektorów słonecznych do spawania grzejników powinna być mniejsza niż średnica rur doprowadzających i odprowadzających chłodziwo.

Z rur plastikowych i metalowo-plastikowych

Jak zrobić kolektor słoneczny własnymi rękami, mając plastikowe rury w swoim domowym arsenale? Są mniej skuteczne jako urządzenie magazynujące ciepło, ale są kilkukrotnie tańsze niż miedź i nie korodują jak stal.

Rury ułożone są w skrzynce spiralnie i zabezpieczone obejmami. Dla większej skuteczności można je pokryć farbą czarną lub selektywną.

Możesz eksperymentować z układaniem rur. Ponieważ rury słabo się wyginają, można je układać nie tylko spiralnie, ale także zygzakiem. Wśród zalet rury z tworzyw sztucznych można łatwo i szybko lutować.

Z węża

Aby wykonać kolektor słoneczny do prysznica własnymi rękami, będziesz potrzebować gumowego węża. Znajdująca się w nim woda bardzo szybko się nagrzewa, dlatego może pełnić także funkcję wymiennika ciepła. Jest to najbardziej ekonomiczna opcja przy samodzielnym wykonywaniu kolektora. Wąż lub rurę polietylenową umieszcza się w skrzynce i zabezpiecza opaskami.

Ponieważ wąż jest skręcony spiralnie, nie nastąpi w nim naturalna cyrkulacja wody. Aby zastosować w tym systemie zbiornik magazynujący wodę, musi on być wyposażony w pompę obiegową. Jeśli jest to domek letniskowy i zużywa się niewiele ciepłej wody, wówczas ilość wpływająca do rury może być wystarczająca.

Z puszek

Czynnikiem chłodzącym kolektora słonecznego wykonanego z puszek aluminiowych jest powietrze. Puszki są ze sobą połączone, tworząc rurę. Aby wykonać kolektor słoneczny z puszek po piwie, należy odciąć dolną i górną część każdej puszki, połączyć je ze sobą i skleić uszczelniaczem. Gotowe rury umieszcza się w drewnianym pudełku i przykrywa szkłem.

Zasadniczo powietrzny kolektor słoneczny wykonany z puszek po piwie służy do usuwania wilgoci w piwnicy lub do ogrzewania szklarni. Jako urządzenie magazynujące ciepło można wykorzystać nie tylko puszki po piwie, ale także plastikowe butelki.

Z lodówki

Możesz samodzielnie wykonać panele słoneczne do podgrzewania wody z nieużywanej lodówki lub chłodnicy starego samochodu. Skraplacz wyjęty z lodówki należy dokładnie wypłukać. Uzyskaną w ten sposób gorącą wodę najlepiej wykorzystywać wyłącznie do celów technicznych.

Na dnie puszki rozkłada się folię i matę gumową, następnie kładzie się na nich kondensator i zabezpiecza. Aby to zrobić, możesz użyć pasków, zacisków lub zapięcia, za pomocą którego był przymocowany w lodówce. Aby wytworzyć ciśnienie w systemie, nie zaszkodzi zainstalować pompę lub komorę wodną nad zbiornikiem.

Wideo

Z poniższego filmu dowiesz się, jak zrobić kolektor słoneczny własnymi rękami.

W górę