Соларни колектор из пластичних боца: корак по корак водич за састављање соларног уређаја

Шта је соларни колектор

Развијени су и патентирани бројни дизајни:

1. Раван.
2. Тубулар.
3. вакуумске цеви.
4. Термосифони.

Соларни колектор "уради сам" најлакше је направити у равном или цевастом дизајну.

Како саставити инсталацију? Један колекторски блок (њихов број је већ приближно познат из прорачуна извршених према горе наведеној методи) састоји се од следећих елемената:

• Сет бакарних или алуминијумских цевастих елемената;
• упијајућа плоча;
• Заптивено термоизоловано кућиште;
• Поклопци, који могу бити направљени од провидног полимера отпорног на топлоту или каљеног стакла.

Ефикасност изолације одређује ефикасност колектора. Може се повећати ако је у кругу обезбеђено коло за складиштење, које може да обезбеди топлоту у облачним данима или за рад система за хлађење.

Процес производње и накнадне уградње соларних колектора могућ је не само за кров, већ и за јужне зидове зграде. У овом случају, кућишта су опремљена перфорацијама како би се олакшао проток ваздуха. Када се загрејани ваздух подигне до врха зида, биће усмерен у вентилационе канале зграде ради даље дистрибуције.

Врсте соларних колектора

Стандардни уређај има облик металне плоче, која се поставља у пластичну или стаклену кутију. Површина ове плоче акумулира сунчеву енергију, задржава топлоту и преноси је за различите потребе домаћинства: грејање, загревање воде итд. Постоји неколико врста интегрисаних колектора.

Кумулативно

Колектори за складиштење се такође називају термосифони. Такав соларни колектор "уради сам" без пумпе је најпрофитабилнији. Његове могућности омогућавају не само загревање воде, већ и одржавање температуре на потребном нивоу неко време.

Такав соларни колектор за грејање састоји се од неколико резервоара напуњених водом, који се налазе у термоизолационој кутији. Резервоари су прекривени стакленим поклопцем, кроз који се пробијају сунчеви зраци и загревају воду. Ова опција је најекономичнија, једноставна за руковање и одржавање, али њена ефикасност зими је скоро нула.

раван

П представља велику металну плочу - апсорбер, који се налази унутар алуминијумског кућишта са стакленим поклопцем.Равни соларни колектор „уради сам“ биће ефикаснији када користите стаклени поклопац. Апсорбује сунчеву енергију кроз стакло отпорно на град, које добро пропушта светлост и практично је не рефлектује.

Унутар кутије налази се топлотна изолација, која може значајно смањити губитак топлоте. Сама плоча има ниску ефикасност, па је обложена аморфним полупроводником, што значајно повећава брзину акумулације топлотне енергије.

Када правите соларни колектор за базен сопственим рукама, често се даје предност равном интегрисаном уређају. Међутим, није лошије да се носи са другим задацима, као што су: загревање воде за кућне потребе и загревање простора. Стан је најчешће коришћена опција. Пожељно је да направите сами апсорбер за соларни колектор од бакра.

Течност

Из имена је јасно да је главна расхладна течност у њима течност. Соларни колектор за воду "уради сам" је направљен према следећој шеми. Кроз металну плочу која апсорбује сунчеву енергију, топлота се преноси кроз цеви причвршћене за њу у резервоар са водом или течношћу која се не смрзава или директно до потрошача.

За плочу су причвршћене две цеви. Кроз један од њих, хладна вода се напаја из резервоара, а кроз другу, већ загрејана течност улази у резервоар. Цеви морају имати улазне и излазне отворе. Таква шема грејања се назива затворена.

Када се загрејана вода директно снабдева да би се задовољиле потребе корисника, такав систем се назива опен-лооп.

Неглазирани се чешће користе за загревање воде у базену, тако да склапање таквих термалних соларних колектора сопственим рукама не захтева куповину скупих материјала - гума и пластика ће учинити.Застакљене имају већу ефикасност, па су у стању да загреју кућу и обезбеде потрошачу топлу воду.

Ваздух

Ваздушни уређаји су економичнији од горе наведених аналога који користе воду као носач топлоте. Ваздух се не смрзава, не цури и не кључа као вода. Ако дође до цурења у таквом систему, то не доноси толико проблема, али је прилично тешко утврдити где се то догодило.

Уради сам производња није скупа за потрошача. Соларни панел, који је прекривен стаклом, загрева ваздух који се налази између њега и топлотноизолационе плоче. Грубо говорећи, ово је раван колектор са простором за ваздух унутра. Хладан ваздух улази унутра и под утицајем сунчеве енергије топли ваздух се испоручује потрошачу.

Такве опције су издржљиве и поуздане и лакше се одржавају од уређаја који користе течност као расхладно средство. За одржавање жељене температуре ваздуха у подруму или за загревање стакленика соларним колектором, погодна је управо таква опција.

Флексибилна конструкција цеви

За стварање поузданог соларног колектора користе се само висококвалитетни материјали. У ту сврху су погодне метално-пластичне цеви или обична црева која се користе за наводњавање. Колектор се може саставити од неколико модула. Цеви морају бити положене и чврсто причвршћене у њима.

Овај дизајн је најједноставнији. Његов кључни недостатак је потреба за коришћењем пумпе. Пошто је природна циркулација немогућа у таквом дизајну. Ако су цеви предугачке, хидраулички отпор ће бити већи од силе главе створене температурном разликом.

Имајте на уму да инсталирање пумпе не представља никакав проблем. Штавише, такав систем се прилично брзо исплати.

Постављање базена

Разматрана верзија колектора се такође може користити за загревање воде у базену. Мора бити повезан са системом за филтрирање са пумпном опремом. Течност која циркулише унутра ће се загрејати пре уласка у резервоар базена.

Постоје опције у којима је дозвољено одбити уградњу резервоара за складиштење. Овај приступ се може применити ако је загрејана вода намењена искључиво за коришћење током дана у малој запремини. На пример, дужина кола је сто педесет метара. У овом случају, индикатор унутрашњег пречника је шеснаест милиметара. У овом дизајну ставља се тридесет литара течности. Ако се дизајн састоји од неколико преграда повезаних у један систем, биће много више загрејане воде.

Соларни колектор - вода или ваздух

Сваки од грејача је ефикасан, само се главна сврха и принцип рада разликују:

• Колектор за воду - користи се за задовољавање потреба за топлом водом и нискотемпературним системима подног грејања. Ефикасност рада у зимском периоду је значајно смањена. Индиректно загревани вакумски и панел колектори повезани са пуфер резервоаром настављају да акумулирају топлоту током целе године. Главни недостатак је висока цена соларног колектора, инсталације и цевовода.
• Колектор за вентилацију ваздуха - има једноставан дизајн и уређај који се, по жељи, може направити самостално. Основна намена: грејање простора. Наравно, постоје шеме које омогућавају коришћење примљене топлоте за снабдевање топлом водом, али у исто време ефикасност ваздушних колектора пада скоро за половину.Предности: ниска цена комплета и инсталације.

Соларни системи за грејање ваздуха раде само током дана. Загревање ваздуха почиње чак и по облачном времену, уз велику облачност и за време кише. Рад грејача ваздуха зими не престаје.

Ово је занимљиво: Која је разлика између руског купатила и финске сауне (видео)

Од бакарних цеви

Изузетно ефикасан је колектор са бакарном серпентином, изнутра пресвучен лимом од истог материјала. Можда најефикаснији од оних које смо нашли на мрежи. Цеви и траке се лемљују посебним аутогеним лемилом на шавовима, спојевима, тако да је бакарни апсорбер био најзахтевнија фаза, која је трајала 2 дана.

Бакар је поцрнео стављањем у купатило са калијум персулфатом:

Кућиште је изоловано, на задњи зид је причвршћена фолија да рефлектује топлоту. Све празнине су пажљиво запечаћене:

Конструкција је постављена на своје место, за то је умотана обичном фолијом, а тек након транспорта и спајања постављено је стакло:

Резултат: у врућој јужној клими, под директним зрацима, бакар је постао врућ, вода се загрејала до кључања, чак су били приметни трагови топљења полимерних структурних елемената. Препоручљиво је мешати хладну течност у туш са соларним апсорбером овог типа, за шта је потребно обезбедити одвојено буре са њим или довод из славине.

Производња апсорбера

Састављамо цеви на следећи начин:

1. Зид који покрива врх тегле (у коме се налази рупа) сече се металним маказама на „латице“, које су савијене ка унутра. Погодно је савијати "латице" постављањем лименке на пластичну цев максималног могућег пречника (да прође унутар лименке).
2. У дну сваке конзерве са конусном бушилицом потребно је направити 3 рупе пречника 20 мм, тако да су њихови центри на врховима једнакостраничног троугла.
3. Сада можете сакупљати цеви из лименки - 8 ком. у сваком. Спојеви лименки треба да буду заптивни заптивачем за димњаке високе температуре као што је Хигх Хеат Малтер. Овај састав треба нанети на претходно одмашћену и навлажену површину. Састав се изравнава прстима, носећи гумене рукавице, које такође треба навлажити водом.

Да би цеви биле савршено равне, приликом монтаже, лименке треба ставити у шаблон оборен са две даске и који има облик угла са једнаким углом. Поставља се под благим углом у односу на вертикалу (можете се наслонити на зид).

На новосастављеној цеви, која се налази у шаблону, одозго, све док се заптивач потпуно не очврсне, потребно је уградити тег.

Шта је соларни колектор?

У основи, ово је климатска опрема која се користи за производњу топле воде са њеном накнадном употребом у водоводном и грејном систему. Принцип рада таквог система је промена густине воде током њеног загревања, због чега се врућа течност гура нагоре.

Главна разлика између оваквих система је у томе што се за грејање користе природни ресурси, посебно соларна енергија, која је апсолутно бесплатна. А правилно дизајниран соларни колектор вам омогућава да извучете ову енергију чак и по мразном дану или по облачном времену. Због тога је употреба таквог уређаја могућа не само у лето, већ чак иу јесен и зими.

Уређај соларног колектора

Дизајн комплетног система соларних колектора нужно укључује неколико основних елемената - то су:

• уређај за извлачење сунчеве енергије;
• контејнер за акумулацију топле воде;
• измењивач топлоте;
• термоизолациона структура, што смањује брзину хлађења расхладне течности.

Израда уређаја од валовитог картона

Ово је још једноставнији дизајн соларног колектора. Изградићете га много брже.

Прва фаза. Прво направите дрвену кутију на исти начин као у претходној верзији. Затим положите греду дуж обода задњег зида (приближно 4к4 цм), а на дно положите минералну вуну.

Друга фаза. Направите излазну рупу на дну.

Трећа фаза. Положите валовиту плочу на греду и префарбајте је у црно. Наравно, ако је првобитно била другачија боја.

Четврта фаза. Направите перфорације преко целе површине валовите плоче за проток ваздуха.

Пета фаза. Ако желите, можете застаклити целу структуру поликарбонатом - то ће повећати температуру грејања апсорбера. Али не заборавите да морате обезбедити и излаз за проток ваздуха споља.

Карактеристике вакуумског соларног колектора за грејање куће зими

Вакумски соларни колектор је прилично компликован уређај. Главни радни елемент представља скупа сијалица која апсорбује светлост са провидном површином, у којој се налази цев. Основа рада је принцип термоса. Вакумска боца омогућава сунчеву светлост да прође у унутрашњу цев, где нема ваздуха, што вам омогућава да уштедите до 95% топлоте.

Вакумски соларни колектори. Скупље, али раде чак и зими

Дно унутрашњег вакуума цеви за соларни колектор заузима антифриз, који при загревању прелази у гасовито стање. У свом горњем делу топлота се преноси на колектор са расхладном течношћу. Истовремено, антифриз се хлади и кондензује, враћајући се у првобитно стање.

Вакумски соларни колектор карактерише висока ефикасност у условима лошег осветљења и температурама испод -37 °Ц. Посебно је дизајниран за северне географске ширине и може да функционише у одсуству директног сунчевог зрачења. За ефикасан рад, структури је потребна стална брига, која се састоји у чишћењу њене површине од контаминације.

Главни недостатак је висока цена изградње. Ако бар једна цев поквари, поправка ће бити проблематична, јер су сви производи монтирани у серији.

Шема "лето".

Ова опција је погодна за летњи туш. Ако ће се налазити на улици, онда тамо треба монтирати посуду која акумулира топлу воду.

Ако говоримо о ожичењу унутар зграде, онда се контејнер са течношћу мора поставити у кућу.

Шема која се разматра функционише на основу природне циркулације. Колектор мора бити монтиран испод резервоара, где ће се акумулирати топла вода, око једног метра. То је због различите густине хладних и врућих течности. За повезивање колектора са резервоаром потребно је користити цеви са попречним пресеком од 0,75 инча и више.

За ефикасно одржавање воде у топлом стању, зидови резервоара морају бити изоловани. У ту сврху потребно је користити минералну вуну. Његова дебљина треба да буде најмање десет центиметара. Ако се изнад котла налази кров, потребно је додатно користити полиетилен за изолацију.

Ова шема се не зове узалуд "лето". У стању је да загреје воду само у топлој сезони. Током хладног периода, течност се мора испразнити из система. У супротном, замрзавање може оштетити коришћени цевовод.

Процес склапања домаћег соларног колектора

Почетак монтаже овог производа соларне енергије почиње израдом завојнице. Ако сте успели да покупите готову завојницу, коначна монтажа ће трајати много мање времена. Изабрани калем треба темељно опрати под текућом водом (пожељно топлом) како би се опрале све блокаде изнутра и ослободили остатака фреона. Ако нисте пронашли одговарајуће цеви, онда можете купити праву количину у продавници. Али у овом случају, мораћете да направите саму завојницу. Да бисте то направили, исеците цеви на потребну дужину. Затим, користећи угаоне прелазе, лемите их у облику структуре завојнице. Даље, тако да се колектор може прикључити на водовод, залемите ¾ водоводне прелазе на ивицама завојнице. Постоји неколико опција за облик и дизајн завојнице, на пример, можете лемити цеви у облику "мердевина" (ако намеравате да примените ову опцију, онда купите адаптере без угла, требаће вам мајице) .

Монтажа соларног колектора

Затим, на претходно припремљени лим, нанесете селективни премаз црном мат бојом, препоручљиво је то учинити у најмање неколико слојева. Сачекајте да проток ваздуха осуши боју и почните да лемите завојницу (нефарбана страна). Целокупна структура намотаја мора бити залемљена по целој дужини цеви, чиме се гарантује најефикаснији пренос топлоте и, као резултат, максимални пренос топлоте у систем водоснабдевања. Ако све урадите како треба, соларни колектор који сте саставили радиће како је предвиђено.

Равни колектори

Равни соларни колектори су метални оквир на који су, гледано одоздо према горе, причвршћени:

• плоча за тело;
• термоизолациони слој;
• рефлектујући слој (није присутан у свим моделима);
• плоча колектора топлоте (расхладни елемент или се такође назива адсорбујућа плоча), на коју су залемљене цеви за измењивање топлоте;
• провидни поклопац који преноси светлост (каљено стакло са 95% пропусности светлости или не мање провидни поликарбонат).

Такође на телу постоје излазна и улазна цев - расхладна течност циркулише кроз њих.

Постоје модели отворени - без поклопца. Њихова једина предност је ниска цена, али су веома неефикасни и потпуно нефункционални на ниским температурама. Због тога што нема поклопца, апсорпциони премаз се брзо уништава, па отворени колектори служе неколико сезона, а због својих карактеристика могу се користити за загревање воде у базену или под тушем. Бескорисни су за грејање.

Принцип рада равног соларног колектора је следећи: сунчеви зраци готово у потпуности пролазе кроз горње заштитно стакло. Од ових зрака, хладњак се загрева. Топлота се, наравно, зрачи, али скоро не излази: стакло је провидно за сунчеве зраке, не пропушта топлоту (положај "ц" на дијаграмима). Испоставило се да се топлотна енергија не распршује, већ се чува унутар панела. Од ове топлоте, цеви за размену топлоте се загревају, а од њих се топлота преноси на расхладну течност која циркулише кроз њих.

Правила за локацију равних колектора

Колектори овог типа морају бити постављени под углом од 90о у односу на упадне светлосне зраке. Што је овај угао прецизније подешен, систем сакупља више топлоте. Јасно је да је нереално стално одржавати овај угао на фиксном крову, али морате поставити панел тако да светлост пада на њега што је дуже могуће.Постоје прилично скупи уређаји који мењају положај панела у односу на сунце, одржавајући оптимални угао упада сунчевих зрака. Зову се системи за праћење.

Од чега зависи цена

Цена равног колектора у великој мери зависи од коришћених материјала. Дакле, тело може бити алуминијум или поцинковани челик. Алуминијумско тело је пожељно, али кошта више. Постоје и полимерна кућишта. Одликује их висока чврстоћа и поузданост.

Цеви за размену топлоте и материјал плоче колектора топлоте имају велики утицај на ефикасност. Они су алуминијум (такви панели су јефтинији) и бакар. Бакарни су скупљи, али и издржљивији, имају и већу ефикасност. За Русију, чак и за њене јужне регионе, пожељно је да их користе. Пошто је инсолација, чак и на југу, ретко претерана, није увек довољна за грејање.

Премаз плоче колектора топлоте је такође важан: што је ближе апсолутној црној боји, то ће се мање зрака рефлектовати и резултираће више топлоте. Због тога технолози стално раде на побољшању овог премаза.

У првим моделима то је била обична црна боја, али данас је то црни премаз од никла.

Пластични разводници

У посебном типу могу се разликовати пластични соларни колектори. У најједноставнијој верзији, ово су две поликарбонатне плоче, које су постављене на алуминијумски оквир. Између њих, ребра су заварене или заварене, стварајући лавиринт у панелу за проток воде. Улаз се налази на врху панела, а излаз на дну.У горњи се улива хладна вода, која се, пролазећи кроз лавиринт, загрева и излази са вишом температуром кроз доњи. Систем се користи за загревање воде током лета. Због малог хидрауличког отпора, веома добро функционише у систему гравитационог тока. Овај тип соларног бојлера је идеална опција за снабдевање топлом водом летњиковца током баштенске сезоне.

Али понекад се пуноправни колектори за грејање називају пластични соларни колектори. Само код њих горњи поклопац није од стакла, већ од истог поликарбоната или друге пластике која добро пропушта сунчеву светлост. Такви модели су мање изложени ризику: пластика је издржљивија од стакла (чак и каљеног).

Опремање система који раде са соларним колекторима аутоматизацијом

Специфичности рада соларних инсталација, стално мењање почетних података (сезоне, временске прилике и тако даље) не обезбеђују стабилност параметара (температура, проток топлотног носача и др.), што захтева укључивање управљачких система у шема инсталације.

Електронски уређаји као што је контролер, на основу анализе температуре на одређеним местима инсталационог дијаграма, дају команде за отварање / затварање вентила, укључивање / искључивање пумпних јединица за одабир оптималног кретања расхладне течности дуж кола. Тако, на пример, ако је температура воде у резервоару расхладне течности прекорачена, регулатор ће зауставити своје кретање дуж кола, заустављајући губитак топлоте која би се могла испустити у околину кроз колектор.

Принцип рада соларних грејача

Пре него што се упустите у производњу домаћег соларног система, вреди проучити дизајн фабрички направљених соларних колектора - ваздуха и воде.Први се користе за директно загревање простора, други се користе као бојлери или расхладна течност без смрзавања - антифриз.

Главни елемент соларног система је сам соларни колектор, који се нуди у 3 верзије:

1. Равни бојлер. То је запечаћена кутија, изолована одоздо. Унутра се налази пријемник топлоте (апсорбер) од металног лима, на који је причвршћен бакарни калем. Одозго је елемент затворен јаким стаклом.
2. Дизајн колектора за грејање ваздуха је сличан претходној верзији, само ваздух који пумпа вентилатор циркулише кроз цеви уместо расхладне течности.
3. Уређај цевастог вакуумског колектора се суштински разликује од равних модела. Уређај се састоји од издржљивих стаклених боца, у које су постављене бакарне цеви. Њихови крајеви су повезани са 2 линије - довод и повратак, ваздух се испумпава из тиквица.

Додатак. Постоји још једна врста вакуумских бојлера, где су стаклене боце чврсто затворене и напуњене посебном супстанцом која испарава на ниској температури. Током испаравања, гас апсорбује велику количину топлоте која се преноси на воду. У процесу размене топлоте, супстанца се поново кондензује и тече на дно балоне, као што је приказано на слици.

Уређај директно загрејане вакуумске цеви (лево) и боце напајане испаравањем/кондензацијом течности

Наведени типови колектора користе принцип директног преноса топлоте сунчевог зрачења (иначе - инсолације) на текућу течност или ваздух. Равни бојлер ради овако:

1. Вода или антифриз који пумпа циркулациона пумпа креће се кроз бакарни измењивач топлоте брзином од 0,3-0,8 м / с (иако постоје и гравитациони модели за туш на отвореном).
2. Сунчеви зраци загревају упијајућу плочу и завојну цев која је чврсто повезана са њим. Температура расхладне течности која тече расте за 15-80 степени у зависности од сезоне, доба дана и времена на улици.
3. Да би се искључили губици топлоте, дно и бочне површине тела су изоловане полиуретанском пеном или екструдираном полистиренском пеном.
4. Прозирно горње стакло обавља 3 функције: штити селективни премаз апсорбера, не дозвољава да ветар дува преко завојнице и ствара херметички слој који задржава топлоту.
5. Врућа расхладна течност улази у измењивач топлоте резервоара за складиштење - пуферски резервоар или котао за индиректно грејање.

Пошто температура воде у кругу уређаја варира са променом годишњих доба и дана, соларни колектор се не може користити директно за грејање и потрошну топлу воду. Енергија добијена од сунца се преноси на главну расхладну течност кроз калем резервоара - акумулатор (котла).

Ефикасност цевастих апарата је повећана захваљујући вакууму и унутрашњем рефлектујућем зиду у свакој посуди. Сунчеви зраци слободно пролазе кроз безваздушни слој и загревају бакарну цев антифризом, али топлота не може да савлада вакуум и изађе напоље, па су губици минимални. Други део зрачења улази у рефлектор и фокусира се на водну линију. Према произвођачима, ефикасност инсталације достиже 80%.

Када се вода у резервоару загреје на одговарајућу температуру, соларни измењивачи топлоте се пребацују на базен помоћу тросмерног вентила