Słoneczny wymiennik ciepła DIY. Kolektor słoneczny „zrób to sam”: wykonanie kolektora słonecznego do podgrzewania wody i ogrzewania

Tradycyjne źródła energii z roku na rok drożeją, a wyścigu cenowego nie widać końca. Tymczasem najpotężniejsze źródło energii, z którym spotykamy się niemal na co dzień, „działa” całkowicie za darmo. A jeśli ludzkość nie nauczyła się jeszcze efektywnie pozyskiwać energii bezpośrednio w postaci prądu elektrycznego, to energię cieplną słońca może wykorzystać każdy człowiek - jeśli tylko będzie chęć!

Rzeczywiście, w nasłonecznionym miejscu oprawa wysyła około 1 kW energii na godzinę. Grzechem byłoby nie wykorzystać takiego źródła choćby do podgrzewania wody. Jednocześnie koszty stworzenia i instalacji urządzenia do podgrzewania wody są minimalne. Wynalazcy w całym kraju od dawna stosują różnorodne instalacje do podgrzewania wody.

Wśród nich są najprostsze i bardziej złożone, z automatycznym sterowaniem. Wszystko zależy od przygotowania technicznego, możliwości finansowych i oczywiście chęci.

Jak dziś rzemieślnicy pozyskują ciepłą wodę ze słońca?

Wykonanie własnego grzejnika słonecznego wcale nie jest trudne.

To najprostsza opcja.
Zwykły pojemnik w postaci beczki, starego zbiornika, instaluje się na dachu letniego prysznica lub domu, stodoły i łączy wężem ze zwykłym kranem.

Jeśli pojemnik zostanie pomalowany na czarno, nagrzewanie nastąpi szybciej.

Pod koniec dnia woda nagrzewa się do około 45°C. Dane te dotyczą zbiornika polietylenowego o pojemności 200-300 litrów. Pożądane jest, aby był płaski - zwiększa to wydajność ogrzewania.

Jedynym minusem jest to, że całą wodę należy zużyć wieczorem, bo... rano będzie zimno.

Aby „wyeliminować” tę wadę, będziesz musiał zaizolować sam pojemnik lub spuścić podgrzaną wodę do ponownie zaizolowanego zbiornika. Można po prostu wlać wodę do bojlera, a gdy ostygnie, podgrzać ją. Przynajmniej część energii elektrycznej zostanie zaoszczędzona.

Inną możliwością jest podłączenie kotła na stałe do zbiornika zamontowanego na dachu. Wtedy woda będzie stale krążyć; można z niego korzystać w Internecie.

Istotną wadą systemu jest to, że nie działa w temperaturach poniżej +20C. Dlatego istnieją inne sposoby podgrzewania wody poza sezonem.

Słoneczny podgrzewacz wody – kolektor

To urządzenie jest uważane za najbardziej skuteczne. Wszystko zależy od materiału, z którego wykonany jest kolektor. Najczęściej jest to:

• stal
• mosiądz.

Ale montaż przy użyciu metalu jest pracochłonny (lutowanie, spawanie, uszczelki itp.), Dlatego stosuje się inne materiały. Istnieje możliwość zastosowania rur polipropylenowych - są tańsze. Jednak ich połączenie może powodować również trudności związane z uszczelnieniem połączeń.

Kolejną wadą jest znaczne odkształcenie po podgrzaniu, nie jest to tak zauważalne w przypadku rur metalowo-plastikowych, ale polipropylen ma wysoki współczynnik rozszerzalności cieplnej. Ten niedobór może powodować nieszczelności w systemie.

Istnieje oryginalne i proste rozwiązanie polegające na wykorzystaniu węża ogrodowego jako kolektora słonecznego. Cały proces montażu ogranicza się do skręcenia go w spiralę i umieszczenia w odpowiednim pudełku.

Doskonała elastyczność, brak połączeń gwarantuje brak wycieków, a długość węża umożliwia podłączenie go bezpośrednio do armatury bez konieczności wykonywania połączeń pośrednich.

Wydajność takiego systemu zależy od długości węża. Przy średnicy 2,5 cm i temperaturze powietrza co najmniej +25°C jeden metr węża podgrzewa 3,5 litra wody do +45°C.

Okazuje się, że w słoneczny dzień wieczorem 10 metrów „da” 280 litrów ciepłej wody. System działa, gdy temperatura spadnie do +8C.

Jak przebiega proces podgrzewania wody?

Promienie słoneczne uderzają w spiralę przez szkło i podgrzewają spiralę. Podgrzana woda staje się źródłem promieniowania długofalowego, które odbija się od szkła. Oznacza to, że promienie słoneczne wpadają w swego rodzaju termiczną „pułapkę”.

1. Aby stworzyć to urządzenie grzewcze, będziesz potrzebować pudełka, w którym umieścisz spiralę czarnego węża; użycie innych kolorów spowoduje utratę 5% ciepła. Może to być guma lub PCV. Średnica - nie mniej niż 1,9 cm, grubość ścianki nie większa niż 2,5 mm.
2. Wąż zostanie podłączony do kotła, który powinien być wyższy niż spirala. Dno pudełka należy zaizolować pianką plastikową pomalowaną na czarno.
3. Samo pudełko jest od góry przykryte szybą okienną (organiczna się nie nadaje, bo słabo zatrzymuje promieniowanie słoneczne).
4. Pomiędzy szybą a skrzynką należy zamontować gumową uszczelkę.

Podgrzewacz wody wykonany z butelek PET

Pomysł jest taki, aby najpierw stworzyć moduły (po 3 butelki, możliwe są 4 lub 5), a następnie każdy z nich podłączyć do plastikowej rury, która z jednej strony jest podłączona do źródła zimnej wody, z drugiej oddaje gorącą płyn. Najlepiej używać butelek o pojemności 2-2,5 litra. Muszą być połączone zgodnie z zasadą „szyja do dołu”.

• Aby to zrobić, w dnie wycina się otwór na szyjkę o średnicy 26 mm. Otwór musi znajdować się dokładnie pośrodku. Dlatego najpierw zaznacz środek, wiercąc otwór wiertłem 3-6 mm.
• Aby zapewnić szczelność, nasmaruj gwinty na szyi uszczelniaczem i pozostaw konstrukcję w bezruchu na 2-3 dni. Zrób dziurę w dnie górnej butelki!
• Moduł trzech butelek jest podłączony w ten sam sposób (można wymyślić inny sposób) do plastikowej rury, do której jednego końca wchodzi zimna woda.

Liczba modułów może być duża. Aby uzyskać 200 litrów gorącej wody, potrzeba około 110 butelek – to trzy metry kwadratowe powierzchni.

• Umieść powstały blok w pudełku przykrytym szybą okienną. Kąt pochylenia wynosi od 10 do 30 stopni.

Powstały system jest znacznie wydajniejszy niż czarna beczka z wodą zainstalowana na dachu.

Większość domowych projektów podgrzewania wody przez słońce latem pozwala zaoszczędzić 70-80% energii zużywanej na ogrzewanie. Jesienią, wiosną – do 40%. Jednocześnie rocznie z oprawy „pobiera się” aż 400 kW/h na osobę! Coś do przemyślenia.

Powody, dla których warto samemu wykonać solarny podgrzewacz wody: dbałość o środowisko i oszczędzanie energii. można go używać nie tylko na wsi, ale także w domu latem. W artykule przedstawiliśmy kilka opcji grzejników, wybierz „swój” i przystąp do realizacji pomysłu.

Zasada działania i konstrukcja grzejnika słonecznego

Słońce świeci przez cały rok, a za tę energię nikt nie bierze pieniędzy. Jak obrócić to na swoją korzyść? Zrób kocioł na energię słoneczną. Efektywność jego działania zależy od regionu: im więcej promieni wnika w ziemię, tym lepiej urządzenie się nagrzewa. Jeśli weźmiemy urządzenia fabryczne, to ich moc nadaje się nawet do ogrzewania.

Jak działają przemysłowe grzejniki solarne? Składają się z:

• Kolektor to zbiornik, przez który przepływa podgrzana woda.
• Rurki ze szkła kwarcowego z wężami wewnątrz (zawierają płyn roboczy - substancję zamieniającą się w parę). To kwarc przepuszcza promienie UV, zapewniając optymalne podgrzewanie wody nawet przy pochmurnej pogodzie. Rury posiadają próżnię, dzięki czemu doskonale zatrzymują ciepło.
• Pompa lub inne urządzenia wytwarzające ciśnienie. Niektóre modele bezciśnieniowe działają na zasadzie konwekcji.
• Rurociąg.
• Zbiornik.

Jak działają fabryczne jednostki próżniowe:

• Wewnątrz rurek znajduje się płyn roboczy. Pod wpływem promieni słonecznych zamienia się w parę i unosi się, podgrzewając w ten sposób zbiornik na wodę.
• Jeśli podgrzewacz wody jest magazynowany, jest on podłączony do kotła w domu lub mieszkaniu za pomocą cewki.

Płaska konstrukcja grzejnika:

• Składa się z prostokątnego korpusu, którego tylna ściana pokryta jest materiałem termoizolacyjnym.
• Do korpusu przymocowana jest miedziana cewka. Łączy się ze zbiornikiem.
• Woda krąży pod wpływem konwekcji lub pompy.
• Talerz jest pomalowany na czarno i zabezpieczony od góry szkłem.

Ta opcja jest tańsza niż opcja próżniowa, ale jej wydajność jest również niższa, szczególnie przy pochmurnej pogodzie.

Rodzaje grzejników słonecznych

Oprócz tych wymienionych powyżej istnieją prostsze urządzenia. Dzielą się na dwa typy w zależności od zaopatrzenia w wodę:

• Aktywny. Woda krąży w systemie za pomocą pompy, zaworu lub kolektora. Istnieją typy otwarte i zamknięte. Te ostatnie zawierają w środku środek zapobiegający zamarzaniu, który zapobiega zamarzaniu wody nawet w ujemnych temperaturach.

• Bierny. Mają niską produktywność i działają w sposób bezciśnieniowy.

Ponadto słoneczne podgrzewacze wody (SW) są natychmiastowe i magazynują. Domowy kocioł można wykorzystać do letniego prysznica, basenu, kąpieli i innych potrzeb.

Jak wykonać tę pracę samodzielnie

Jak już pisaliśmy, SV można wykonać z różnych materiałów i na różne sposoby.

Ze skraplacza lodówki

Jest to gotowy absorber – pochłaniacz pary. Jednakże wymiennik ciepła może być również wykonany z następujących materiałów:

• rurki miedziane;
• węże;
• rury polimerowe, aluminiowe;
• plastikowe butelki.

Skupmy się na kondensatorze. Do wykonania baterii potrzebne będą:

• Drewniane deski lub belki. Musisz zrobić obudowę, w której zmieści się kondensator.
• Szkło.
• Materiał odblaskowy (folia).
• Gumowa wyściółka, większa niż cewka.
• Rurociąg.
• Szpachlówka.
• Izolacja cieplna.

Wyjmij grill z tyłu starej lodówki. Należy go dobrze wyczyścić i umyć, ponieważ w środku znajdował się czynnik chłodniczy. Zrób ramę z drewnianych klocków. Podszewka będzie gumowa. Połóż izolację termiczną i arkusz materiału odblaskowego na wierzchu. Ostrożnie uszczelnij wszystkie pęknięcia.

Teraz zainstaluj kondensator i zabezpiecz go na miejscu. Na górze znajduje się tafla szkła. Możesz zabezpieczyć konstrukcję taśmą. Zapewnij otwory do doprowadzenia wody. Możesz dokręcić wkręty samogwintujące lub wkręty samogwintujące u góry i u dołu szyby, ponieważ grzejnik zostanie zainstalowany pod kątem.

Dodaj wodę i przetestuj produkt.

Grzejnik rurowy

Ten prosty obwód pozwala szybko podgrzać wodę. Dzięki łatwości podłączenia powierzchnia montażowa może mieć dowolną wielkość. Można je wykorzystać do ogrzewania i potrzeb domowych.

Czego będziesz potrzebować:

• Rury wykonane z poliwęglanu, polietylenu, polipropylenu, metalu i tworzywa sztucznego.
• Belka do ościeżnicy (wymiary zależne od miejsca montażu).
• Arkusz sklejki.
• Narożniki.
• Adapter.
• Trójnik.
• Zawór wlotowy i zwrotny.
• Kran spustowy.
• Blacha.
• Profile aluminiowe.
• Tablica.
• Szkło.
• Piasek.
• Hydroizolacja.
• Podstawy.

Instrukcje:

• Zdecyduj o miejscu montażu – powinno być jak najbardziej nasłonecznione.
• Aby zagęścić glebę, użyj piasku i ziemi. Jako podstawę można zastosować płyty chodnikowe.
• Używając drewna i narożników, zmontuj ramę. Wzmocnij tylną część drewnem, mocując ją wzdłużnie do podstawy. Przymocuj sklejkę z przodu. Wykończ korpus mocując deski z otworami na szybę.
• Zamontuj szkło na korpusie.
• Przymocuj blachy na górze. Pomaluj powierzchnie czarną farbą.
• Zorganizuj łączniki rurowe i zainstaluj je w odległości 40 mm od siebie. Zmontuj konstrukcję za pomocą narożników i łączników.
• Wykonaj dwa otwory na doprowadzenie wody, zainstaluj trójniki i wykonaj połączenia. Sprawdź system pod kątem wycieków.

Projekt całoroczny

Ta metoda jest najtrudniejsza technicznie. Pozwala jednak na eksploatację grzejnika zarówno latem, jak i zimą. Jako chłodziwo stosowane są rurki z wyładowanym medium.

Ciecz musi krążyć od góry do dołu:

• Zbuduj metalową ramę o wymaganej powierzchni. Można go od razu przymocować do dachu za pomocą śrub kotwiących.
• Podłącz dopływ wody i zainstaluj czujnik temperatury.
• Zamontuj grzejnik: owiń rurę miedzianą blachą aluminiową. Włóż konstrukcję do szklanej rury. Zamontuj miskę do mocowania i rozruch od dołu.
• Zamontuj metalową część rury w mosiężnym skraplaczu.
• Uporządkuj blok montażowy i podłącz do niego prąd. Zamontować odpowietrznik obok czujnika temperatury.
• Ustaw wymagane parametry i przetestuj projekt.

Z węża

Według opinii użytkowników jest to najłatwiejszy i najbardziej ekonomiczny sposób zorganizowania kotła słonecznego. Jako podstawę weź ramę w kształcie piramidy lub wykonaj ją z rur przez spawanie. Ułóż wąż w kółko na ramie. Aby utrzymać go na miejscu, użyj plastikowych zacisków lub klipsów. Ciecz musi poruszać się w takim układzie pod ciśnieniem. Przykryj konstrukcję folią na górze.

Zalety instalacji SV:

• Efektywna praca przy pełnym obciążeniu.
• W pełni gotowy do użycia.
• Szybki zwrot kosztów materiałów.
• Oszczędzanie energii.

Możesz zastosować klasyczną technikę wykonania kotła - czarne plastikowe beczki. Można je zamontować nad prysznicem lub w innym dogodnym miejscu.

• Konieczne jest dokładne obliczenie obciążenia produktu, które powinno być równe dziennemu zużyciu.
• Jeśli wykonasz urządzenie ze zbiorników, zapewnij dodatkową izolację termiczną.
• Rury prowadzące do zbiornika nie powinny być zbyt długie, aby woda szybciej wpływała do zbiornika i nie miała czasu na ochłodzenie.

Produkcja grzejnika słonecznego po raz kolejny potwierdza, że ​​istnieje na świecie energia, za którą nie trzeba płacić. Oszczędzaj paliwo i chroń środowisko.

Dobrzy właściciele domów prywatnych zawsze szukają możliwości zaoszczędzenia na kosztach ogrzewania wody i ogrzewania. Stało się to szczególnie istotne w ostatnim czasie, gdy ceny mediów niemal co kwartał wykazują stałą tendencję wzrostową. Sama natura przychodzi na ratunek ze swoim niewyczerpanym źródłem energii – promieniowaniem słonecznym. Stosując prawa fizyki w praktyce, rzemieślnicy znajdują ciekawe sposoby na zaoszczędzenie pieniędzy, opracowując i montując kolektory słoneczne, co prawdopodobnie każdy właściciel domu może wykonać samodzielnie – wystarczy włożyć trochę wysiłku i umiejętności.

Kolektor słoneczny typu „zrób to sam” można wykonać na wiele sposobów i z najróżniejszych materiałów, czasem nawet z tych, które po prostu „leżą pod nogami”. rury, przy użyciu szkła, paneli poliwęglanowych i innych materiałów.

Niektóre metody produkcji kolektorów zostaną omówione poniżej, ale najpierw warto przestudiować schematy połączeń - z reguły są one w przybliżeniu wspólne dla wszystkich słonecznych systemów podgrzewania wody.

Schematy podłączenia kolektorów słonecznych

Efektywna praca instalacji solarnej do podgrzewania wody zależy nie tylko od tego, z czego wykonany jest kolektor, ale także od tego, jak prawidłowo jest on zamontowany i podłączony. Istnieje wiele opcji schematów połączeń, ale nie powinieneś szukać najbardziej skomplikowanych, ponieważ możesz łatwo skorzystać z podstawowych, które są dostępne i zrozumiałe.

Opcja „lato” zaopatrzenia w ciepłą wodę z kolektora słonecznego

Poniższy prosty schemat podłączenia kolektorów słonecznych ma zastosowanie zarówno do podgrzewania wody użytkowej, jak i na potrzeby domowe. Jeśli potrzebna jest ciepła woda na zewnątrz w budynku letnim, zbiornik na nią jest również instalowany w powietrzu. W przypadku, gdy w całym domu rozprowadzana jest ciepła woda i tam jest zainstalowany zbiornik magazynujący.

Schemat ten zwykle zapewnia naturalną cyrkulację wody iw tym przypadku kolektor akumulatorowy jest instalowany 800 ÷ 1000 mm poniżej poziomu zbiornika, w którym będzie płynęła gorąca woda - należy to zapewnić różnicą gęstości zimnej i podgrzaną ciecz. Do połączenia kolektora ze zbiornikiem stosuje się rury o średnicy co najmniej ¾ cala. Aby woda w zbiorniku była gorąca, jaką osiągnie pod wpływem nagrzewania się przez dzienne słońce, ściany należy odpowiednio zaizolować, np. wełną mineralną o grubości 100 mm i polietylenem (w przypadku braku dachu nad zbiornikiem). bojler). Ale nadal lepiej jest zapewnić stałe schronienie dla pojemnika, ponieważ zamoczenie izolacji przed deszczem znacznie obniży jej właściwości termoizolacyjne.

Cyrkulacja naturalna nie jest zbyt dobra do stosowania w systemie z kolektorem słonecznym, ponieważ powoduje słabą bezwładność ruchu wody w obiegu. A jeśli akumulator i zbiornik są wystarczająco daleko od siebie, woda po przejściu tej ścieżki stopniowo ostygnie. Dlatego, aby zwiększyć wydajność, często instaluje się system cyrkulacji. Ta opcja nadaje się do podgrzewania wody tylko w ciepłej połowie roku, a zimą woda z systemu będzie musiała zostać spuszczona, w przeciwnym razie po zamarznięciu łatwo pęknie T t rubli

Schemat podłączenia „zimowego” do solarnego podgrzewania wody

Jeśli planujesz używać kolektora słonecznego przez cały rok, to aby zapobiec zamarzaniu wody w rurach podczas ekstremalnych mrozów, zamiast tego do obwodu wlewa się specjalny środek przeciw zamarzaniu, czyli niezamarzającą ciecz. Schemat przybiera zupełnie inną formę - zainstalowany jest kocioł z ogrzewaniem pośrednim. W takim przypadku płyn niezamarzający nagrzany w kolektorze słonecznym przejdzie przez wężownicę wymiennika ciepła kotła, podgrzewając wodę w zbiorniku.

W ten system koniecznie wbudowana jest „grupa bezpieczeństwa” - automatyczna otwór wentylacyjny, manometr i zawór bezpieczeństwa przystosowany do wymaganego ciśnienia. Do ciągłego ruchu chłodziwa zwykle stosuje się pompę obiegową.

Opcja ogrzewania słonecznego

W przypadku wykorzystania energii słonecznej do ogrzewania domu wykorzystuje się także kocioł grzewczy pośredni podłączony do kolektora, a także do dogrzania czynnika chłodniczego – opalanego paliwem stałym lub gazem. W jesienne lub wiosenne dni, gdy słońce jest w stanie podgrzać płyn chłodzący do pożądanej temperatury, kocioł można po prostu wyłączyć.

Jeśli zimy w regionie są bardzo mroźne, nie należy oczekiwać od kolektora dużej wydajności, ponieważ w tym okresie jest niewiele słonecznych dni, a sama gwiazda jest nisko nad horyzontem. Dlatego konieczne jest dodatkowe podgrzanie chłodziwa i gorącej wody. Jedynym sposobem, w jaki bateria słoneczna pomoże Ci zaoszczędzić na paliwie, jest to, że kocioł będzie otrzymywać nie zimną, ale już nieco podgrzaną wodę, co oznacza, że ​​będziesz musiał spalić mniej gazu lub drewna, aby doprowadzić ją do pożądanej temperatury.

Trzeba też wiedzieć, że im większy kolektor słoneczny, tym więcej energii będzie w stanie pochłonąć. Dlatego, aby taki system wygenerował wystarczającą ilość ciepła do ogrzania domu, należy zwiększyć wielkość powierzchni kolektora do 40–45% całkowitej powierzchni domu.

Możliwość zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania z kolektora słonecznego

Aby wykorzystać kolektor słoneczny zarówno do ogrzewania, jak i zaopatrzenia w ciepłą wodę, konieczne jest połączenie obu poprzednich opcji w systemie i zastosowanie specjalnego bojlera na wodę z dodatkowym zbiornikiem posiadającym wężownicę, przez którą krąży czynnik chłodzący podgrzewany przez baterię słoneczną. Dzięki temu, że zbiornik wewnętrzny jest znacznie mniejszy od głównego, znajdująca się w nim woda nagrzewa się z wężownicy znacznie szybciej i przekazuje ciepło do zbiornika ogólnego.

Ponadto kocioł musi być podłączony do dodatkowego źródła ciepła - może to być kocioł elektryczny lub generator ciepła na paliwo stałe.

Niestabilność temperatury wytwarzana przez baterię słoneczną może przyczynić się do przegrzania płynu chłodzącego lub odwrotnie, do jego zbyt szybkiego ochłodzenia w obiegach grzewczych i wodociągowych. Aby temu zapobiec, cały system musi być sterowany automatycznie. Montowany w okablowaniu kontroler temperaturę, która może albo przekierować przepływy chłodziwa, albo włączyć lub wyłączyć pompy obiegowe, albo wykonać inne operacje kontrolne.

Na powyższym schemacie taki regulator temperatury jest oznaczony jako regulator.

Ogólnie rzecz biorąc, schematy połączeń (rurociągi) są jasne. Ale teraz warto rozważyć kilka opcji samodzielnego wykonywania kolektorów słonecznych.

Ceny kolektorów słonecznych

Kolektory słoneczne

Kolektor słoneczny wykonany z węża lub rury elastycznej

Ci, którzy mają prywatny dom z ogrodem lub daczą, oczywiście wiedzą, że woda pozostająca w tymczasowej sieci oświetleniowej po podlaniu łóżek szybko się nagrzewa. Ta pozytywna jakość węży czy elastycznych rur została wykorzystana przez rzemieślników do stworzenia z nich słonecznych wymienników ciepła. Należy zaznaczyć, że taki kolektor będzie kosztował wielokrotnie mniej niż ten kupiony w sklepie, jednak aby proces produkcji zakończył się sukcesem, trzeba włożyć w to pewien wysiłek.

Rozdzielacz taki może składać się z jednej lub kilku sekcji, w które ułożone i zabezpieczone są węże ciasno zwinięte w spiralny „ślimak”.

Ten projekt można nazwać najprostszym, zarówno pod względem projektu, jak i instalacji. Jego główną wadą jest to, że praktycznie nie można go stosować bez zastosowania wymuszonego obiegu, ponieważ jeśli kontury rur są zbyt długie, opór hydrauliczny przekroczy siłę nacisku wytworzoną przez różnicę temperatur. Jednak rozwiązanie problemu instalacji pompy obiegowej wcale nie jest trudne. A taki system zainstalowany w wiejskim domu będzie doskonałą pomocą i szybko się zwróci, w tym koszty (bardzo nieznaczne) zasilania pompy.

Podobne kolektory wykorzystuje się także do podgrzewania wody w basenach. Są podłączone do systemu filtracji, który jest koniecznie wyposażony w pompę. Woda krążąca rurami kolektora ma czas na nagrzanie się przed wejściem do basenu.

W niektórych przypadkach Tworząc cały system, możesz obejść się bez instalowania zbiornika akumulacyjnego. Jest to możliwe w przypadku korzystania z ciepłej wody tylko w ciągu dnia i w małych ilościach. Na przykład w obwodzie składającym się ze 150 m rury o średnicy wewnętrznej 16 mm mieści się 30 litrów wody. A jeśli pięć lub sześć takich „ślimaków” z rur zbierze się w jedną baterię, to w ciągu dnia każdy członek rodziny będzie mógł wziąć prysznic kilka razy, a nadal pozostanie dużo ciepłej wody na potrzeby gospodarstwa domowego.

Jeśli ktoś ma wątpliwości co do skuteczności takiego podgrzewania wody, polecamy obejrzeć film przedstawiający testowanie kolektora wężowego:

Wideo: wydajność prostego kolektora słonecznego

Materiały do ​​produkcji

Aby wykonać taki kolektor słoneczny, należy przygotować pewne materiały. Nie jest wcale wykluczone, że część z nich znajdzie się w stodole czy garażu.

• Wąż gumowy lub elastyczna czarna rura z tworzywa sztucznego o średnicy 20 ÷ 25 mm to w zasadzie główny element instalacji, w którym podczas cyrkulacji wody będzie zachodziła wymiana ciepła. Ilość węża będzie zależała od wielkości panelu słonecznego - może wynosić 100 lub 1000 metrów. Preferowany jest czarny kolor węża, ponieważ pochłania on ciepło bardziej niż wszystkie inne odcienie.

Należy od razu zauważyć, że rury metalowo-plastikowe nie nadają się szczególnie do wykonania kolektora, nawet jeśli są pokryte czarną farbą. Faktem jest, że ich plastyczność w tym przypadku jest niewystarczająca - pękają przy zginaniu o małym promieniu i dlatego nawet jeśli integralność ścian nie zostanie naruszona, intensywność przepływu wody zmniejszy się.

Węże sprzedawane są w zwojach po 50, 100 lub 200 metrów. Jeśli planujesz zrobić baterię o dużej pojemności, będziesz musiał kupić kilka wnęk. Jeśli planujesz zastosować w każdej sekcji np. 50 lub 100 m węża, to nie powinieneś kupować całej 200-metrowej cewki, lepiej kupić gotowy wąż mierzony. Pomoże to zaoszczędzić czas podczas instalacji.

Wąż można ułożyć nie tylko w formie okrągłej spirali, ale także owalnej, a także w formie cewki.

Jako dobrą alternatywę można wypróbować nowoczesne rury z polietylenu sieciowanego PEX. Mają dobrą plastyczność, ale nie jest trudno wymyślić, jak nadać im czarny kolor, jeśli nie jest w promocji.

• Jeżeli nachylenie dachu, na którym zostanie zainstalowana bateria kolektorów, jest strome, wówczas wykonuje się specjalne skrzynki z prętów, sklejki lub blachy na spirale węża. Do tego potrzebne będą pręty 40×40 lub 40×50 mm, sklejka o grubości 6 mm lub blacha o grubości 1,5–2 mm.

Półfabrykaty przyszłego modułu są obrabiane (drewno) lub związkami antykorozyjnymi (metal). Następnie pudełko jest z nich składane w jedną lub więcej spiral.

Nawiasem mówiąc, jako boki skrzynki można wykorzystać stare ramy okienne, do których po prostu montuje się dolną część.

• Do wstępnej obróbki metalu i drewna należy zakupić środki antyseptyczne, antykorozyjne i podkładowe.
• Węże (rury) będą poddawane znacznym obciążeniom zarówno od masy płynu chłodzącego, jak i od zmian temperatury i ciśnienia wewnętrznego. Dlatego będą próbowały zakłócić montaż, odkształcić się i zwisać, dlatego konieczne jest zapewnienie specjalnych mocowań, aby utrzymać je w początkowo określonej pozycji.

Może to być metalowy pasek mocowany między rurami za pomocą wkrętów samogwintujących.

Inną opcją jest luźna wiązka z ciasnym sznurkiem lub plastikowym „wiązaniem” zaciskowym z krzyżykiem lub poprzeczką. Mimo to ta metoda mocowania jest bardziej odpowiednia w przypadku rury z tworzywa sztucznego niż węża, ponieważ może zwisać na sznurku, gdy guma się rozszerza. Jeśli do kolektora zostanie wybrany wzmocniony wąż gumowy, wówczas ta metoda jest całkiem odpowiednia do mocowania.

Inną opcją mocowania odpowiednią do plastikowej rury lub wzmocnionego węża mogą być gwoździe z szerokimi główkami. Można je wbić albo w dno skrzynki (w tym przypadku musi ona mieć grubość co najmniej 10 mm), albo w rodzaj krzyża wykonanego z bloczka.

• Konieczne będzie również przygotowanie elementów łączących do węża lub rur. Istnieje wiele odmian takich okuć, ale musisz wybrać dokładnie te, które są przeznaczone dla wybranego do produkcji zbieracz materiałów.

Oprócz takich złączy do przejścia z rury z tworzywa sztucznego lub gumy na zwykłą metalową rurę wymagane będą łączniki gwintowane. Takie połączenie będzie konieczne, jeśli kolektor składa się z kilku modułów.

Aby wiedzieć, ile elementów łączących potrzeba, należy wcześniej narysować schemat ideowy tworzonego systemu i obliczyć na nim ich liczbę.

• Aby połączyć wszystkie moduły w jedną baterię, należy zastosować dwie kolekcjonerski - cięty metalowa rura. Przez jeden z nich, umieszczony na dole akumulatora, zimna woda będzie wpływać do wymienników ciepła, a przez drugi, umieszczony na górze, będzie zbierana podgrzana woda.

Górna rura połączy się ze zbiornikiem, czyli przejdzie do konsumenta. Powinien mieć średnicę 40 ÷ 50 mm.

Instalacja baterii

Po przygotowaniu wszystkiego, czego potrzebujesz, możesz rozpocząć pracę.

• Najpierw należy potraktować wszystkie drewniane części przyszłej konstrukcji środkiem antyseptycznym.
• Następnie, jeśli spód modułów wykonany jest z blachy, należy go pokryć środkiem antykorozyjnym. Zwykle używa się do tego mastyksu przeznaczonego do pokrywania spodu samochodów.

• Po wyschnięciu kompozycji na przygotowanych elementach montuje się z nich pojedyncze lub wspólne moduły.
• Następnie układa się w nich węże, do których mocowane są uchwyty.

• Aby rury mogły swobodnie przechodzić przez boki modułów, wierci się dla nich otwory - w górnej i dolnej części. Odpowiednio rura wlotowa zimnej wody jest poprowadzona do dolnego otworu, a wylot wody podgrzanej do górnego otworu.
• Jeśli kilka modułów jest zamontowanych pionowo lub jeden wspólny, w którym umieszczonych jest również kilka „ślimaków” rurowych, jeden nad drugim, wówczas dolny koniec każdej ze spiral jest podłączony do górnego wylotu podstawowej - i zgodnie na tę zasadę sekwencyjną zostaje przełączona cała „kolumna”. Najniższy koniec jest podłączony do wspólnego metalowego kolektora, przez który będzie przepływać zimna woda. Wszystkie sąsiednie rzędy pionowe montuje się w ten sam sposób - ze wspólnym podłączeniem do rozdzielacza zasilającego.

• Odpowiednio, górne końce węży najwyższego poziomego rzędu modułów są podłączone do metalowej rury kolektora, przez którą odprowadzana jest gorąca woda do spożycia.
• Obieg kolektora spiralnego można również zamontować na blasze instalowanej nie na dachu, ale w pobliżu domu, po jego południowej stronie lub w pobliżu basenu, jeśli wymaga on ogrzewania. W takim przypadku metalowa podstawa przyczyni się do szybszego nagrzewania wody i zatrzymywania ciepła w rurach, ponieważ ma dobrą przewodność cieplną i pojemność cieplną.

• Inną opcją dla termicznego kolektora słonecznego może być ułożenie obwodu na płaszczyźnie dachu w specjalnych skrzynkach w długich, równoległych rzędach na całej długości dachu.

Ceny rur z polietylenu usieciowanego

Rury XLPE

Wideo: prosty kolektor słoneczny z liniowym układem rur

Efekt wzmacniamy plastikowymi butelkami

Na rysunku przedstawiono kolektor słoneczny wykonany z węży (rur), którego wydajność znacznie wzrasta dzięki zastosowaniu zwykłych plastikowych butelek. Na czym polega tutaj „sztuczka”? A jest ich kilka na raz:

• Butelki pełnią rolę przezroczystej osłony i zapobiegają odbieraniu ciepła przez przepływ powietrza absolutnie niepotrzebne wzajemna wymiana ciepła. Co więcej, same komory powietrzne stają się rodzajem akumulatorów ciepła. Występuje efekt cieplarniany, który jest aktywnie wykorzystywany w technologii rolniczej.
• Zaokrąglona powierzchnia butelki pełni rolę soczewki, wzmacniając działanie promieni słonecznych.
• Jeśli dolna powierzchnia butelki zostanie wyłożona materiałem z folii odblaskowej, można uzyskać efekt skupiania promieni w miejscu, przez które przechodzi rura. Ogrzewanie na tym tylko skorzysta.
• Kolejny ważny czynnik. Przezroczysta powierzchnia z tworzywa sztucznego w pewnym stopniu zmniejszy niszczycielskie negatywne działanie promieni ultrafioletowych, które nie „lubią” ani gumy, ani plastiku. Obwód ten powinien trwać dłużej.

Do wykonania takiego kolektora słonecznego potrzebne będą:

1 – Wąż gumowy, rury z czarnego metalu lub tworzywa sztucznego – jako wymiennik ciepła.

2 – Plastikowe butelki, które staną się osłoną wokół rur obwodu.

3 - W butelkach, w ich połowie, która będzie przylegać do podstawy, można włożyć folię lub inny materiał odblaskowy. Część odblaskowa powinna być skierowana w stronę słońca.

4 – Dość łatwo będzie zamontować stojak z bloku lub metalowej rury.

5 - Zbiornik na podgrzaną wodę, który należy podłączyć do punktu poboru - kranu, prysznica itp.

6 - Zbiornik na zimną wodę, który można podłączyć do sieci wodociągowej.

Instalacja kolektorów słonecznych

Montaż opcji pokazanej na górnym schemacie jest następujący:

• Na początek stojak jest montowany z metalowej rury lub pręta. Jeśli jest wykonany z drewna, należy go pokryć kompozycją antyseptyczną, ale jeśli jest wykonany z metalu, należy go potraktować środkiem antykorozyjnym. Długość należy obliczyć tak, aby między dwoma stojakami zainstalowano parzystą liczbę butelek.
• Na stojakach, na odległość szerokości butelek, mocowane są poziome listwy, na których można wykonać dodatkowe mocowanie cewki. Ponadto nadadzą ramie dodatkową sztywność.
• Następnie przygotowuje się wymaganą liczbę plastikowych butelek - odcina się od nich dolną część, tak aby jedna butelka bokiem szyjki ściśle przylegała do powstałego otworu.

• Weź wąż (rurę) o wymaganej długości, która będzie wystarczająca do instalacji obwód cewki na gotowym stojaku ramowym.

Odsuwając się 100 ÷ 150 mm od krawędzi węża, zaznaczamy miejsce jego zamocowania. Następnie przez tę krawędź na rurę nakładana jest wymagana liczba przygotowanych butelek, która wystarczy do całkowitego pokrycia obszaru do przeciwległego stojaka. Butelki ustawia się ciasno obok siebie, tak aby szyjka drugiej zmieściła się w wyciętym w dnie otworze poprzedniej.

• Gdy odcinek rury do ułożenia górnej części wężownicy jest całkowicie przykryty skrzynką z butelkami, jego krawędź jest zabezpieczona na górze lewego słupka ramy. Do mocowania można użyć uchwytów zaciskowych do rur plastikowych z zatrzaskiem o żądanym rozmiarze.

• W razie potrzeby położenie butelek reguluje się tak, aby foliowa połowa z nich znajdowała się na dole, w pobliżu ramy kolektora.
• Następnie rura obraca się płynnie i zatrzaskuje się z powrotem na zacisku.
• Następnym krokiem jest ponowne umieszczenie butelek na rurze i przymocowanie jej do lewego stojaka. Schemat ten kontynuuje się aż do wypełnienia całej ramy wężownicą kolektora.
• Teraz pozostaje już tylko „zapakować” armaturę, poprzez którą powstały kolektor zostanie podłączony do źródła zimnej wody oraz do zasobnika ciepłej wody.

Taki kolekcjoner, jak widać, absolutnie nieskomplikowane w produkcji, ale może stać się dobrym „pomocnikiem” w prywatnym domu, przejmując funkcje podgrzewania wody.

Nawiasem mówiąc, energię słoneczną można wykorzystać nie tylko do podgrzewania wody, ale także do dostarczania ogrzanego powietrza do pomieszczeń. Na przykład możesz dowiedzieć się, jak to zrobić samodzielnie, klikając link do specjalnej publikacji na naszym portalu.

Wideo - samodzielny montaż elektrowni słonecznej

Doskonały domowy produkt do domku letniskowego, który w dobry letni dzień zapewni Ci ciepłą wodę, podgrzewaną całkowicie darmową energią słoneczną. Gorąca woda może przydać się do mycia naczyń, rąk i do innych celów. Słoneczny podgrzewacz wody jest łatwy w produkcji, nie wymaga ścisłego użycia niektórych materiałów, wszystko można wymienić w razie potrzeby lub braku.

Wykonanie słonecznego podgrzewacza wody

Nowoczesne technologie i materiały pozwalają dziś na możliwie najefektywniejsze wykorzystanie alternatywnych źródeł energii. Jednym z takich źródeł jest słońce. Przekształcanie jego energii w energię elektryczną i ciepło to ekonomiczny (prawie darmowy) sposób ogrzewania pomieszczeń. W ten sposób możesz chronić środowisko przed zanieczyszczeniami. Aby podgrzać wodę, możesz wykonać słoneczny podgrzewacz wody własnymi rękami.

Zakres zastosowania

Kolektory słoneczne służą do podgrzewania wody w basenach, ogrzewania pomieszczeń lub zaopatrzenia w ciepłą wodę. Istota pracy polega na wykorzystaniu energii słonecznej do ogrzania chłodziwa. Choć słońce ma różną intensywność zimą i latem, podgrzewanie wody w ten sposób jest możliwe przez cały rok. Jest to warunek konieczny zastosowania tej metody.

Przykładowo na metr kwadratowy zimą potrzeba od 1 do 3 kW/h wytworzonej energii elektrycznej, a latem liczba ta wzrasta do 6-8 kW/h. W regionach północnych wszystkie wskaźniki można zwiększyć o 30% lub więcej. Nawet w regionach północnych aktywnie wykorzystywane są grzejniki słoneczne, które pomagają rozwiązać problem dostarczania ciepłej wody, ogrzewania i tym podobnych. W regionach południowych i strefie środkowej takie urządzenia w pełni zapewnią domowi ciepłą wodę i ciepło, oczywiście oznacza to duże jednostki o powierzchni kilku metrów kwadratowych. Mogą całkowicie zastąpić kocioł.

Jak podgrzać wodę w daczy. Kolektor słoneczny własnymi rękami

Zalety systemu obejmują:

Wadami takiego systemu są:

• wysoka cena przy zakupie wyposażenia fabrycznego;
• wydajność zależy bezpośrednio od lokalizacji i pory roku;
• zależność wydajności od nasłonecznienia i zachmurzenia;
• pomimo dość dużej mocy panele są podatne na grad;
• konieczność zainstalowania zasobnika ciepła.

Podgrzewacz wody z kolektorem słonecznym DIY Część 1

Rodzaje kolektorów słonecznych

Kolektory słoneczne można klasyfikować według wielu parametrów. Przede wszystkim należy wspomnieć o temperaturze, w jakiej pracują heterogrzejniki. Tak więc urządzenia dzielą się na:

• niska temperatura - działa w temperaturze 50 stopni;
• temperatura średnia - zakres temperatur 80-90 stopni;
• wysoka temperatura - zdolna do doprowadzenia chłodziwa do stanu wrzenia.

Istnieją urządzenia wysokotemperaturowe, które mogą pracować w temperaturach 200-300 stopni, ale są one wykorzystywane wyłącznie do celów produkcyjnych. Słoneczny podgrzewacz wody możesz wykonać własnymi rękami tylko w pierwszej i drugiej grupie. Do produkcji kolektorów wysokotemperaturowych potrzebny będzie drogi i profesjonalny sprzęt.

Jeśli podzielimy urządzenia według projektu, możemy wyróżnić trzy główne typy:

• urządzenia próżniowe;
• płaskie podgrzewacze wody;
• koncentratory słoneczne.

Próżniowe podgrzewacze wody działają na zasadzie termosu. Konstrukcja opiera się na kilkudziesięciu szklanych kolbach z dwiema komorami. Zewnętrzna część wykonana jest z wysokowytrzymałego szkła, które „nie boi się” gradu i wiatru. Wewnętrzna posiada specjalny krój zwiększający zdolność pochłaniania promieni słonecznych. Pomiędzy komorami wytwarza się próżnia, aby zapobiec utracie ciepła.

W rurze wewnętrznej znajduje się miedziany obwód, w którym krąży czynnik chłodzący – niskowrzący freon, który podgrzewa konstrukcję próżniowego kolektora słonecznego. Proces nagrzewania realizowany jest poprzez odparowanie płynu procesowego i przekazanie ciepła do płynu roboczego, który znajduje się w obwodzie głównym. Z reguły do ​​tych celów stosuje się środek przeciw zamarzaniu.

Kolektor słoneczny własnymi rękami

Taki system może zapewnić pracę w temperaturach do 50 stopni. Samodzielne zbudowanie takiej konstrukcji jest dość trudne. Pod tym względem istnieje bardzo niewiele domowych urządzeń tego typu.

Płaski podgrzewacz wody wygląda jak niska, izolowana skrzynka. Panel pochłaniający energię słoneczną ma zwiększoną przewodność cieplną. Dzięki temu możliwe jest osiągnięcie maksymalnego nagrzania chłodziwa poruszającego się wzdłuż obwodu rurowego.

Zasada działania koncentratora słonecznego polega na ogrzaniu określonego punktu za pomocą zwierciadła sferycznego. Bezpośrednie ogrzewanie chłodziwa następuje w spiralnym metalowym obwodzie, który znajduje się pod ogniskiem lustra. Główną zaletą kolektorów słonecznych skupiających światło słoneczne w jednym punkcie jest możliwość podgrzania chłodziwa do wysokiej temperatury. Ale taki system nie jest popularny wśród początkujących i doświadczonych rzemieślników, ponieważ istnieje potrzeba monitorowania położenia słońca.

Aby własnoręcznie wykonać kolektor słoneczny na letni prysznic, idealna jest płaska konstrukcja. Należy również wziąć pod uwagę obecność izolacji termicznej, miedzianych absorberów i szkła, które ma wysoką przepuszczalność światła.

Kolektor słoneczny zrób to sam - recenzja, okablowanie.

Urządzenie i zasada działania

Płaski podgrzewacz wody składa się z drewnianej ramy z ciasno wszytą tylną ścianą. Główny element grzejny, absorber, jest zamontowany na dole. Często jest wykonany z blachy, do której przymocowany jest kolektor rur w postaci cewki lub w pozycji równoległej. Rury są starannie przyspawane lub przylutowane do blachy, szew nie powinien być przerywany. Jest to konieczne, aby zapewnić maksymalny transfer ciepła.

Obieg płynu składa się z pionowo ułożonych rurek. Są one przymocowane do poziomego obwodu o dużej średnicy. Otwory wlotowe i wylotowe znajdują się ukośnie. Schemat ten pozwala na możliwie najskuteczniejsze wydobywanie ciepła z wymiennika ciepła. Często głównym środkiem chłodzącym jest płyn niezamarzający. Ale możesz wybrać inne substancje niezamarzające.

Absorber należy pomalować farbą pochłaniającą światło. Skrzynka jest izolowana materiałami izolacyjnymi, a na górze montowane jest szkło hartowane lub pleksi. Możesz uprościć zadanie, dzieląc powierzchnię przeszklenia na dwie części. Aby uzyskać wyższą wydajność, stosuje się okna z podwójnymi szybami.

Taka konstrukcja tworzy efekt termosu, który zmniejsza utratę ciepła przez wiatr, deszcz i inne zjawiska pogodowe.

Zasada działania jest następująca:

Nowoczesne technologie umożliwiają wykorzystanie podgrzanego płynu chłodzącego nawet po zniknięciu słońca za chmurami. Dzieje się tak z powodu ciągłego ruchu chłodziwa i obecności zbiornika akumulującego ciepło.

Niezależna produkcja z improwizowanych środków

Ogrzewanie wody ze słońca własnymi rękami można wykonać na różne sposoby. Ale wszystkie mają jedną cechę: tę samą konstrukcję izolacji termicznej skrzynki. Często podstawa wykonana jest z drewna, płyty wiórowej i podobnych materiałów. Wierzch konstrukcji pokryty jest substancjami antyseptycznymi, a następnie lakierem i folią odblaskową. Izolacja następuje poprzez instalację wełny mineralnej. Absorber wykonany jest z rurek metalowych i plastikowych. Wszystkie pozostałe elementy produktu mogą zostać wykonane z niepotrzebnych materiałów odpadowych.

Jedną z najtańszych opcji kolektora słonecznego na letni prysznic jest zastosowanie węża ogrodowego lub rury PCV. Składają się w kształt ślimaka na metalowej lub drewnianej powierzchni. Efektywność ich stosowania polega na dużej powierzchni grzewczej. Konieczne jest zainstalowanie zasobnika ciepła. Jeśli nie zostanie to zrobione, absorber będzie się przegrzewał w bardzo gorące letnie dni. Lepiej jest wziąć sam wąż czarny. W ten sposób promienie słoneczne maksymalnie podgrzeją płyn chłodzący. Tę opcję można wykorzystać nie tylko do podgrzewania wody na letni prysznic, ale także do podgrzewania podłóg czy basenu.

Do budowy kolektora słonecznego często wykorzystuje się skraplacz starej lodówki. Wymiennik ciepła na zewnątrz będzie gotowym absorberem dla kolektora słonecznego. Wystarczy zamontować go na blasze pochłaniającej ciepło, a także zamontować w korpusie. Oczywiście współczynnik wydajności jest niewielki, ale w sam raz, aby zaspokoić potrzeby dostarczania ciepłej wody w lecie dla małego wiejskiego domu.

Wykorzystanie starego grzejnika to kolejna możliwość samodzielnego wykonania kolektora słonecznego. Jest wygodniejszy w produkcji, ponieważ nie wymaga nawet instalowania dodatkowej płyty odbijającej ciepło. Wystarczy zamontować go w obudowie i wstępnie pokryć farbą żaroodporną. Latem jeden grzejnik może pokryć zapotrzebowanie na ciepłą wodę. Jeśli zainstalujesz kilka jednostek, to przy zimnej, słonecznej pogodzie całkiem możliwe jest obejście się bez dodatkowych źródeł podgrzewania wody.

Ostatnio bardzo popularne stały się również rurki miedziane, metalowo-plastikowe i polietylenowe do tworzenia kolektorów własnymi rękami. Wszystkie mają swoje zalety i wady. Na przykład rury miedziane wymagają dużo pracy przy montażu, a także dużego budżetu na ich zakup.

Funkcje instalacji

Aby zainstalować urządzenie, należy dokładnie wybrać lokalizację. Nie można go zacieniać, ponieważ kolektor słoneczny musi otrzymywać maksymalną ilość światła słonecznego w ciągu dnia. Szyny montażowe utrzymujące podstawę wykonane są z listew drewnianych lub metalu. Ich położenie i długość należy obliczyć w taki sposób, aby nachylenie płyty w stronę słońca można było regulować w zakresie od 45 do 60 stopni.

Aby ograniczyć straty ciepła, zasobnik należy umieścić jak najbliżej instalacji. Cyrkulacja chłodziwa może być naturalna lub wymuszona. To zależy od pewnych warunków. W tym drugim przypadku stosuje się dodatkową pompę obiegową i czujnik temperatury, który będzie monitorował temperaturę wody i uruchomił silnik, gdy stopień osiągnie zaprogramowany poziom.