Urob si sám solárny kolektor - pokyny krok za krokom. Ako si vyrobiť solárny ohrievač vody pre svoj dom vlastnými rukami? Ako ohrievať vodu zo slnka

Úroveň rozvoja moderných technológií a materiálov je taká vysoká, že nevyužívanie solárnej energie je z finančnej stránky nerozumné a vo vzťahu k životnému prostrediu trestné. Bohužiaľ, nákup priemyselných zariadení na výrobu elektriny a tepla je iracionálny z dôvodu ich vysokých nákladov. Napriek tomu existuje východisko: vyrobiť produktívny solárny kolektor vlastnými rukami z materiálov, ktoré nájdete v najbližšom železiarstve.

Účel solárneho kolektora, jeho výhody a nevýhody

Solárny ohrievač vody (kvapalný solárny kolektor) je zariadenie, ktoré ohrieva chladiacu kvapalinu pomocou slnečnej energie. Používa sa na vykurovanie priestorov, zásobovanie teplou vodou, ohrev vody v bazénoch a pod.

Slnečný kolektor zabezpečí domu teplú vodu a teplo

Predpokladom používania ekologického ohrievača vody je skutočnosť, že slnečné žiarenie dopadá na Zem po celý rok, hoci v zime a v lete je intenzitou rôzne. Takže pre stredné zemepisné šírky denné množstvo energie v chladnom období dosahuje 1–3 kWh na 1 m2, zatiaľ čo v období od marca do októbra sa táto hodnota pohybuje od 4 do 8 kWh/m2. Ak hovoríme o južných regiónoch, potom sa čísla môžu bezpečne zvýšiť o 20-40%.

Ako vidíte, efektivita inštalácie závisí od regiónu, no aj na severe našej krajiny solárny kolektor zabezpečí potrebu teplej vody – hlavné je, že na oblohe je menej mrakov. Ak hovoríme o strednom pruhu a južných oblastiach, potom solárna inštalácia bude schopná nahradiť kotol a pokryť potreby chladiacej kvapaliny vykurovacieho systému v zime. Samozrejme, hovoríme o produktívnych ohrievačoch vody s rozlohou niekoľkých desiatok metrov štvorcových.

Solárna batéria pomôže ušetriť peniaze z rodinného rozpočtu. Nasledujúci materiál vám pomôže urobiť to sami:

Tabuľka: rozdelenie slnečnej energie podľa krajov

Priemerné denné množstvo slnečného žiarenia, kW * h / m 2
Murmansk	Archangelsk	Saint Petersburg	Moskva	Novosibirsk	Ulan-Ude	Chabarovsk	Rostov na Done	Soči	Nachodka
2,19	2,29	2,60	2,72	2,91	3,47	3,69	3,45	4,00	3,99
Priemerné denné množstvo slnečného žiarenia v decembri, kW*h/m2
0	0,05	0,17	0,33	0,62	0,97	1,29	1,00	1,25	2,04
Priemerné denné množstvo slnečného žiarenia v júni, kW*h/m2
5,14	5,51	5,78	5,56	5,48	5,72	5,94	5,76	6,75	5,12

Podomácky vyrobené slnečné kolektory sa nevyrovnajú solárnym kolektorom vyrobeným v továrni, ale podomácky vyrobená solárna inštalácia zníži náklady na ohrev vody v domácnosti a ušetrí elektrickú energiu pri pripojení k práčke a umývačke riadu.

Výhody solárnych ohrievačov vody:

pomerne jednoduchý dizajn;
vysoká spoľahlivosť;
efektívna prevádzka bez ohľadu na ročné obdobie;
dlhá životnosť;
možnosť úspory plynu a elektriny;
na inštaláciu zariadenia nie je potrebné žiadne povolenie;
malá hmotnosť;
jednoduchosť inštalácie;
úplná autonómia.

Pokiaľ ide o negatívne body, bez nich sa nezaobíde ani jedno zariadenie na získavanie alternatívnej energie. V našom prípade sú nevýhody:

vysoké náklady na továrenské vybavenie;
závislosť účinnosti solárneho kolektora od ročného obdobia a zemepisnej šírky;
náchylnosť na krupobitie;
dodatočné náklady na inštaláciu zásobníka tepla;
závislosť energetickej účinnosti prístroja od oblačnosti.

Vzhľadom na výhody a nevýhody solárnych ohrievačov vody by sme nemali zabúdať na environmentálnu stránku problému - takéto inštalácie sú pre ľudí bezpečné a nepoškodzujú našu planétu.

Továrenský solárny kolektor pripomína stavebnicu, s ktorou rýchlo zostavíte inštaláciu požadovaného výkonu

Typy solárnych ohrievačov vody: výber dizajnu pre vlastnú výrobu

V závislosti od teploty, ktorú solárne ohrievače vyvíjajú, existujú:

nízkoteplotné zariadenia - určené na ohrev kvapalín do 50 ° C;
strednoteplotné solárne kolektory - zvyšujú teplotu výstupnej vody až na 80 °C;
vysokoteplotné inštalácie - ohrievajte chladiacu kvapalinu na bod varu.

Doma si môžete postaviť solárny ohrievač vody prvého alebo druhého typu. Na výrobu vysokoteplotného kolektora budú potrebné priemyselné zariadenia, nové technológie a drahé materiály.

Podľa návrhu sú všetky kvapalné solárne kolektory rozdelené do troch typov:

ploché ohrievače vody;
vákuové termosifónové zariadenia;
solárne koncentrátory.

Plochý solárny kolektor je nízka tepelne izolovaná skriňa. Vo vnútri je inštalovaná doska pohlcujúca svetlo a rúrkový okruh. Absorbčný panel (absorbér) má zvýšenú tepelnú vodivosť. Vďaka tomu je možné dosiahnuť maximálny prenos energie do chladiacej kvapaliny cirkulujúcej okolo okruhu ohrievača vody. Jednoduchosť a efektívnosť plochých inštalácií sa odráža v mnohých dizajnoch vyvinutých remeselníkmi.

Vo vnútri plochý solárny kolektor - doska pohlcujúca svetlo a rúrkový okruh

Princíp činnosti vákuových solárnych ohrievačov vody je založený na efekte termosky. Dizajn je založený na desiatkach dvojitých sklenených baniek. Vonkajšia trubica je vyrobená z nárazuvzdorného, tvrdeného skla, ktoré odoláva krupobitiu a vetru. Vnútorná trubica má špeciálny povlak na zvýšenie absorpcie svetla. Vzduch je odvádzaný z priestoru medzi prvkami banky, čo umožňuje vyhnúť sa tepelným stratám. V strede konštrukcie je medený tepelný okruh naplnený nízkovriacim chladivom (freónom) - je ohrievačom vákuového solárneho kolektora. V procese sa procesná tekutina vyparuje a prenáša tepelnú energiu do pracovnej tekutiny hlavného okruhu. V tejto kapacite sa najčastejšie používa nemrznúca zmes. Táto konštrukcia umožňuje systému pracovať pri teplotách až -50 °C. Je ťažké postaviť takúto inštaláciu doma, takže existuje niekoľko samonosných konštrukcií vákuového typu.

Konštrukcia vákuového solárneho kolektora je založená na súprave dvojitých sklenených baniek

Slnečný koncentrátor je založený na sférickom zrkadle schopnom zaostriť slnečné žiarenie do bodu. Kvapalina sa ohrieva v špirálovom kovovom okruhu, ktorý je umiestnený v ohnisku inštalácie. Výhodou solárnych koncentrátorov je schopnosť vyvinúť vysoké teploty, no potreba sledovacieho systému pre Slnko znižuje ich obľubu medzi kutilmi.

Vybudovanie produktívneho solárneho koncentrátora doma nie je ľahká úloha

Na domácu výrobu sa najlepšie hodia ploché solárne ohrievače vyrobené z tepelne izolačných materiálov, skla s vysokou priepustnosťou a medených absorbérov.

Zariadenie a princíp činnosti plochého solárneho kolektora

Domáci solárny ohrievač vody pozostáva z plochého dreveného rámu (boxu) s prázdnou zadnou stenou. V spodnej časti je hlavný prvok zariadenia - absorbér. Najčastejšie je vyrobený z plechu pripevneného k rúrkovému kolektoru. Účinnosť prenosu energie závisí od kontaktu dosky absorbéra s rúrkami výmenníka tepla, preto sú tieto časti zvárané alebo spájkované súvislým švom.

Samotný okruh tekutiny je sústava zvislo namontovaných rúrok. V hornej a dolnej časti sú napojené na vodorovné potrubia so zväčšeným priemerom, ktoré sú určené na prívod a odvod chladiacej kvapaliny. Vstup a výstup kvapaliny sú umiestnené diagonálne - vďaka tomu je zabezpečený úplný odvod tepla z prvkov výmenníka tepla. Ako nosič tepla sa používa nemrznúca zmes pre vykurovacie systémy alebo iné nemrznúce roztoky.

Absorbér je pokrytý svetlo pohlcujúcou farbou, na vrchu je umiestnené sklo a box je chránený vrstvou tepelnej izolácie. Na zjednodušenie úlohy je oblasť zasklenia rozdelená na časti a na zvýšenie produktivity sa používajú okná s dvojitým zasklením. Uzavretý dizajn vytvára efekt termosky v solárnom kolektore a zároveň zabraňuje tepelným stratám vplyvom vetra, dažďa a iných vonkajších faktorov.

Solárny ohrievač vody funguje takto:

Nemrznúca kvapalina ohriata v solárnom kolektore stúpa cez rúrky a cez odbernú vetvu chladiva sa dostáva do zásobníka tepla.
Nemrznúca zmes, ktorá sa pohybuje cez výmenník tepla inštalovaný vo vnútri zásobníka, odovzdáva teplo vode.
Ochladená pracovná kvapalina vstupuje do spodnej časti okruhu solárneho ohrievača vody.
Voda ohriata v zásobníku stúpa a odoberá sa pre potreby zásobovania teplou vodou. K doplneniu kvapaliny v zásobníku tepla dochádza vďaka vodovodnému potrubiu pripojenému ku dnu. Ak solárny kolektor funguje ako ohrievač vykurovacieho systému, potom sa na cirkuláciu vody v uzavretom sekundárnom okruhu používa obehové čerpadlo.

Neustály pohyb chladiacej kvapaliny a prítomnosť tepelného akumulátora vám umožňuje akumulovať energiu, keď svieti slnko, a postupne ju míňať, aj keď sa svietidlo schováva za horizontom.

Schéma pripojenia solárneho kolektora k zásobníku nie je taká zložitá.

Možnosti pre domáce solárne inštalácie

Vlastnosťou solárnych ohrievačov vody pre domácich majstrov je, že takmer všetky zariadenia majú rovnaký dizajn tepelne izolovanej skrinky. Rám je často zostavený z reziva a pokrytý minerálnou vlnou a teplom odrážajúcim filmom. Pokiaľ ide o absorbér, na jeho výrobu sa používajú kovové a plastové rúrky, ako aj hotové komponenty z nepotrebného vybavenia domácnosti.

Zo záhradnej hadice

Záhradná hadica v tvare slimáka alebo PVC vodovodná rúra má veľkú plochu, čo umožňuje použiť takýto okruh ako ohrievač vody pre potreby vonkajšej sprchy, kuchyne alebo ohrevu bazéna. Samozrejme, na tieto účely je lepšie brať čierne materiály a určite použiť akumulačnú nádrž, inak sa absorbér počas vrcholiacich letných horúčav prehreje.

Plochý zberač záhradných hadíc je najjednoduchší spôsob ohrevu vody v bazéne

Z kondenzátora starej chladničky

Vonkajší výmenník tepla použitej chladničky alebo mrazničky je hotový absorbér solárnych kolektorov. Zostáva ho už len dodatočne vybaviť teplom pohlcujúcou fóliou a nainštalovať do puzdra. Výkon takéhoto systému bude samozrejme malý, ale v teplom období ohrievač vody vyrobený z častí chladiaceho zariadenia pokryje potreby teplej vody malého vidieckeho domu alebo chaty.

Výmenník tepla starej chladničky je takmer hotový absorbér pre malý solárny ohrievač

Z plochého radiátorového vykurovacieho systému

Výroba solárneho kolektora z oceľového radiátora nevyžaduje ani montáž absorbčnej dosky. Zariadenie stačí zakryť čiernou žiaruvzdornou farbou a namontovať do utesneného puzdra. Výkon jednej inštalácie je viac ako dostatočný pre systém zásobovania teplou vodou. Ak vyrábate niekoľko ohrievačov vody, môžete ušetriť na vykurovaní domu v chladnom slnečnom počasí. Mimochodom, solárne zariadenie zostavené z radiátorov vykuruje technické miestnosti, garáž alebo skleník.

Oceľový radiátor vykurovacieho systému bude slúžiť ako základ pre konštrukciu ekologického ohrievača vody

Z polypropylénových alebo polyetylénových rúrok

Rúry vyrobené z kovoplastu, polyetylénu a polypropylénu, ako aj armatúry a zariadenia na ich inštaláciu vám umožňujú zostaviť solárne okruhy akejkoľvek veľkosti a konfigurácie. Takéto inštalácie majú dobrý výkon a používajú sa na vykurovanie priestorov a ohrev vody pre potreby domácnosti (kuchyňa, kúpeľňa atď.).

Výhodou solárneho kolektora z plastových rúrok je nízka cena a jednoduchá montáž

Z medených rúrok

Absorbéry vyrobené z medených dosiek a rúrok majú najvyšší prenos tepla, preto sa úspešne používajú na ohrev chladiva vykurovacích systémov a pri zásobovaní teplou vodou. Nevýhody medených kolektorov zahŕňajú vysoké náklady na prácu a náklady na materiál.

Použitie medených rúrok a dosiek na výrobu absorbéra zaručuje vysokú účinnosť solárneho zariadenia

Metóda výpočtu solárnych kolektorov

Výkon solárneho kolektora sa vypočítava na základe skutočnosti, že 1 m2 inštalácie za jasného dňa predstavuje 800 až 1 000 W tepelnej energie. Straty tohto tepla na rubovej strane a stenách konštrukcie sa vypočítavajú podľa súčiniteľa tepelnej izolácie použitej izolácie. Ak sa použije expandovaný polystyrén, potom koeficient tepelnej straty je 0,05 W / m × ° C. Pri hrúbke materiálu 10 cm a teplotnom rozdiele 50 °C vo vnútri a mimo konštrukcie je tepelná strata 0,05/0,1 × 50 = 25 W. Ak vezmeme do úvahy bočné steny a potrubia, táto hodnota sa zdvojnásobí. Celkové množstvo odchádzajúcej energie bude teda 50 W na 1 m2 plochy solárneho ohrievača.

Na ohrev 1 litra vody o jeden stupeň je potrebných 1,16 W tepelnej energie, preto pre náš model solárneho kolektora s plochou 1 m2 a teplotným rozdielom 50 °C bude možné aby sa získal podmienený výkonový koeficient 800/1,16 = 689,65/kg × °C. Táto hodnota ukazuje, že inštalácia s plochou 1 m2 ohreje 20 litrov vody o 35 °C za hodinu.

Výpočet požadovaného výkonu solárneho ohrievača vody sa vykonáva podľa vzorca W = Q × V × δT, kde Q je tepelná kapacita vody (1,16 W/kg × °C); V - objem, l; δT je teplotný rozdiel na vstupe a výstupe zariadenia.

Štatistiky hovoria, že jeden dospelý človek potrebuje 50 litrov teplej vody denne. V priemere na zásobovanie teplou vodou stačí zvýšiť teplotu vody o 40 °C, čo si pri výpočte podľa tohto vzorca vyžaduje náklady na energiu W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 kW. Na zistenie plochy solárneho kolektora je potrebné túto hodnotu vydeliť množstvom slnečnej energie na 1 m2 povrchu v danej zemepisnej šírke.

Výpočet požadovaných parametrov solárneho systému

Výroba solárneho ohrievača vody s medeným absorbérom

Slnečný kolektor navrhnutý na výrobu za slnečného zimného dňa ohrieva vodu na teplotu nad 90 ° C a pri oblačnom počasí až na 40 ° C. To stačí na zásobovanie domu teplou vodou. Ak chcete vykurovať svoj dom solárnou energiou, budete potrebovať niekoľko takýchto inštalácií.

Potrebné materiály a nástroje

Na výrobu ohrievača vody budete potrebovať:

medený plech s hrúbkou najmenej 0,2 mm a rozmermi 0,98 × 2 m;
medená rúrka Ø10 mm, dĺžka 20 m;
medená rúrka Ø22 mm, dĺžka 2,5 m;
závit 3/4˝ - 2 ks;
zástrčka 3/4˝ - 2 ks;
mäkká spájka SANHA alebo POS-40 - 0,5 kg;
tok;
chemikálie na černenie absorbérov;
OSB doska hrúbky 10 mm;
rohy nábytku - 32 kusov;
čadičová vlna s hrúbkou 50 mm;
doska tepelne odrážajúca izolácia s hrúbkou 20 mm;
koľajnica 20x30 - 10m;
tesnenie dverí alebo okien - 6 m;
okenné sklo s hrúbkou 4 mm alebo okno s dvojitým zasklením 0,98x2,01 m;
samorezné skrutky;
farbivo.

Okrem toho pripravte nasledujúce nástroje:

elektrická vŕtačka;
súprava vrtákov do kovu;
"korunka" alebo fréza na spracovanie dreva Ø20 mm;
rezačka rúr;
plynový horák;
respirátor;
maliarsky štetec;
súprava skrutkovačov alebo skrutkovača;
elektrická priamočiara píla.

Na natlakovanie okruhu budete potrebovať aj kompresor a manometer určený na tlak do 10 atmosfér.

Na mäkké spájkovanie je vhodný jednoduchý plynový horák

Pokyny pre postup prác

Pomocou rezačky rúrok sa medená rúrka rozreže na kusy. Získate 2 diely Ø22 mm dlhé 1,25 m a 10 prvkov Ø10 mm dlhé 2 m.
V hrubých rúrach sa od okraja vytvorí okraj 150 mm a každých 100 mm sa vytvorí 10 otvorov Ø10 mm.
Do výsledných otvorov sa vkladajú tenké rúrky tak, aby vyčnievali dovnútra nie viac ako 1–2 mm. V opačnom prípade sa v chladiči objaví nadmerný hydraulický odpor.
Pomocou plynového horáka, teplovzdušnej pištole a spájky sú všetky časti radiátora vzájomne prepojené.
Okruh solárnych kolektorov pracuje pod tlakom, preto sa osobitná pozornosť venuje tesnosti spojov

Na montáž radiátora môžete použiť špeciálne armatúry, ale v tomto prípade sa náklady na solárny systém výrazne zvýšia. Okrem toho skladacie spoje nezaručujú tesnosť konštrukcie pri premenlivom termodynamickom zaťažení.
Zátky a závity sú prispájkované v pároch pozdĺž uhlopriečok chladiča na 3/4˝ rúrky.
Po uzavretí výstupného závitu zátkou sa na vstup zmontovaného rozdeľovača naskrutkuje armatúra a pripojí sa kompresor.
Kompresor je spojený armatúrou
Radiátor je umiestnený v nádobe s vodou a kompresorom sa čerpá tlak 7–8 atm. Bubliny stúpajúce v spojoch sa používajú na posúdenie tesnosti spájkovaných spojov.
Ak sa nepodarilo nájsť vhodný kontajner na kontrolu kolektora, môžete ho zostaviť sami. Na tento účel je vyrobená krabica alebo jednoduchá bariéra z improvizovaných prostriedkov (orezávanie reziva, tehál atď.) A pokrytá plastovým obalom.
Po kontrole tesnosti sa radiátor vysuší a odmastí. Potom pokračujte k spájkovaniu medeného plechu. Prispájkujte plech absorbéra k rúrkam súvislým švom po celej dĺžke každého prvku medeného obvodu.
Spájkovanie absorpčného plechu sa vykonáva súvislým švom
Keďže absorbér solárneho kolektora je vyrobený z medi, namiesto lakovania je možné použiť chemické čiernenie. To vám umožní získať skutočný selektívny povlak na povrchu, podobný tomu, ktorý sa získava v továrni. Za týmto účelom sa zahriaty chemický roztok naleje do nádoby na testovanie tesnosti a absorbér sa umiestni lícom nadol. Počas reakcie sa teplota činidiel udržiava akoukoľvek dostupnou metódou (napríklad neustálym prečerpávaním roztoku cez nádobu s bojlerom).
Černenie medi je jednou z najdôležitejších fáz pri výrobe absorbéra.

Ako kvapalinu na chemické černenie môžete použiť roztok hydroxidu sodného (60 g) a persíranu draselného alebo persíranu amónneho (16 g) vo vode (1 l). Pamätajte, že tieto látky sú pre človeka nebezpečné a samotný proces oxidácie medi je spojený s uvoľňovaním škodlivých plynov. Preto je nevyhnutné používať ochranné prostriedky - respirátor, okuliare a gumené rukavice a samotnú prácu je najlepšie vykonávať vonku alebo v dobre vetranom priestore.
Z OSB dosky sú vyrezané diely pre montáž telesa solárneho kolektora - spodok 1x2 m, boky 0,16x2 m, vrch 0,18x1 m a spodný panel 0,17x1 m, ako aj 2 nosné priečky 0,13x0,98 m .
Koľajnica 20x30 mm je rozrezaná na kusy: 1,94 m - 4 ks. a 0,98 m - 2 ks.
V bočných stenách sú vytvorené otvory Ø20 mm pre vstupné a výstupné potrubie a v spodnej časti kolektora sú vyvŕtané 3-4 otvory Ø8 mm pre mikroventiláciu.
Otvory potrebné na mikrovetranie
V priečkach sú vytvorené výrezy pre rúrky absorbéra.
Nosný rám je zostavený z lamiel 20x30 mm.
Pomocou rohov nábytku a samorezných skrutiek je rám opláštený doskami OSB. V tomto prípade by bočné steny mali spočívať na dne - zabráni sa tak vychýleniu tela. Spodný panel je znížený o 10 mm od zvyšku, aby bol zakrytý sklom. Tým sa zabráni vniknutiu zrážok do rámu.
Nainštalujte vnútorné priečky.
Pri montáži puzdra nezabudnite použiť stavebný štvorec, inak sa môže ukázať, že dizajn je naklonený
Spodok a boky korpusu sú zateplené minerálnou vlnou a potiahnuté valcovaným materiálom odrážajúcim teplo.
Je lepšie použiť minerálnu vlnu s impregnáciou odpudzujúcou vlhkosť.
Absorbér sa umiestni na pripravený priestor. Na tento účel sa demontuje jeden z bočných panelov, ktorý sa potom umiestni na miesto.
Schéma vnútorného "koláča" slnečného kolektora
Vo vzdialenosti 1 cm od horného okraja krabice je vnútorný obvod konštrukcie opláštený drevenou lištou 20x30 mm tak, aby sa jej široká strana dotýkala stien.
Po obvode je nalepená tesniaca guma.
Pre tesnosť použite konvenčné okenné tesnenie.
Položí sa sklo alebo okno s dvojitým zasklením, ktorého obrys je tiež prelepený tesnením okna.
Konštrukcia je lisovaná hliníkovým rohom, v ktorom sú predvŕtané otvory pre samorezné skrutky. V tomto štádiu sa zostava kolektora považuje za dokončenú.
Po zložení je hrúbka solárneho kolektora cca 17 cm

Aby sa zabránilo prenikaniu vlhkosti a úniku tepla, sú spoje a spojovacie body dielov vo všetkých fázach ošetrené silikónovým tmelom. Na ochranu konštrukcie pred zrážkami je drevo potiahnuté špeciálnou zmesou a natreté smaltom.

Vlastnosti inštalácie a prevádzky kolektorov na vykurovanie kvapaliny

Pre umiestnenie solárneho kolektora zvoľte priestranné miesto, ktoré nie je zatienené počas celého dňa. Montážna konzola alebo pomocný rám je vyrobený z drevených lamiel alebo kovu tak, že sklon ohrievača vody je nastaviteľný od 45 do 60 stupňov od zvislej osi.

Schéma zapojenia solárneho ohrievača v systéme s núteným obehom

Zásobník na zníženie tepelných strát sa umiestňuje čo najbližšie k inštalácii. V závislosti od podmienok je organizovaná prirodzená alebo nútená cirkulácia chladiacej kvapaliny. V druhom prípade sa používa regulátor so snímačom teploty zabudovaným vo výstupnom potrubí. Čerpanie pracovnej tekutiny pozdĺž okruhu sa zapne, keď jej teplota dosiahne naprogramovanú hodnotu.

Sezónne fungujúci systém je naplnený vodou, zatiaľ čo celoročné používanie solárneho ohrievača vody vyžaduje použitie nemrznúcej kvapaliny. Ideálnou možnosťou je špeciálna nemrznúca zmes do solárnych systémov, ale na šetrenie sa používajú aj kvapaliny určené do automobilových radiátorov alebo vykurovacích systémov domácností.

Video: Urob si sám solárny ohrievač vody

Stavba solárneho kolektora nie je len zaujímavá a vzrušujúca činnosť. Solárny ohrievač vody ušetrí váš rodinný rozpočet a dokáže, že chrániť životné prostredie dokážete nielen slovami, ale aj skutočnými činmi.

Vďaka svojim všestranným záľubám píšem na rôzne témy, no najradšej mám strojárstvo, technológie a stavebníctvo. Možno preto, že v týchto oblastiach poznám veľa nuancií nielen teoreticky, ako výsledok štúdia na technickej univerzite a postgraduálnej škole, ale aj z praktickej stránky, keďže všetko sa snažím robiť vlastnými rukami.

Energetické zdroje. Bezplatná solárna energia bude schopná zabezpečiť teplú vodu pre potreby domácnosti najmenej 6-7 mesiacov v roku. A v zostávajúcich mesiacoch - tiež pomôcť vykurovaciemu systému.

Ale čo je najdôležitejšie, jednoduchý solárny kolektor (na rozdiel napríklad od) môže byť vyrobený nezávisle. Na to budete potrebovať materiály a nástroje, ktoré je možné zakúpiť vo väčšine obchodov s hardvérom. V niektorých prípadoch bude stačiť aj to, čo sa nachádza v bežnej garáži.

V projekte bola použitá technológia montáže solárneho ohrievača uvedená nižšie "Zapnite slnko - žite pohodlne". Špeciálne pre tento projekt ho vyvinula nemecká spoločnosť Solar Partner Žalovaný, ktorá sa profesionálne zaoberá predajom, montážou a servisom slnečných kolektorov a fotovoltických systémov.

Hlavnou myšlienkou je, že všetko by malo byť lacné a veselé. Na výrobu kolektora sa používajú pomerne jednoduché a bežné materiály, ale jeho účinnosť je celkom prijateľná. Je nižšia ako pri fabrických modeloch, no rozdiel v cene tento nedostatok plne kompenzuje.

Slnečné lúče prechádzajú sklom a ohrievajú kolektor, pričom zasklenie zabraňuje úniku tepla. Sklo tiež bráni pohybu vzduchu v absorbéri, bez neho by kolektor rýchlo strácal teplo vplyvom vetra, dažďa, snehu alebo nízkych vonkajších teplôt.

Rám by mal byť ošetrený antiseptikom a náterom na vonkajšie použitie.

V kryte sú vytvorené priechodné otvory na prívod chladu a odvod ohriatej kvapaliny z kolektora.

Samotný absorbér je natretý tepelne odolným náterom. Bežné čierne farby sa pri vysokých teplotách začnú odlupovať alebo vyparovať, čo vedie k stmavnutiu skla. Pred umiestnením skleneného krytu musí byť farba úplne suchá (aby sa zabránilo kondenzácii).

Pod absorbérom je položený ohrievač. Najčastejšie používaná minerálna vlna. Hlavná vec je, že v lete znesie dosť vysoké teploty (niekedy aj cez 200 stupňov).

Zospodu je rám pokrytý OSB doskami, preglejkami, doskami atď. Hlavnou požiadavkou pre túto fázu je zabezpečiť, aby dno kolektora bolo spoľahlivo chránené pred vniknutím vlhkosti dovnútra.

Na upevnenie skla v ráme sa vytvoria drážky alebo sa na vnútornú stranu rámu pripevnia lišty. Pri výpočte rozmerov rámu treba brať do úvahy, že pri zmene počasia (teplota, vlhkosť) v priebehu roka sa mierne zmení jeho konfigurácia. Preto je na každej strane rámu ponechaných niekoľko milimetrov okraja.

Gumové tesnenie okna (v tvare D alebo E) je pripevnené k drážke alebo lište. Na ňu sa položí sklo, na ktoré sa rovnakým spôsobom nanesie tmel. Zhora je to všetko upevnené pozinkovaným cínom. Sklo je teda bezpečne upevnené v ráme, tesnenie chráni absorbér pred chladom a vlhkosťou a sklo sa nepoškodí, keď drevený rám „dýcha“.

Spoje medzi tabuľami skla sú izolované tmelom alebo silikónom.

Ak chcete organizovať solárne vykurovanie doma, potrebujete akumulačnú nádrž. Tu sa ukladá voda ohriata kolektorom, preto by ste sa mali postarať o jej tepelnú izoláciu.

Ako nádrž môžete použiť:

nefunkčné elektrické kotly
rôzne plynové fľaše
sudy na potravinárske účely

Hlavná vec na zapamätanie je, že tlak sa vytvorí v utesnenej nádrži v závislosti od tlaku vodovodného systému, ku ktorému bude pripojený. Nie každá nádoba je schopná odolať tlaku niekoľkých atmosfér.

V nádrži sú vytvorené otvory pre vstup a výstup výmenníka tepla, vstup studenej vody a prívod ohriatej vody.

V nádrži je umiestnený špirálový výmenník tepla. Používa sa na to meď, nehrdzavejúca oceľ alebo plast. Voda ohriata cez výmenník tepla bude stúpať hore, preto by mala byť umiestnená na dne nádrže.

Kolektor je pripojený k nádrži pomocou rúrok (napríklad kovoplastových alebo plastových) ťahaných z kolektora do nádrže cez výmenník tepla a späť do kolektora. Tu je veľmi dôležité zabrániť úniku tepla: cesta od zásobníka k spotrebiteľovi musí byť čo najkratšia a potrubia musia byť veľmi dobre izolované.

Expanzná nádrž je veľmi dôležitým prvkom systému. Ide o otvorený zásobník umiestnený v najvyššom bode okruhu cirkulácie tekutiny. Pre expanznú nádrž môžete použiť kovové aj plastové nádoby. S jeho pomocou je tlak v potrubí riadený (vzhľadom na skutočnosť, že kvapalina sa pri zahrievaní rozťahuje, potrubia môžu prasknúť). Aby sa znížili tepelné straty, nádrž musí byť tiež izolovaná. Ak je v systéme prítomný vzduch, môže tiež vychádzať cez nádrž. Cez expanznú nádrž je kolektor tiež naplnený kvapalinou.

Solárne kolektory pre ohrev vody sa stali populárnymi pomerne nedávno a počas tejto doby sa etablovali ako osvedčené progresívne zariadenia používané v každodennom živote. Racionálny prístup k ich výberu a usporiadaniu je základom úspešného fungovania produktov.

Solárne kolektory na ohrev vody sú sľubnou odrodou, preto je v modernej realite zavedenie takéhoto riešenia najlepšou cestou z akejkoľvek situácie. Dostupnosť tohto typu vybaveného vybavenia potrebuje mnoho moderných rodín - majiteľov súkromné bývanie, vlastníkov podnikov, pretože obstaranie systému bude kvalitatívne výnosnou a optimálnou kapitálovou investíciou do budúcnosti.

Vlastnosti moderných systémov na ohrev vody

Najpopulárnejšie sú úložné zariadenia v rámci aplikovaných techník. Ich kľúčovými vlastnosťami je prítomnosť špeciálnej nádrže v oblasti nadmorskej výšky, to znamená v oblasti určitej budovy. Do nej vstupuje vodný zdroj a potom sa počas dňa zahrieva na určitý indikátor teploty +40 ° C, po ktorom má zmysel používať kvapalinu na vytváranie domácich prác.

Voda, ktorá sa stihla zohriať, je dodávaná do cieľovej oblasti samostatným tokom z dôvodu vysokého výškového rozdielu vzniknutého prirodzeným spôsobom. V skrini sa tradične používa akumulačná technológia a ak tento systém prejde zdokonalením, existuje veľká šanca na jeho prevádzku v letnej sprche. Zariadenia solárnych kolektorov fungujú tak, že pri zahrievaní sa mení hustota, v dôsledku čoho kvapalina stúpa nahor a vytláča studenú vodu. Uplatnením tohto princípu sa môžete zbaviť potreby používať dodatočnú podporu typu čerpadla.

Nákup solárneho kolektora na ohrev vody môže byť pre vás tým najlepším riešením. Má jednoduchý dizajn, ktorý obsahuje celý rad prvkov:

Tepelný absorbér. Tradične je tento komponent natretý tmavou farbou ako základňa celej konštrukcie.
tankové zariadenie na skladovanie a prevádzku chladiacej kvapaliny bez akýchkoľvek špeciálnych prekážok.
serpentíny, prispieva k prirodzenej cirkulácii vody pri prevádzke tohto systému.
výmenník tepla, pôsobiaci ako hlavný prvok celého systému, slúžiaci na prenos tepla do celej pracovnej tekutiny.

Takže počas procesu ohrevu kvapalina stúpa potrubím a potom vstupuje do zásobníka, odkiaľ majitelia extrahujú ohriatu vodu.

Model	Charakteristika	Dizajn
Plochý solárny kolektor SELECT PK 2,7 40 388 rubľov. Kúpiť	Typ skla: Prizmatické tvrdené termo sklo Durasolar P+; Rúry absorbéra, ks: 10; Celková plocha, m 2: 2,7; Objem chladiacej kvapaliny, l: 2; Materiál rámu: potiahnutý hliník; Materiál absorbéra: meď; Povlak absorbéra: Selektívny povlak; Teplota stagnácie, °C: 200; Maximálny pracovný tlak, bar: 6
Rúrkový vákuový solárny kolektor auroTHERM exclusiv VTK 1140/2 78 185 RUB Kúpiť	Počet vákuových trubíc, ks: 12; Celková plocha, m 2: 2,3; Objem chladiacej kvapaliny, l: 1,8; Materiál trubice: borosilikátové tvrdené sklo; Maximálna pracovná teplota, °С: 180; Maximálny pracovný tlak, bar: 10
Vákuový solárny kolektor VTC 30 76 765 RUB Kúpiť	Počet vákuových trubíc, ks: 30; Celková plocha, m 2: 4,55; Objem chladiacej kvapaliny, l: 1,82; Materiál trubice: borosilikátové tvrdené sklo; Maximálna pracovná teplota, °С: 180; Maximálny pracovný tlak, bar: 12
Solárny kolektor Azuro Supreme 1,19x0,76 m 8 564 RUB	Solárny kolektor Azuro Supreme od českého výrobcu Mountfield do bazéna; Plocha: 0,94 m 2 ; Výkonové charakteristiky: Objem bazéna - 15 m 3 ; Vlastnosti: Dve oporné nohy, jednoduchá montáž, moderný dizajn, ekonomické a efektívne vykurovanie, vhodné pre všetky typy rámových a prefabrikovaných bazénov, vyšší výkon vďaka skleníkovému efektu
Plochý solárny kolektor Huch EnTEC FKFH-240-V Al/Cu 52 469 RUB Kúpiť	Výrobca: Huch EnTEC; Krajina: Nemecko; Plocha, m2: 2,2; Tepelná izolácia: Minerálna vlna; Pracovný tlak, bar: 6; Rám: Hliníkový profil; Zadný panel: Hliníkový profil; Sklo: Solar ESG; Teplota stagnácie, °С: 210; Šírka, mm: 2100; Výška, mm: 1200; Hĺbka, mm: 85; Hmotnosť, kg: 38
Solárny kolektor Azuro Shelter 1,2x1x0,9 m 10 080 RUB	Solárny vykurovací systém (solárny panel) Little House od Mountfield pre bazén; Plocha: 1,84 m 2 ; Šírka: 100 cm; Výška: 90 cm; Dĺžka: 120 cm; Výkonové charakteristiky: Objem bazéna - 15 m 3
Solárny kolektor Kokido Keops 12 878 RUB	Solárny ohrievač Keops od výrobcu Kokido do bazéna; Objem bazéna: 10 m 3 ; Šírka: 57 cm; Výška: 32 cm; Dĺžka: 57 cm; Úsporný ohrev vody; Vhodné pre bazény do 10000 l
Solárny ohrievač vody SAPUN CPS-100 31 500 rubľov. Kúpiť	Menovitý pracovný tlak: 3-6 bar; Maximálny pracovný tlak: 7 bar; Menovitá teplota: 45-70 °C; Maximálna teplota: 90 °C; Materiál tela: lakovaná oceľ
Solárny kolektor zásobovanie vodou počas celej sezóny 22 980 RUB Kúpiť	Výkon: 1,5 kW pri teplote 20 ° C a intenzite žiarenia 900 W / m 2; Rozmery: 1093x2008x76,7 mm; Absorpčná plocha: 2,06 m 2 ; Hmotnosť AL: 32 kg; Objem kanálov: 1,4 litra; Spojovacie rúrky: 4 ks. skrutka/matica G 3/4 s plochými tesneniami; Transparentná izolácia: 3,2 mm tvrdené sklo s antireflexnou vrstvou; hliníkový absorbér
Solárny kolektor Vaillant aurostep/4 2.250 HT 287 000 RUB Kúpiť	Krajina pôvodu: Slovensko; Maximálny pracovný tlak: 1 bar; Plocha: 1,6 m2; Objem zberača: 150 l; Teplota stagnácie: 60 °C; Šírka: 608 mm; Výška: 1084 mm; Hĺbka: 774 mm

Odrody zberných zariadení

V závislosti od konštruktívnej odrody sú výrobky rozdelené do niekoľkých typov:

plochý- hliníková doska alebo medený prvok pôsobí ako absorbér slnečnej energie, keďže tieto materiály sú optimálnymi tepelnými vodičmi. Doskový komponent musí byť ošetrený špeciálnym náterom, ktorý zabezpečuje tepelnú absorpciu. Montáž tohto typu modelov sa môže vykonávať na vhodnom mieste, to znamená na stenách v oblasti. Ide o univerzálne modely, ktoré sa používajú na vykurovanie aj ohrev vody.

vákuum prvky modelu znamenajú použitie potrubného systému - cievky ako hlavného komponentu. Ukazuje sa, že v hornej časti je spojenie niekoľkých samostatných rúrkových častí, počas ktorých sa vytvorí samostatný panel. Toto zariadenie funguje na princípe termosky. Tento rad je vybavený mechanizmom s priamym prietokom, cez ktorý sa vykonáva cirkulácia, ako aj výrobky s potrubím tepelnej odrody.

Najbežnejšie modely celosezónnych solárnych kolektorov s vákuovými trubicami:

Môžete si vyrobiť solárny kolektor na ohrev vody vlastnými rukami a toto riešenie ušetrí peniaze, ale zaberie určitý čas.

Výhody a nevýhody tohto typu produktu

Vákuové modely

Táto séria je vybavená určitým množstvom výhod, ktorým by ste určite mali venovať pozornosť:

V oblasti s miernym podnebím sa táto variácia zmení na optimálne riešenie. Je tiež potrebné venovať pozornosť niekoľkým negatívnym bodom zástupcu tohto modelového radu:

Či stojí za to uprednostniť tento prvok - každý spotrebiteľ sa rozhodne nezávisle.

Zdrojom alternatívnej energie sú slnečné kolektory, ktoré ohrievajú vodu slnečným žiarením. Ide o drahé zariadenie, ktoré vám však umožňuje ušetriť až 60 % elektriny nielen v lete, ale aj v zime. Existujú možnosti, ako vyrobiť solárny ohrievač vody vlastnými rukami. Solárne systémy na ohrev vody slúžia v domácich podmienkach na zabezpečenie teplej vody domu, vykurovanie, ohrev vody v bazéne a pod.

Solárne ohrievače vody pre domácnosť

Solárny systém na ohrev vody pozostáva z:

Zberateľ. Ide o kolekciu rúr malého priemeru. Prechádzajúc nimi má voda čas na zahriatie slnečným žiarením.
Elektrické čerpadlo, ktoré vytvára tlak vody v systéme. Niektoré modely fungujú vďaka prirodzeným silám gravitácie.
Potrubný systém.
Zásobník na teplú vodu. Je vhodné nastaviť, keď je vysoká pravdepodobnosť častých zmien poveternostných podmienok. Zásobník bude uchovávať horúcu vodu na nasledujúci (zamračený) deň Nie je k dispozícii pri všetkých modeloch. Okrem toho môže byť vo vnútri zásobníka inštalovaný elektrický ohrievač na ohrev vody na požadovanú teplotu v zamračených dňoch. Aj v tomto prípade sú pozorované výrazné úspory energie.

Typy systémov ohrevu vody:

1. Dodávkou vody:

aktívny - voda je dodávaná elektrickým čerpadlom;
pasívne - kŕmené prirodzene.

2. Štruktúra obrysu (pre aktívne úpravy):

s otvoreným okruhom, v ktorom priamo cirkuluje kvapalina používaná na zásobovanie teplou vodou;
s uzavretým okruhom (naplnený nemrznúcou kvapalinou, ďalšou kvapalinou, ktorá umožňuje použitie ohrievača vody pri mínusových teplotách. Cirkuluje vo vnútri špirály a ohrieva kvapalinu vo vnútri zásobníka).

3. Spôsob ohrevu vody:

skladovanie (voda sa ohrieva v nádobe);
tečúcou (preteká rozšíreným systémom rúrok výmenníka tepla, ohrieva sa solárnym teplom).

zásobníkový ohrievač vody

Charakteristickým znakom je prítomnosť akumulačnej nádrže, kde sa voda ohrieva výmenníkom tepla, ktorý môže byť naplnený nemrznúcou zmesou, pretože táto látka nezamŕza pri teplotách pod nulou.

Látka neustále cirkuluje cez slnečnú sústavu. Vonkajší okruh je postavený pomerne dlho, aby sa kvapalina stihla zohriať a prejsť cez ňu. Ohriata látka vstupuje do druhého okruhu, ktorý sa nachádza vo vnútri zásobníka, odovzdáva teplo vode, potom sa ochladená vracia späť. Pomocou takejto cirkulácie sa neustále ohrieva voda na vykurovanie, systémy zásobovania teplou vodou.

Objem nádrže sa mení v závislosti od potrieb, požiadaviek. Vo vnútri nádrže môže byť umiestnený aj prídavný elektrický ohrievač alebo druhý vykurovací okruh (z elektriny, plynu). Určené pre pomocné pripojenie v prípadoch, keď slnečné svetlo nestačí na vykurovanie domu, ohrieva vodu na požadovanú teplotu.

Urob si sám akumulačný solárny systém

Ak máte potrebné vybavenie, materiály, je celkom možné vyrobiť zásobníkový ohrievač vody sami. Takéto zariadenia sú spravidla široko používané v letných chatách na usporiadanie letnej sprchy. Pri správnom zušľachtení sa dajú premeniť na úroveň plnohodnotného solárneho systému, ktorý domu zabezpečuje vykurovanie a zásobovanie teplou vodou.

Materiály:

veľká kapacita alebo o niečo menšia. Hlavná vec je, že celkový objem kvapaliny je dostatočný na uspokojenie potrieb;
kovovo-plastové potrubie;
uzatváracie ventily;
kovový rám pre montáž systému.

Výroba:

V spodnej časti nádoby je vyvŕtaný otvor presne pozdĺž vonkajšieho priemeru kovovo-plastovej (alebo akejkoľvek inej) rúrky.
Nádrž je pripojená k potrubiu, križovatka je bezpečne utesnená.
V hornej časti je vyrezaný otvor na naplnenie nádrže vodou.
Na kontrolu plnenia môžete nainštalovať snímač alebo jednoduchý plavákový systém.
Zabezpečte výstup pre vzduch vytlačený vodou počas ohrevu.
Nádrže natriete čiernou farbou pre rýchly ohrev vody.
Vytvorte kovový rám na pripevnenie nádob. Často je zariadenie umiestnené vyššie, napríklad na streche budovy.
Priveďte potrubie priamo na miesto použitia.

Toto zariadenie je možné použiť na leteckú sprchu, v horúcom počasí rýchlo zohreje vodu na príjemnú teplotu.

Prietokový ohrievač vody

Ide o solárny systém, vo vnútri ktorého voda cirkuluje v otvorenom okruhu. Pri prechode cez výmenník tepla sa ohrieva slnečnou energiou. Vo vnútri hliníkového rámu je medený obvod. Zospodu je tepelne izolovaný, zhora je pokrytý materiálom pohlcujúcim svetlo. Pokryté tvrdeným sklom s vysokou priepustnosťou svetla.

Dizajn je umiestnený v sklone 35-45⁰ pre maximálnu absorpciu svetelnej energie. V zime sa v našich zemepisných šírkach odporúča sklon nastaviť na 60⁰.

Môže byť vybavený akumulačným zásobníkom, v ktorom sa akumuluje teplá voda. To bude relevantné, keď sa počasie zmení na viac zamračené, keď je prístup slnečného svetla uzavretý. Prietokový solárny systém môže byť vyrobený nezávisle.

Ako si vyrobiť vlastný prietokový solárny kolektor

Zvážte niekoľko možností vlastnej výroby solárneho ohrievača vody prietokového typu.

Materiály:

Gumená záhradná hadica;
drevený rám;
izolácia;
materiál absorbujúci teplo;
sklo.

Pokyn:

Cievka hadice je skrútená v špirále, upevnená v tejto polohe.
Pre požadovaný počet takýchto výmenníkov tepla je vyrobený drevený rám.
Dno je pokryté izoláciou (polystyrén, minerálna vlna).
Top je pokrytý tmavým materiálom, mal by byť matný, pretože lesklý alebo zrkadlový bude odrážať slnečné lúče.
Cievky hadíc sú položené na tmavom povrchu a upevnené. Je tiež žiaduce maľovať ich čiernou farbou.
Vo vnútri rámu sú vyvŕtané otvory podľa priemeru hadíc pre prívody / výstupy teplej / studenej vody.
Sklo je položené na drevenom podklade, upevnené tmelom.
Systém je napojený na prívod vody.

Namiesto gumovej hadice je možné použiť aj medený potrubný okruh, chladič chladiaceho zariadenia atď. Princíp dizajnu zostáva rovnaký.

Ohrievač vody v bazéne

Solárny systém ohrevu vody je možné použiť na ohrev vody v bazéne. Napriek tomu, že sa často nachádza pod holým nebom, voda v ňom sa na príjemnú teplotu zohreje len v obzvlášť horúcich dňoch. Vo zvyšku času pomôže vyhrievať bazén solárny kolektor napojený na vodovodný systém bazéna. Táto možnosť je tiež vhodná na vykurovanie krytých plaveckých zariadení.

Solárne zariadenie môže byť zostavené vo výrobe alebo ručne. Navyše sa dá použiť aj v zime za jasného počasia.

Montážna schéma ohrievača vody pre bazén je rovnaká ako vyššie. Rozdiel je vo väčších veľkostiach. Na inštaláciu zariadenia sa odporúča pripraviť špeciálnu plošinu, lemovanú dlažobnými doskami alebo betónovať. To poskytne väčšiu stabilitu veľkej konštrukcii.

Hotový ohrievač vody je inštalovaný na mieste. Odbočka na studenú vodu jednou stranou padá na dno bazéna. Vývod na ohriatu vodu je umiestnený na opačnej strane. Elektrické čerpadlo je pripojené k systému pre nútený obeh kvapaliny. Môžete tiež nainštalovať spätný ventil, ďalšie kohútiky, odbočné potrubie na odvádzanie pary.

Počas používania bazéna musí byť solárny systém z bezpečnostných dôvodov vypnutý. Priemerná teplota vody bude 30⁰С, výstupná teplota kolektora bude 75⁰С.

Výhody a nevýhody

Výhody solárneho systému ohrevu vody vlastnými rukami:

Nízke náklady.
Schopnosť zostaviť štruktúru sami.
Využitie bezplatnej slnečnej energie.
Úspora elektriny v teplom období až 60%.
Ohrev vody, vykurovanie domu v oblasti, kde nie sú žiadne komunikácie.
Pri správnej organizácii je možné celoročné používanie.

nedostatky:

V závislosti od počasia.
Neschopnosť fungovať mimo sezóny.
Pri inštalácii v oblasti s premenlivou klímou sa odporúča dodatočný zdroj vykurovania.
Nízka produkčná kapacita.
Zariadenie miesta inštalácie.
Pre nútený obeh kvapaliny v systéme je potrebné elektrické čerpadlo, čo vedie k dodatočným nákladom.

Solárny systém na ohrev vody ako zdroj alternatívnej energie výrazne šetrí náklady na elektrickú energiu, dodávku plynu, nákup kvapalných a pevných palív a pod. Takáto inštalácia môže byť vykonaná nezávisle pomocou potrebnej sady materiálov a nástrojov. Výrazne tak znížite spotrebu ostatných energetických zdrojov, za ktoré musíte platiť.

Solárne zariadenie je účinné aj v chladnom období, ak sú dodržané pravidlá inštalácie. Za jasného počasia akumuluje aj solárne teplo, čím ohrieva vodu. Hlavná vec je kvalitatívne izolovať potrubie, zásobník.

Priatelia! Viac zaujímavostí:

Niekoľko dôvodov, prečo si kúpiť prietokové plynové ohrievače vody

Koncept energeticky efektívneho domu zahŕňa vytváranie, implementáciu a prevádzku obnoviteľných zdrojov energie. Svojpomocne zostavené solárne kolektory, ktoré boli ešte nie tak dávno extrémne zriedkavé, sa začali rozširovať.

Neustále zdokonaľovanie solárnych systémov, výrazný pokles ich cien im vštepil ešte viac vzhľadu v každodennom živote. Náklady na továrenské modely sú dnes úmerné nákladom potrebným na usporiadanie klasického vykurovacieho systému. Túto technológiu však zvládne každý sám.

Princíp činnosti solárneho kolektora

Stručne popíšte princíp činnosti kolektora – je potrebné zachytávať slnečnú tepelnú energiu. V budúcnosti sa koncentruje a používa osoba.

Kolektorový systém pozostáva z nasledujúcich komponentov:

Tepelný akumulátor (normálna kapacita pre kvapalinu)
Okruh výmeny tepla
Priamo zberateľ

Kvapalné alebo plynné chladivo cirkuluje cez kolektor. Prijatá energia ju ohrieva a pomocou namontovaného akumulátora odovzdáva teplo vode.

Ohriata kvapalina sa skladuje v nádrži až do jej použitia. Rozsah jeho použitia je veľmi široký – od bežných domácich potrieb až po vykurovanie domácností. Aby sa voda rýchlo neochladila, je potrebné nádobu izolovať kvalitným teplom.

Cirkulácia vody v kolektore sa vykonáva jedným z dvoch spôsobov: alebo núteným spôsobom. Do akumulačnej nádrže je možné namontovať prídavný prvok, ktorý ohrieva kvapalinu, ktorá sa zapne pri dosiahnutí nízkych okolitých teplôt a udržiava teplotu vody napríklad v zime, keď je slnovrat krátky.

Úvodné video o zariadení ohrievača vody

Typy slnečných kolektorov

Pri plánovaní solárneho kolektora vlastnými rukami a jeho inštalácii v dome sa musíte rozhodnúť pre typ konštrukcie:

Modely, v ktorých je chladivom vzduch, sa používajú veľmi zriedka. Je to spôsobené vlastnosťami kvapaliny - vedie teplo oveľa lepšie ako plyn. Vzduchové kolektory sa často vyrábajú ploché, aby sa vzduch v kontakte s absorbujúcim zariadením prirodzene ohrieval.

diagram vzduchového solárneho kolektora

Vákuové slnečné kolektory

Vákuové modely sú najkomplexnejšie. Namiesto škatule, ktorá je pokrytá sklom, používa veľké sklenené trubice. V ich vnútri sú trubice s menším priemerom, v ktorých je absorbér, ktorý zbiera tepelnú energiu. Medzi trubicami je vákuum, pôsobí ako tepelný izolant.

Ploché slnečné kolektory

Najbežnejší je plochý solárny kolektor, vo vnútri ktorého je špeciálna absorpčná vrstva umiestnená v sklenenom boxe. Spája sa s rúrkami, cez ktoré sa pohybuje kvapalná chladiaca kvapalina (často propylénglykol).

schéma plochého solárneho kolektora

Ale keď sa rozhodnete vyrobiť solárny kolektor vlastnými rukami, musíte pochopiť, že nie je možné vyrobiť také zložité zariadenia podobné priemyselným. Navyše bude oveľa nižšia ich účinnosť, kratšia životnosť, ale aj materiálne investície.

Konštrukčné výkresy

Začíname

Pred konštrukciou solárneho kolektora je potrebné urobiť príslušné výpočty a určiť, koľko energie by mal produkovať. Od domácej inštalácie by ste však nemali očakávať vysokú účinnosť. Keď sa zorientujete, že to bude stačiť - môžete pokračovať.

Práca môže byť rozdelená do niekoľkých hlavných etáp:

Vytvorte krabicu
Vyrobte radiátor alebo výmenník tepla
Urobte si avankameru a jazdite
Zostavte rozdeľovač

Ak chcete vyrobiť krabicu pre solárny kolektor vlastnými rukami, mali by ste pripraviť hranu s hrúbkou 25-35 mm a 100-130 mm široké. Jeho dno by malo byť vyrobené z textolitu a malo by byť vybavené rebrami. Mal by byť tiež dobre izolovaný polystyrénom (uprednostňuje sa však minerálna vlna) pokrytý pozinkovaným plechom.

Po príprave krabice je čas vyrobiť výmenník tepla. Mali by ste postupovať podľa pokynov:

Je potrebné pripraviť 15 tenkostenných kovových rúr s dĺžkou 160 cm a dve palcové rúry s dĺžkou 70 cm
V oboch zosilnených rúrach sú vyvŕtané otvory s priemerom menších rúrok, do ktorých budú inštalované. V tomto prípade musíte zabezpečiť, aby boli na jednej strane koaxiálne, maximálny krok medzi nimi je 4,5 cm
Ďalším krokom je zostavenie všetkých rúrok do jednej konštrukcie a ich bezpečné zváranie.
Výmenník tepla je namontovaný na pozinkovanom plechu (predtým pripevnený ku krabici) a upevnený oceľovými príchytkami (možné vyrobiť kovové príchytky)
Spodnú časť škatule sa odporúča natrieť tmavou farbou (napríklad čiernou) - bude lepšie absorbovať slnečné teplo, ale na zníženie tepelných strát sú vonkajšie prvky natreté bielou farbou.
Na dokončenie montáže kolektora je potrebné pri stenách namontovať krycie sklo, pričom netreba zabúdať na spoľahlivé utesnenie spojov
Medzi trubicami a sklom je ponechaná vzdialenosť 10-12 mm

Zostáva postaviť pohon pre solárny kolektor. Jeho úlohu môže zohrávať uzavretá nádoba, ktorej objem sa mení približne 150-400 l. Ak nemôžete nájsť jeden takýto sud, môžete zvárať niekoľko malých dohromady.

Zásobník je rovnako ako kolektor dôkladne izolovaný od tepelných strát. Zostáva vyrobiť avankameru - malú nádobu s objemom 35-40 litrov. Musí byť vybavený zariadením na padajúcu vodu (otočný kohútik).

Zostáva najzodpovednejšia a najdôležitejšia etapa - zostaviť kolektor dohromady. Môžete to urobiť takto:

Najprv musíte nainštalovať fotoaparát a disk. Je potrebné zabezpečiť, aby hladina kvapaliny v tomto bola o 0,8 m nižšia ako v predkomôrke. Keďže sa v takýchto zariadeniach môže nahromadiť veľa vody, je potrebné zvážiť, ako sa budú spoľahlivo prekrývať.
Kolektor je umiestnený na streche domu. Na základe praxe sa to odporúča urobiť na južnej strane naklonením jednotky pod uhlom 35-40 stupňov k horizontu.
Majte však na pamäti, že vzdialenosť medzi zásobníkom a výmenníkom tepla by nemala presiahnuť 0,5-0,7 m, inak budú straty príliš výrazné
Nakoniec by sa malo dosiahnuť nasledujúca postupnosť: predná komora musí byť umiestnená nad pohonom, druhá - nad kolektorom

Prichádza najdôležitejšia fáza - je potrebné spojiť všetky komponenty dohromady a pripojiť vodovodnú sieť k hotovému systému. K tomu budete musieť navštíviť inštalatérsky obchod a zakúpiť potrebné armatúry, adaptéry, závesy a iné ventily. Vysokotlakové úseky sa odporúčajú pripojiť potrubím s priemerom 0,5 palca, nízkotlakové úseky - 1 palec.

Uvedenie do prevádzky sa vykonáva takto:

Jednotka je naplnená vodou cez spodný odtokový otvor
Pripojí sa predkomora a nastavia sa hladiny tekutín
Je potrebné prejsť pozdĺž systému a skontrolovať, či nedochádza k úniku.
Všetko je pripravené na každodenné použitie

Solárny kolektor z cievky chladničky

Slnečný kolektor pre domácich majstrov sa dá vyrobiť z obyčajnej cievky prevzatej zo starej chladničky. Na prácu budete musieť pripraviť:

Priamo cievkou
Koľajničky a fólia na rám
Sud alebo nádrž na vodu
Gumová podložka
Uzatváracie ventily (ventily, potrubia atď.)
sklo

Po prepláchnutí cievky od freónu je potrebné zraziť rám stojana okolo. Jeho presné rozmery budú závisieť od veľkosti pracovnej jednotky, ktorá bola vybratá z chladničky. Rohož musí byť prispôsobená koľajniciam, medzi ktorými musí byť cievka voľne umiestnená.

Na gumovú podložku (spodná časť rámu) je položená fóliová vrstva. Potom je cievka upevnená skrutkovými svorkami. V stenách sú vytvorené otvory, cez ktoré prechádzajú potrubia. Produktivitu môžete zvýšiť utesnením spojov tmelmi.

Spodok je tiež vystužený lištami. Sklo je namontované na vrchu a pripevnené lepiacou páskou. Aby ste sa nebáli, môžete vyrezať niekoľko hliníkových dosiek a vyrobiť z nich svorky.

Video o technickom zariadení a testovaní solárneho kolektora:

Vo vyšetrovacej väzbe

Konštrukcia, akou je solárny kolektor s vlastnými rukami, môže výrazne zvýšiť úroveň komfortu vo vidieckom dome alebo v krajine. Síce mierne, ale znižuje náklady na spotrebovanú energiu generovanú klasickými zdrojmi energie.

Všetko o tuningu auta