Ako vyrobiť solárny kolektor na vykurovanie vlastnými rukami: sprievodca krok za krokom. Solárny vzduchový kolektor Hliníkový trubicový solárny kolektor
Využitie bezplatnej slnečnej energie na vykurovanie a ohrev vody v domácnosti je celkom lákavé. Dá sa to urobiť pomocou solárnej inštalácie, ktorej hlavným prvkom je solárny kolektor. Ale jedným z limitujúcich faktorov pri používaní solárnych zariadení je ich relatívne vysoká cena. Ale môžete si ich vyrobiť sami. Preto v tomto článku budeme hovoriť o princípe ich práce, typoch, ako aj o tom, ako zostaviť a vyrobiť solárny kolektor vlastnými rukami na vykurovanie domu a zásobovanie teplou vodou z rôznych improvizovaných materiálov.
Princíp činnosti a typy slnečných kolektorov
Slnečné kolektory sú výmenníky tepla, ktoré zachytávajú energiu slnka a premieňajú ju podľa typu na tepelnú energiu kvapaliny alebo vzduchu, ktorý v nich cirkuluje. Kvapalina alebo vzduch ohriaty v kolektore sa používa na zásobovanie teplou vodou alebo vykurovanie domu priamo alebo cez prídavné výmenníky tepla, napríklad cez nepriame vykurovacie kotly. Hlavnou úlohou každého takéhoto kolektora je „chytiť“ čo najviac slnečnej energie a odovzdať ju chladiacej kvapaline, ktorá v ňom cirkuluje, s čo najmenšími stratami.
Typy slnečných kolektorov
Podľa typu chladiacej kvapaliny, ktorá v nich cirkuluje a ohrieva, môžu byť slnečné kolektory:
- kvapalina;
- Vzduch.
Podľa konštrukčných prvkov a typu povrchu výmeny tepla môžu byť:
- vo forme nádoby;
- Rúra;
- plochý;
- Vákuum.
Kvapalina slnečné kolektory, ako už ich názov napovedá, sú naplnené kvapalinou, ktorá v nich cirkuluje a ohrieva sa. Môže to byť obyčajná voda alebo nemrznúca kvapalina (nemrznúca zmes). V prvom prípade môže byť ohriata voda dodávaná priamo do systému zásobovania teplou vodou, do zásobníka alebo do nepriameho vykurovacieho kotla a v druhom prípade iba do kotla. Takéto kolektory je možné použiť ako na zásobovanie domu teplou vodou, tak aj na jeho vykurovanie. Všetko závisí od výkonu solárnej elektrárne.
Vzduch slnečné kolektory sa používajú najmä na vykurovanie domácností. Do takéhoto kolektora sa privádza studený vzduch z miestnosti, tam sa ohrieva a pomocou prirodzeného alebo núteného obehu sa privádza späť do miestnosti.
Väčšinu týchto typov solárnych kolektorov si môžete vyrobiť svojpomocne. Po preukázaní fantázie môžete na ich výrobu použiť rôzne improvizované materiály: plastové alebo kovové nádoby, rúry, hadice, použité radiátory a dokonca aj plechovky od piva. Nižšie sa pozrieme na niekoľko návrhov solárnych kolektorov, ktoré si môžete vyrobiť sami pomocou týchto a iných improvizovaných materiálov.
Solárny kolektor vyrobený z kovovej alebo plastovej nádoby
Najjednoduchší solárny kolektor je možné vyrobiť ručne z kovovej alebo plastovej nádoby s objemom 50-100 litrov. Ide o takzvanú letnú sprchu, ktorá je vo vidieckych oblastiach a na chatách úplne bežná.
Solárny kolektor na ohrev vody z kovových sudov
Najlepšou kovovou verziou takéhoto zberača by bola nádoba z nehrdzavejúcej ocele natretá zvonku na čierno. Je pravda, že náklady na takúto novú kapacitu sú dosť vysoké. Preto môžete použiť použité nádoby. Napríklad zvarte nádrž z dvoch nerezových nádob zo starých práčok. Môžete tiež použiť nádoby zo železných kovov, pozinkované alebo natreté vodotesnou farbou. Plastové nádoby sú dobré, pretože sú ľahké a nekorodujú, ale sú krátkodobé, keďže plasty neznášajú ultrafialové žiarenie.
Sud sa inštaluje na južnú stranu strechy domu alebo priamo nad vonkajšiu sprchu. Ak sud nie je hermetický, potom sa prívod chladu a príjem vyhrievaného vykonáva zdola. Tlak teplej vody v mieste odberu bude určený výškou inštalácie a hladinou vody v sude. Naplní sa studenou vodou, ktorá sa nejaký čas zohreje a potom sa použije.
Ak je sud vzduchotesný, potom sa studená voda privádza zospodu a teplá voda sa odoberá zhora. Takáto nádoba je napojená na systém prívodu studenej vody (čerpacia stanica) a keď sa ohriata voda odoberá do suda, studená voda vstupuje zo systému a vytláča teplú vodu do hornej časti.
Výhodou takéhoto solárneho kolektora je jeho jednoduchosť. Je ľahké to urobiť sami. Ak je hlaveň valcová, potom je dobre osvetlená slnečnými lúčmi po celý deň.
Nevýhody tohto dizajnu:
- Môže sa používať iba v teplej sezóne;
- neúčinné vo veternom počasí a keď je slnko zakryté mrakmi;
- Veľká zotrvačnosť - relatívne dlhodobé zahrievanie vody;
- Voda zohriata cez deň sa v noci ochladzuje.
Ako vyrobiť a zostaviť solárny kolektor z kovových rúrok
Jednoduchý a efektívny solárny kolektor je možné vyrobiť ručne z tenkostenných kovových rúrok: ocele, medi alebo hliníka. Ide o rúrkový výmenník tepla (radiátor), ktorý je umiestnený v tepelne izolovanom boxe z dosiek, preglejky alebo drevotriesky.
Najlepším materiálom na výrobu solárneho kolektorového radiátora je určite meď. Má výborný prenos tepla a nepodlieha korózii. Ale tento materiál je dosť drahý. Hliníkové rúry, aj keď sú lacnejšie ako medené rúry, môžu byť náročné na zváranie.
Najlacnejší a najjednoduchší spôsob výroby výmenníka tepla je z oceľových rúr. Môžu byť zvárané pomocou konvenčného zváracieho stroja. Na výrobu takéhoto radiátora je možné použiť oceľové rúry s priemerom ½ - 1 ″. Zároveň sa na prívod studenej a odvod ohriatej vody používajú potrubia väčšieho priemeru a s väčšou hrúbkou steny a pre samotný výmenník sa používajú potrubia menšieho priemeru a s menšou hrúbkou steny.
Schéma solárneho kolektorového radiátora z rúrok
Od požadovaného výkonu závisia rozmery solárneho kolektorového radiátora, a teda aj dĺžka potrubí. Ak ho však urobíte príliš veľký a objemný, môže byť ťažké ho zostaviť a nainštalovať. Preto je najlepšie, ak sú jeho rozmery v rozmedzí: šírka - 0,8-1 m a výška 1,5-1,6 m Výkon takéhoto kolektora bude v rozmedzí 1,2-1,4 kW. Ak potrebujete zvýšiť výkon solárneho zariadenia, môžete vyrobiť niekoľko takýchto kolektorov a spojiť ich.
V tomto prípade na výrobu solárneho kolektorového radiátora potrebujeme dve hrubostenné rúry s priemerom ¾ - 1 ", 0,8-1 m dlhé a 12-18 tenkostenných rúr s priemerom ½ - ¾" a dĺžka 1,5-1,6 m.
V hrubostenných rúrach, ktoré budú slúžiť na prívod a odvod vody, sú vyvŕtané otvory pre tenkostenné rúry menšieho priemeru v krokoch po 3-4,5 cm. Jeden koniec takejto rúry je zatlmený a závit je privarený alebo narezaný na tomu druhému.
Rúry sú zvarené do jedného dizajnu radiátora a natreté čiernou matnou farbou.
Teraz je potrebné vyrobiť tepelne izolovanú krabicu pre radiátor. Na tento účel môžete použiť preglejku odolnú voči vlhkosti, drevotriesku, OSB dosky alebo dosky s hranami. Ale vodotesná preglejka (FSF) by bola najlepšia.
Rozmery krabice sa vypočítajú s prihliadnutím na rozmery radiátora, izolačnej vrstvy a medzier medzi nimi. Výška bokov škatule by mala zohľadňovať hrúbku izolácie, samotné rúry, ako aj ich vzdialenosť od dna a skla alebo polykarbonátu zakrývajúceho škatuľu (10-12 mm). V hornom konci bočníc je vytvorený výber (drážka) pre sklo alebo polykarbonát. V jednej z bočných dosiek sú vytvorené otvory pre prívodné a výstupné potrubia vody. Prvky krabice v jednom prevedení sú spojené pomocou samorezných skrutiek.
Ako ohrievač si môžete vziať expandovaný polystyrén, obyčajný (polystyrén) alebo extrudovaný, ako aj minerálnu vlnu s hustotou najmenej 25. Vrstva izolácie (najmenej 5 cm) je namontovaná zvnútra na dne a na strany krabice. Na ňu je položený plech z pozinkovaného kovu alebo vrstva hrubej fólie, ktoré sú tiež natreté matnou čiernou farbou.
Radiátor je upevnený v krabici pomocou svoriek alebo svoriek, ktorých prítomnosť musí byť zabezpečená vo fáze výroby krabice. Umiestnenie a rozmery svoriek závisia od konštrukcie radiátora a veľkosti rúr.
Zhora je krabica pokrytá sklom alebo polykarbonátom. Kryt je umiestnený v drážkach (vzorka) a bezpečne upevnený. Všetky spoje sú utesnené.
Solárny kolektor je pripravený. Musí byť inštalovaný na južnej strane domu so sklonom 35-45 ⁰ k horizontu. Na jeho základe je možné vyrobiť solárne zariadenie, ktorého súčasťou je tepelne izolovaný zásobník teplej vody s objemom 100-200 litrov alebo nepriamy vykurovací kotol.
Inštalácia prefabrikovaného solárneho kolektora
Kolektor vyrobený z plastových alebo kovoplastových rúr
Slnečný kolektor si môžete vyrobiť aj svojpomocne pomocou plastových HDPE alebo PP rúr. Hoci je prenos tepla plastu o 13-15% menší ako u kovu, je oveľa lacnejší ako meď a nekoroduje ako čierna oceľ.
Na výrobu jednoduchého solárneho kolektora vlastnými rukami je možné HDPE rúrky s priemerom 13-20 mm položiť do škatule vo forme špirály, upevniť svorkami a natrieť čiernou farbou.
Variant solárneho kolektora z plastových HDPE rúrok
Polypropylénové rúry sa zle ohýbajú, ale dajú sa ľahko spojiť spájkovaním pomocou špeciálnych tvaroviek. Podvodné potrubia (horizontálne kolektory) môžu byť vyrobené z PP rúr s priemerom 25 mm a samotný výmenník tepla z rúrok s priemerom 20 mm. Hotový radiátor solárneho kolektora natrieme na čierno a namontujeme do krabice, ktorá je vyrobená rovnako ako vo verzii s kovovými rúrkami.
Radiátor pre solárny kolektor si môžete vyrobiť aj z kovoplastových rúrok. Zároveň je možné ich spájať pomocou tvaroviek, rovnako ako PP rúrky, alebo klásť cik-cak ("had") alebo v tvare špirály. Druhá možnosť je jednoduchšia. Je však potrebné pamätať na to, že polomer ohybu kovoplastových rúrok by nemal byť menší ako 7 priemerov rúr.
Variant solárneho kolektora z kovoplastových rúrok
Solárny kolektor z chladiča chladiča
Ak máte radiátor zo starej chladničky, potom si z neho môžete vyrobiť solárny kolektor aj vlastnými rukami. K tomu je potrebné ho dôkladne opláchnuť, aby ste ho vyčistili od zvyškov freónu. Počas preplachovania by ste mali skontrolovať aj jeho tesnosť – tesnosť. Ak sú, musia byť tieto miesta utesnené zváraním za studena alebo spájkované.
Radiátor zo starej chladničky
Samotný radiátor musí byť natretý čiernou matnou farbou.
Taktiež je potrebné zabezpečiť spôsob pripojenia prívodného a výstupného potrubia k solárnemu zásobníku alebo iným prvkom v závislosti od jeho typu. Na tento účel môžete napríklad spájkovať vlákna požadovanej veľkosti na koncoch rúrok alebo natiahnuť gumené hadice a zaistiť ich svorkami.
Takto pripravený solárny kolektorový radiátor je upevnený príchytkami v tepelne izolovanej krabici, vyrobenej podľa jeho rozmerov. Samotná krabica môže byť vyrobená rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcich prípadoch.
Vzduchové slnečné kolektory na vykurovanie domu
Okrem vyššie popísaných solárnych kolektorov, v ktorých sa kvapalina ohrieva pomocou slnečnej energie, si môžete vyrobiť vlastné konštrukcie, v ktorých sa ohrieva vzduch. Takýto solárny kolektor je možné využiť na prikúrenie domu. Studený vzduch z miestnosti sa privádza do jeho výmenníka tepla, tam sa ohrieva a privádza späť do miestnosti.
Výmenník tepla pre takéto solárne zariadenie môže byť vyrobený z plechu, tenkostenných kovových rúr a dokonca aj plechoviek piva alebo iných nápojov. Návrhy takýchto kolektorov zvážime v inom článku tejto časti.
Ako som vyrobil solárny kolektor vlastnými rukami: Video
Napísal som, že môžete pripojiť veľký solárny kolektor vášho dizajnu. A použite ho na ohrev chladiacej kvapaliny podlahy a okruhu TÚV. Napríklad ako tu:
Takže prišiel nápad experimentovať s týmito typmi zberateľov. Aby som to urobil, rozhodol som sa zostaviť jeden modul a kým je slnko stále nízko nad obzorom - vykonať merania a rozhodnúť o použiteľnosti tejto technológie. Postupne tu budem rozširovať materiály mojich pokusov.
Ako viete, absorbér solárnych kolektorov vlastnej výroby je rúrkový alebo polymérny. Rúrkový - je to ťažké, ale má veľkú tepelnú vodivosť a zdá sa, že je jednoduchšie vyrobiť polymér, ale tepelná vodivosť je nižšia. A vždy to bola dilema. Len si predstavte predĺžený solárny kolektor, ako na fotografii vyššie, vyrobený (zvarený) z rúrok. To je okrem veľkých nákladov na prácu a vysokej pravdepodobnosti úniku - veľká váha. Akosi sa mi nepáčilo robiť ani polymérovú verziu - je tu tiež vysoká pravdepodobnosť odtlakovania atď. ... Vo všeobecnosti som mal rok na riešenie. Vyrobil som kvalitnú zberateľskú základňu, no nemal som dosť odvahy zohnať absorbér.
A v súvislosti s úvahou o vodnej podlahe ma napadla zaujímavá verzia potrubia na podlahové kúrenie, ktorá sa jedinečne hodí na vytvorenie solárneho kolektora. Ide o NEREZOVÚ VLNOVÚ RÚRU. Dá sa ohýbať ako len chcete a ako chcete akýmkoľvek smerom, aj keď viažete uzly. A čo je najdôležitejšie – je oceľový a nerezový. Poskytuje vysoký odvod tepla a dlhú životnosť a nevyžaduje žiadne rohy a iné veci.
Výhody:
* Trvanlivosť: životnosť vysokolegovaných nerezových rúrových a mosadzných tvaroviek nie je obmedzená, životnosť tesniacich krúžkov je minimálne 30 rokov.
* Vlnitá rúrka kombinuje plasticitu a tuhosť vo vzťahu k vonkajším a vnútorným mechanickým vplyvom (nebojí sa vodného rázu, až 65 atm).
* Potrubie sa veľmi ľahko ohýba bez akýchkoľvek zariadení, bez narušenia jeho prietokovej plochy, bez vzniku mikrotrhlín a mechanického namáhania v kove.
* Potrubie je vyrobené z vysokolegovanej leštenej oceľovej pásky, takže nekoroduje a neusadzujú sa na jeho stenách usadené materiály a navyše je toto potrubie v porovnaní s inými potrubiami šetrné k životnému prostrediu.
* Rúrka sa v zime nebojí "odmrazovania", ohrieva sa ako obyčajná oceľová rúra.
* Zmontované potrubie na pitnú vodu nevyžaduje špeciálne čistenie a je ihneď pripravené na použitie. Na zníženie "potenia" potrubia studenej vody sa ponúka vonkajší polyetylénový kryt.
* Potrubie po montáži nevyžaduje dozor, preto ho možno uložiť do betónových poterov a pod omietku na stene.
* Vlnitá rúrka sama o sebe kompenzuje lineárne roztiahnutia a kontrakcie pod cyklickým vplyvom teplôt, preto si na ich kompenzáciu nevyžaduje špeciálne opatrenia.
* Rúrka je nevyhnutná na výrobu "teplej podlahy" alebo "teplých stien". Vzhľadom na vysoký prenos tepla pri použití tohto potrubia sa zaobídete bez vykurovacích radiátorov, pričom ako radiátor použijete samotné potrubie.
* Potrubie je v pivniciach nevyhnutné. Nebojí sa hlodavcov, húb, plesní.
* Jednoduchá inštalácia: potrubie sa veľmi ľahko inštaluje v stiesnených podmienkach, jeho inštalácia trvá niekoľko minút, s vysokou spoľahlivosťou a kvalitou práce. Nevyžaduje sa žiadny špeciálny nástroj.
* Vzhľadom na flexibilitu potrubia sa inštalácia zložitých trás vykonáva s minimálnym počtom tvaroviek.
* Multifunkčnosť.
Na základe toho všetkého sa mi vrátila myšlienka dokončiť Slnečný kolektor a vykonať „testy v teréne“.
V našom meste som našiel takúto rúrku, kúpil som ju a pokračoval v inštalácii. Čo z toho vzniklo, môžete vidieť na fotke.
Ďalej plánujem vziať plastovú nádobu. Tepelne ho izolujte a pripojte k solárnemu kolektoru. Meraním teploty chladiacej kvapaliny od konca februára si myslím, že je možné problém vyriešiť.
Ekológia spotreby. Usadlosť: Slnečný vzduchový kolektor, ktorý sa bude stavať, je krížencom medzi vzduchovým kolektorom s labyrintom a kolektorom zvodov. Hlavným materiálom na výrobu solárneho vzduchového kolektora je vlnité hliníkové potrubie.
S príchodom chladného počasia každý myslí na vykurovanie svojich domovov, technických miestností, skleníkov atď., no každým rokom ceny energií neustále rastú a najväčšia nákladová položka v chladnom období je na vykurovanie. Táto nákladová položka sa však dá znížiť, ak sa bezplatná slnečná energia využíva ako doplnkové vykurovanie pomocou jednoduchého zariadenia - solárneho kolektora vzduchu, ktorý si môžete vyrobiť sami.
Solárny vzduchový kolektor, o ktorého konštrukcii bude reč, je niečo medzi vzduchom zberač s labyrintom a zberač odpadových rúr.
Hlavným materiálom na výrobu solárneho vzduchového kolektora je vlnité hliníkové potrubie, ktorého výhodou je, že vlnenie má:
Veľký vonkajší povrch na jednotku dĺžky na rozdiel od hladkého potrubia,
Vplyvom nerovností povrchu vzniká vo vnútri potrubia turbulentný pohyb vzduchu, ktorý sa následne lepšie zohrieva.
Tento solárny kolektor vzduchu využíval hliníkové vlnité potrubie s priemerom 80 mm. a 10 metrov dlhý. Celá táto fajka sa zmestí do krabice s rozmermi 90x90cm.
Ako ohrievač pre zadnú a bočnú stenu bola zvolená fóliová polystyrénová pena s hrúbkou 25 mm. V zásade bola pôvodná krabica vyrobená z tohto materiálu.
Aby bola práca so zvlnením pohodlná, musia byť ohyby zvlnenia pripevnené drôtom k bočnej stene.
Keď je zvlnenie úplne položené, môžete začať maľovať potrubie. Na tieto účely použijeme žiaruvzdornú čiernu farbu v sprejoch, ktorú je možné zakúpiť v autobazári (na lakovanie tlmičov výfuku).
Bočné steny zberača vzduchu budú slúžiť ako reflektory (keďže je na nich aplikovaná hliníková fólia), preto by sa nemali natierať a pri maľovaní musia byť zakryté novinami.
Keďže expandovaný polystyrén nie je obzvlášť pevný, na jeho ochranu bude potrebné zostaviť odolnejšie puzdro z dreva a preglejky a celú konštrukciu zakryť sklom.
Na nútené vetranie bol použitý potrubný ventilátor, ale je celkom možné použiť chladič z počítača. Ventilátor bol vybraný na 12V z týchto úvah, aby sa dal pripojiť k solárnej batérii.
Aby sa zabránilo nepriaznivým vplyvom vysokých teplôt na ventilátor, musí byť inštalovaný na vstupe do vzduchového kolektora.
Testy tohto solárneho vzduchového kolektora prebiehali pri teplote okolia 17°C a po pol hodine dosiahla teplota maximum 39,5°C. To je určite málo, ale čo možno očakávať od kolektora s plocha 0,81m2.
Takáto plocha na vykurovanie v zime bude malá, takže ak chcete získať dostatok teplého vzduchu na vykurovanie miestnosti, pri nízkych teplotách mimo okna by ste mali zväčšiť plochu vzduchového kolektora aspoň 4-krát. . Okrem toho je vhodné, aby prívod vzduchu pochádzal z priestorov, a nie z ulice, aby sa neplytvalo dodatočnou energiou na ohrev veľmi studeného vzduchu. publikovaný
Alternatívne obnoviteľné zdroje energie sú veľmi obľúbené. V niektorých krajinách EÚ pokrýva autonómne vykurovanie viac ako 50 % energetických potrieb. V Rusku sa slnečné kolektory zatiaľ veľmi nepoužívajú. Jeden z hlavných dôvodov: vysoké náklady na vybavenie. Za solárny panel od domáceho výrobcu budete musieť zaplatiť najmenej 16-20 tisíc rubľov. Výrobky európskych značiek budú stáť ešte viac, od 40 do 45 tisíc rubľov.
Výroba solárneho kolektora vlastnými rukami bude lacnejšia, aspoň polovica. Podomácky vyrobený solárny kolektor poskytne dostatok tepla na ohrev vody v sprche pre 3-4 osoby. Na výrobu budete potrebovať stavebné nástroje, vynaliezavosť a improvizované prostriedky.
Z čoho môže byť vyrobená slnečná sústava?
Najprv musíte pochopiť, aký princíp fungovania používa solárny ohrievač vody. Vo vnútornej štruktúre bloku sú prítomné nasledujúce uzly:- rám;
- absorbér;
- výmenník tepla, vo vnútri ktorého bude cirkulovať chladivo;
- reflektory na zaostrenie slnečných lúčov.
- Absorpcia tepla - slnečné lúče prechádzajú cez sklo umiestnené na vrchnej časti puzdra, alebo cez vákuové trubice. Vnútorná absorpčná vrstva v kontakte s výmenníkom tepla je potiahnutá selektívnou farbou. Keď slnečné svetlo dopadne na absorbér, uvoľní sa veľké množstvo tepla, ktoré sa zhromažďuje a používa na ohrev vody.
- Prenos tepla - absorbér je umiestnený v tesnom kontakte s výmenníkom tepla. Teplo akumulované absorbérom a odovzdané do výmenníka tepla ohrieva kvapalinu pohybujúcu sa cez rúrky do špirály vo vnútri zásobníka tepla. Cirkulácia vody v ohrievači vody sa vykonáva núteným alebo prirodzeným spôsobom.
- TÚV - využívajú sa dva princípy ohrevu teplej vody:
- Priamy ohrev - horúcu vodu po zahriatí jednoducho vypustíte do tepelne izolovanej nádoby. V monoblokovom solárnom systéme sa ako nosič tepla používa obyčajná úžitková voda.
- Druhou možnosťou je zabezpečenie teplej vody pasívnym ohrievačom vody na princípe nepriameho ohrevu. Chladiaca kvapalina (často nemrznúca zmes) sa pod tlakom posiela do výmenníka tepla solárneho kolektora. Po zahriatí sa ohriata kvapalina privádza do akumulačnej nádrže, v ktorej je zabudovaná špirála (hrajúca úlohu vykurovacieho telesa), obklopená vodou pre systém zásobovania teplou vodou.
Chladiaca kvapalina ohrieva špirálu, cez ktorú odovzdáva teplo vode v nádrži. Pri otvorení kohútika prúdi ohriata voda zo zásobníka tepla do odberného miesta. Charakteristickým rysom solárneho systému s nepriamym ohrevom je schopnosť pracovať počas celého roka.
Pracovné návrhy solárnych ohrievačov vody majú podobné zariadenie. Vyrobené iba z improvizovaných materiálov. Existujú schémy na výrobu kolektorov z:
- polykarbonát;
- vákuové trubice;
- PET fľaše;
- plechovky od piva;
- chladič chladničky;
- medené rúry;
- Rúry z HDPE a PVC.
Polykarbonátové potrubie
Vyrobené z voštinových panelov s dobrými tepelnoizolačnými vlastnosťami. Hrúbka plechov od 4 do 30 mm. Výber hrúbky polykarbonátu závisí od požadovaného prestupu tepla. Čím je plech a články v ňom hrubšie, tým viac vody bude jednotka schopná zohriať.Aby ste si sami vyrobili solárny systém, najmä domáci polykarbonátový solárny ohrievač vody, budete potrebovať nasledujúce materiály:
- dve závitové tyče;
- propylénové rohy, armatúry musia mať vonkajšie závitové spojenie;
- PVC plastové rúrky: 2 ks, dĺžka 1,5 m, priemer 32;
- 2 zástrčky.
Na zvýšenie tepelnej účinnosti komôrkového polykarbonátového kolektora je plech potiahnutý akoukoľvek selektívnou farbou. Ohrev vody po nanesení selektívneho náteru sa zrýchli približne dvojnásobne.
Rozdeľovač vákuovej trubice
V tomto prípade nebude možné zvládnuť výlučne improvizovanými prostriedkami. Na výrobu solárneho kolektora si budete musieť kúpiť vákuové trubice. Predávajú ich firmy zaoberajúce sa údržbou solárnych systémov a priamo výrobcovia solárnych ohrievačov vody.Pre vlastnú výrobu je lepšie zvoliť banky s perovými tyčami a tepelným kanálom heat-pipe. Rúry sa ľahšie montujú a v prípade potreby vymieňajú.
K vákuovému solárnemu kolektoru je potrebné dokúpiť aj blokový rozbočovač. Pri výbere dávajte pozor na výkon uzla (určený počtom rúrok, ktoré je možné súčasne pripojiť k zariadeniu). Rám je vyrobený samostatne, zostavením dreveného rámu. Úspory pri výrobe doma, berúc do úvahy nákup hotových vákuových trubíc, budú najmenej 50%.
Solárny systém z plastových fliaš
Na varenie potrebujete asi 30 kusov. PET fľaše. Pri montáži je vhodnejšie použiť nádoby rovnakej veľkosti na 1 alebo 1,5 litra. V prípravnej fáze sa etikety odstránia z fliaš, povrch sa dôkladne umyje. Okrem plastových nádob budete potrebovať:- 12 m hadica na polievanie rastlín, priemer 20 mm;
- 8 kusov T;
- 2 kolená;
- rolka teflónovej fólie;
- 2 guľové ventily.
Za jasného dňa po 15 minútach. voda sa zohreje na 45°C. Vzhľadom na vysoký výkon solárneho ohrievača vody z plastových fliaš má zmysel pripojiť ho k akumulačnej nádrži s objemom 200 litrov. Ten je dobre izolovaný, aby sa zabránilo tepelným stratám.
Zberač hliníkových plechoviek piva
Hliník má dobré tepelné vlastnosti. Nie je prekvapujúce, že kov sa používa na výrobu vykurovacích radiátorov.Hliníkové plechovky je možné použiť pri výrobe domácich solárnych systémov. Plechovky vyrobené z cínu a akéhokoľvek iného kovu nie sú vhodné na výrobu.
Pre jeden solárny panel budú potrebné nasledujúce komponenty:
- poháre, cca 15 ks. na riadok sa telo zmestí 10-15 riadkov;
- výmenník tepla - kolektor sa používa z gumovej hadice alebo plastových rúrok;
- lepidlo na zlepenie plechoviek;
- selektívny náter.
Na ohrev vzduchu sa často vyrába solárny kolektor z hliníkových plechoviek. Pri použití vodnej chladiacej kvapaliny klesá tepelná účinnosť zariadenia.
Solárny systém z chladničky
Ďalšie obľúbené riešenie, ktoré si vyžaduje minimálny čas a peniaze. Solárny kolektor je vyrobený z radiátora starej chladničky. Cievka je už natretá čiernou farbou. Rošt stačí položiť do dreveného puzdra s izoláciou a napojiť na prívod teplej vody pomocou spájkovania.Existuje možnosť výroby z kondenzátora klimatizácie. Na tento účel je k jednej sieti pripojených niekoľko radiátorov. Ak existuje možnosť lacného nákupu asi 8 ks. kondenzátory, výroba kolektora je celkom možná.
Kolektor vyrobený z medených rúrok
Meď má dobré tepelné vlastnosti. Pri výrobe medeného solárneho kolektora použite:- potrubia s priemerom 1 1/4", používané pri inštalácii vykurovacích systémov a systémov teplej vody;
- 1/4" rúrky používané v klimatizačných systémoch;
- plynový horák;
- spájka a tavidlo.
Solárny kotol vyrobený z HDPE rúr a PVC hadíc
Pri výrobe solárnych systémov sa používa takmer akýkoľvek dostupný materiál. Existujú riešenia, ktoré vám umožňujú vyrobiť kolektor z vlnitej hadice, gumovej hadice používanej na zalievanie rastlín.Solárne systémy nie sú vyrobené z kovoplastového potrubia, pretože gumové tesnenia armatúr neznesú silné teplo. Pri intenzívnom slnečnom žiarení dosahuje ohrev v kolektore 300°C. Pri prehriatí tesnenia určite pretekajú.
Slnečný kolektor je možné vyrobiť z vlnitej nerezovej rúrky. Obľúbenosť riešenia je spôsobená rýchlosťou a jednoduchosťou inštalácie. Vlnitá rúrka z nehrdzavejúcej ocele je položená v krúžkoch alebo hadovi. Nevýhodou sú relatívne vysoké náklady na nerezové vlnité rúry.
Napriek existujúcim možnostiam opísaným vyššie, solárne kolektory vyrobené z propylénových a HDPE rúr zostávajú najobľúbenejšie. Každá možnosť má svoje výhody:
- Solárny kolektor z HDPE rúr- na výrobu zvoliť materiál, ktorý je odolný voči teplu. Pre uľahčenie montáže akumulačného radiátora sa predáva veľké množstvo armatúr. Rúry vyrobené z polyetylénu s nízkou hustotou sú spočiatku čierne alebo tmavo modré, takže nevyžadujú farbenie.
- PVC solárny kolektor- popularita riešenia v jednoduchosti inštalácie konštrukcie, vykonávanej spájkovaním. Prítomnosť veľkého počtu rohov, odpalísk, amerických žien a iných tvaroviek uľahčuje proces montáže. Pomocou spájkovania môžete vytvoriť kolektorový výmenník tepla akejkoľvek konfigurácie.
Výroba solárneho kolektora teplej vody z PEX potrubia:
Všetky opísané rúrky s rôznou účinnosťou sa používajú ako jadro pri výrobe podomácky vyrobeného solárneho kolektora z plastových fliaš a hliníkových plechoviek.
Ako urobiť selektívny náter
Vysokoúčinný kolektor má vysoký stupeň absorpcie slnečnej energie. Lúče dopadajú na tmavý povrch, po ktorom ho zahrievajú. Čím menej žiarenia sa odrazí od absorbéra slnečného kolektora, tým viac tepla zostáva v slnečnom systéme.Na zabezpečenie dostatočnej akumulácie tepla je potrebný selektívny náter. Existuje niekoľko možností výroby:
- Domáci selektívny náter kolektorov- použite akúkoľvek čiernu farbu, ktorá po zaschnutí zanechá matný povrch. Existujú riešenia, keď sa ako kolektorový absorbér použije nepriehľadná tmavá olejová tkanina. Čierny smalt je nanesený na rúrky výmenníka tepla, povrch plechoviek a fliaš, s matným efektom.
- Špeciálne absorpčné nátery- môžete ísť inou cestou zakúpením špeciálnej selektívnej farby pre zberateľa. Zloženie selektívnych povlakov zahŕňa polymérne plastifikátory a prísady, ktoré poskytujú dobrú priľnavosť, tepelnú odolnosť a vysoký stupeň absorpcie slnečného žiarenia.
Solárne systémy slúžiace výhradne na ohrev vody v lete si vystačia s natretím absorbéra na čierno obyčajným náterom. Domáce slnečné kolektory na vykurovanie domu v zime by mali mať kvalitný selektívny náter. Na farbe sa šetriť nedá.
Domáci alebo továrenský solárny systém - čo je lepšie
Je nereálne vyrábať solárny kolektor doma, ktorý sa dá porovnať s výrobnými výrobkami z hľadiska technických vlastností a výkonu. Na druhej strane, ak potrebujete zabezpečiť dostatok vody na vonkajšiu sprchu, solárna energia bude stačiť na prevádzku jednoduchého domáceho ohrievača vody.Čo sa týka kvapalinových kolektorov pracujúcich v zime, ani všetky továrenské solárne systémy nedokážu pracovať pri nízkych teplotách. Systémy do každého počasia, to sú najčastejšie zariadenia s vákuovými tepelnými trubicami, so zvýšenou účinnosťou, schopné prevádzky až do teploty -50°C.
Továrenské solárne kolektory sú často vybavené otočným mechanizmom, ktorý automaticky prispôsobuje uhol sklonu a smer panelu voči svetovým stranám v závislosti od polohy Slnka.
Efektívny solárny ohrievač vody je taký, ktorý je plne v súlade s úlohami, ktoré mu boli pridelené. Na ohrev vody pre 2-3 osoby v lete si vystačíte s obyčajným solárnym kolektorom vyrobeným vlastnými rukami z improvizovaných prostriedkov. Na vykurovanie v zime je napriek počiatočným nákladom lepšie inštalovať továrenský solárny systém.
Video kurz výroby panelového solárneho ohrievača vody
Konštrukcia opísaná nižšie je termosifónový solárny kolektor na báze medenej rúrky a hliníkových rebier. Medené rebrá majú o niečo efektívnejší odvod tepla, ale cena medených plechov zvyšuje cenu kolektora 3-4 krát. Spájkovanie rebier na rúrky tiež nie je ľahká úloha. Výkon metódy prenosu tepla z hliníkových dosiek na medené rúry má zabezpečiť dobrý tepelný kontakt. Ako sa to implementuje - prečítajte si nižšie. Tento prototyp je dostupný na odkaze.
Aký je účel domáceho termosifónového systému:
- Výkon blízky komerčným zberateľom.
- Nízke náklady (až 1/4 ceny za zakúpený systém).
- Dlhá životnosť.
- Jednoduchosť, ako to urobiť sami, z materiálov dostupných pre každého.
Slnko ohrieva vodu, znižuje jej hustotu a voda stúpa do nádrže. Ohriata voda opúšťa kolektor, postupne je nahradená studenou vodou, privádzanou prirodzenou cirkuláciou z nádrže do kolektora cez spodnú prípojku. Čerpadlo v tomto prevedení nie je potrebné. Regulácia prebieha automaticky, pretože pohyb vody sa zastaví, akonáhle kolektor vychladne pod teplotu zásobníka. Princíp termosifónu je podrobne popísaný v článku.
Táto verzia termosifónového kolektora neumožňuje použitie pri teplotách pod nulou, preto je potrebné pri prvom mrazu systém vypustiť.
Ako príklad sú zachytené dva prototypy rozdeľovačov rovnakej konfigurácie, takže fotografie sa môžu v niektorých menších detailoch líšiť.
Urob si sám termosifónový systém
Z čoho je termosifónový solárny kolektor vyrobený:
- Vlnitá polykarbonátová doska SunTuf.
- Drevený rám.
- Preglejka alebo OSB pre základňu.
- Pevná tepelná izolácia (tepelným izolantom môže byť čokoľvek, od toho budú závisieť „vrstvy“ podkladu - pri tuhej izolácii v tomto prevedení už zadná časť kolektora nebola ničím pokrytá).
- Hliníkový plech pre absorbér 0,5 mm.
- Medené rúry.
- Medené tvarovky.
- Tepelne odolný silikón.
- Skrutky, farba, zvlnené koľajnice na pripevnenie polykarbonátu (môžu byť vyrobené z dosiek pomocou skladačky).
Táto konštrukcia termosifónového solárneho kolektora je založená na hliníkovom absorbéri. Rebrá zväčšujú oblasť prenosu tepla z dosky na rúrku a majú drážku v tvare tejto rúrky.
2 spôsoby výroby medeného potrubného absorbéra z hliníka
Použitie hliníkového plechu v spojení s medenými rúrami veľmi často využívajú Kanaďania, Američania, Austrálčania. Máme toto nepopulárne rozhodnutie (pokiaľ viem). Niekto je zadaný, niekto len maľuje fajky.
Zariadenie na ohýbanie hliníkového plechu je vyrobené z preglejky hrúbky 19 mm a dĺžky cca meter, v ktorej je drážka štvorcového tvaru 16X16 mm. Na vytvorenie vybrania pod rúrou bola odobratá oceľová tyč s priemerom 16 mm (rúrka vo väčšine kolektorov sa odoberá pol palca).
"Hniezdo" na hliníkovú lištu je vyrobené z dvoch kusov 16mm preglejky prilepených a priskrutkovaných k základni tak, aby vytvorili štvorcovú drážku. Hliníkový plech niektorých značiek má už mierny prehyb presne v strede plechu a ak tam nie je, treba byť pri ohýbaní opatrnejší.
Metóda lisovania kladivom pôsobí na prvý pohľad nepresvedčivo, no v praxi funguje výborne. Proces ohýbania hliníka pomocou tyče a kladiva je zrejmý z fotografie: položte kov na preglejku presne nad drážku, nainštalujte tyč, držte ju a bez väčšej námahy udierajte do konštrukcie vertikálne umiestneným kladivom. Táto metóda zabraňuje ohýbaniu rebier.
Keď to pochopíte, ohýbanie jedného absorbéra vám nezaberie viac ako 20 sekúnd.
Nezabudnite skontrolovať tesnosť absorbéra k potrubiu.
Ohýbanie preglejky sa dá vždy vylepšiť držiakmi na tyč, obmedzovačom na jednej strane, aby sa hliníkový plech po preglejke nešmýkal.
Nerobte rebrá príliš dlhé, pretože meď a hliník sa rozťahujú rôznou rýchlosťou a krátke rebrá (60 – 70 cm) to urobia lepšie. Rebrá musia byť zarovnané, stlačené.
Existuje spôsob, ako úplne obaliť potrubie hliníkom. Pozrite si fotografie krok za krokom tohto procesu nižšie.
Táto metóda umožňuje plný kontakt absorbéra s medenou rúrkou, čo zlepšuje výkon kolektora, ale tiež komplikuje proces vytvárania absorbéra.
Samozrejme, tu opísané metódy nie sú hranicou fantázie. Pri príprave článku som narazil aj na high-tech riešenia pre domáce použitie, ako napríklad:
Ako zarovnať hliníkové rebrá absorbéra
Pravdepodobne viete vymyslieť veľa možností, ako tlmič po ohnutí zarovnať. V tomto prípade autor návrhu postavil lis, ktorý vidíte na fotografii. Potreboval opracovať veľa hliníka na podlahové kúrenie a tento lis bol rýchlejší a čistejší ako metóda kladiva.
Lis sa pretláča hliníkom pomocou pevnej oceľovej tyče. Tento dizajn funguje celkom znesiteľne vďaka dlhým pákam, ktoré zvyšujú hmotnosť tela.
Aj keď sa rebrá dokonale zhodujú s tvarom potrubia, silikón je nevyhnutný na optimalizáciu spojenia medzi kovmi.
Ako optimalizovať priľnavosť medzi kovmi
Na drážku sa nanesie tenká vrstva žiaruvzdorného silikónu. Silikón má tepelnú vodivosť 10x väčšiu ako vzduch, takže ani pri veľmi dobrej priľnavosti nebude prekážať. Okrem tepelnej vodivosti silikón znižuje riziko galvanickej korózie utesnením proti prípadnej vlhkosti. Viac o zlepšení priľnavosti medzi absorbérom vám poviem v ďalšom článku.
Položenie dodatočného hliníkového pásu pod potrubie
Niektoré prototypové rozvody umiestnili pod každú medenú rúrku ďalšiu hliníkovú platňu. Toto je dodatočná kontaktná plocha medzi meďou a absorbérom, ktorá pomáha predchádzať tepelným stratám na vonkajšom okraji rebra. O účinnosti hliníkového absorbéra pripravujem samostatný materiál.
Výroba potrubí pre kolektor
Veľkosť zberača by mala byť taká, aby bolo čo najmenej odpadu z rezania medenej rúrky :). Na fotke je rozmer preglejky 238X117 cm (prepočítavam palce na centimetre, takže čísla vyzerajú trochu zvláštne). Parametre základne priamo závisia od veľkosti materiálu, ktorý bude pokrývať kolektor (sklo alebo polykarbonát).
Takto bude vyzerať medená mriežka. Voda vstúpi vpravo dole, pretečie celú cestu a vytečie vľavo hore.
Rúry odrežte na požadovanú dĺžku. Po rezaní je potrebné vyčistiť miesta rezu, najmä zvnútra. Na špeciálnom nástroji na rezanie rúr je na to poskytnutá čepeľ. Na fotografii čistenie adaptérov a rúr od zvyškov rezania.
Vyskúšame hliníkové rebrá, upravíme ich na dokonalý kontakt medzi jednotlivými časťami tlmiča. Režeme časti potrubia pre prípojky. Pripomínam, že všetky merania musia byť dokonalé - vzdialenosť medzi rúrkami sa musí rovnať šírke rebier absorbéra.
Prvá stúpačka má tvar T (na prijímanie vody) a posledná stúpačka má koleno. Na druhom konci kolektora ide koleno k prvému potrubiu a odpalisko k poslednému (výstup teplej vody). Toto páskovanie poskytuje približne rovnakú cirkuláciu.
Spájkujeme všetky detaily mriežky.
Po ochladení roštu ho bude potrebné dôkladne umyť z taviva prostriedkom na umývanie riadu.
Zvárané rúry musia prejsť skúškou tesnosti. Fotografia zobrazuje najjednoduchšiu metódu, ktorá funguje skvele. Je potrebné uzavrieť výstup na spodnom konci a pomaly naplniť sieťku vodou. Ak máte schopnosť použiť malý tlak, potom je to vo všeobecnosti vynikajúce.
Ako vyrobiť rám pre solárny kolektor
Rám by mal byť dostatočne veľký, aby sa do neho zmestila preglejka s absorbérom. Rohy sú upevnené skrutkami a lepidlom. Rám bol v tomto prípade natretý základným náterom a natretý epoxidovou farbou.
Inštalácia potrubného pletiva
Rúrky stlačíme na preglejku, do prívodu a spiatočky pridáme armatúry. V tomto prevedení sú výstupy umiestnené v zadnej časti kolektora. Nasávací a výfukový ventil môžete spájkovať súčasne.
Pod rúry položíme pásy hliníka. Vyššie som už venoval pozornosť tomu, prečo sa to robí. Pásik silikónu vyplní dutiny medzi rúrkou a doskou. Ďalej naneste silikón na celú platňu.
Silikón zostáva pružný pri teplotách, pri ktorých bude musieť kolektor pracovať. Ide o veľmi dobrý spôsob ukladania a odovzdávania tepla z absorbéra na rošt. V predaji sú tepelne odolné silikóny s plnivami, ktoré zvyšujú tepelnú vodivosť.
Montáž absorbérov
Naneste pásik tmelu do drážky rebra. Vrstva musí byť veľmi tenká. Rebrá pevne pribijeme k preglejke pomocou zošívačky s nerezovými sponkami. Jeden z prototypov používa skrutky.
Inštalácia hliníkového absorbéra 
Upevnenie plutiev pomocou zošívačky
Musí sa aplikovať absorbér. V garážových podmienkach je veľmi vhodné použiť farby na krby a grily, v predaji sú aj selektívne farby pre zberateľov.
Povrch hliníka a medi je potrebné očistiť od tmelu a iných nečistôt pomocou acetónu alebo iného vhodného rozpúšťadla. Pred lakovaním musí byť absorbér absolútne suchý.
Montáž izolácie na solárny kolektor
V tomto prípade sa používa tuhá izolačná doska. Polystyrén je nežiaduci kvôli vysokým teplotám. Na foto je izolácia lepená polyuretánovou penou. Na tanier musí byť umiestnené závažie, pretože pena sa bude snažiť expandovať.
Vôbec nie je nutné použiť polykarbonát, ako v tomto prípade. Ale je to vlnitý polykarbonát, ktorý je medzi Američanmi najobľúbenejší v domácich výrobkoch. Poskytuje vysoký prenos tepla, je odolný a flexibilný, filtruje ultrafialové (tak tvrdí autor prototypu, ale PC, s ktorým som sa stretol, bol UV prenosný). Pre zberateľa sú to dobré ukazovatele.
Polykarbonátové dosky v tejto konfigurácii sú spojené zvlnením na zvlnenie a zlepené priehľadným silikónom.
Nainštalujte sklenené podpery. Používa tenkostenné potrubie z pozinkovaného kovu. Do rámu je potrebné vyvŕtať otvor, ako na fotografii. Prilepte drážku. Mimochodom, na fotografiách jedna z možností - všetko sa robí presne rovnakým spôsobom ako s meďou.
Na okraj rámu musíte položiť pás dreva. Výška pásu by mala zodpovedať výške "vlny" polykarbonátu. Plech položte tak, aby bolo možné polykarbonátové rebrá pevne priskrutkovať k rámu. PC v hornej a dolnej časti je inštalované na špeciálnom vlnitom páse, na utesnenie švov použite silikón.
Nad polykarbonátovú dosku je potrebné nainštalovať pásy dreva, ktoré ju rovnomerne pritlačia v hornej aj spodnej časti. Fotografia jasne ukazuje, čo mám na mysli.
Na fotografii sú zobrazené detaily vonkajšieho potrubia. Nádrž je hneď za stenou nad kolektorom. V chladnom podnebí musia byť potrubia izolované. V prípade akéhokoľvek pohybu kolektora je zabezpečený vlnitý prívod. Vypúšťací ventil na vypúšťanie vody na zimu.
Rozdeľovacia nádrž a inštalatérske práce
Ako nádrž na vodu sa používa stará plynová nádrž. Nádrž je potrebné inštalovať nad kolektor tak, aby fungovala prirodzená cirkulácia. Ak sú kohútiky otvorené, zo zásobníka na studenej strane elektrického zásobníka bude tiecť horúca voda. Studená voda vstupuje do rozdeľovača zo starého odtoku plynovej nádrže, horúca voda z rozdeľovača vystupuje zo starého výstupného ventilu. Výfukový ventil je inštalovaný v nádrži a potrubí. Snímač teploty je inštalovaný aj na nádrži a na solárnom paneli.
Na fotografii je znázornená nádrž na zber teplej vody z kolektora. Solárny panel je za stenou, na výstupe z dvoch potrubí.
Na fotografii je nový elektrický ohrievač na záložné kúrenie. Horúca voda z kolektora vstupuje do prívodu studenej vody v tejto nádrži.
Existujú rôzne možnosti napríklad pre solárne kolektorové nádrže.
Merania teploty
Pri teplote asi 60 stupňov vstupuje voda do nádrže. Nádrž perfektne drží teplotu celú noc, elektrický ohrievač nebol zapnutý. Voda zo zberača sa používa na umývanie, sprchovanie a umývanie riadu. Cez palubu nebola teplota vzduchu vyššia ako 30 stupňov (máj 2010). Testovanie výkonu podrobne v ďalšom článku.
Možnosť systémovej montáže:
