Kako sestaviti in narediti sončni kolektor z lastnimi rokami

Za ogrevanje in toplo vodo doma je mamljivo uporabiti brezplačno sončno energijo. To je mogoče storiti s pomočjo sončne elektrarne, katere glavni element je sončni kolektor. Toda eden od omejujočih dejavnikov pri uporabi sončnih elektrarn je njihova relativno visoka cena. Lahko pa jih naredite sami. Zato bomo v tem članku govorili o načelu njihovega dela, vrstah, pa tudi o tem, kako z lastnimi rokami sestaviti in izdelati sončni kolektor za ogrevanje hiše in oskrbo s toplo vodo iz različnih materialov.

Sončni kolektorji so toplotni izmenjevalci, ki zajemajo sončno energijo in jo, odvisno od njihove vrste, pretvarjajo v toplotno energijo tekočine ali zraka, ki kroži v njih. Tekočina ali zrak, ogret v kolektorju, se uporablja za oskrbo s toplo vodo ali ogrevanje hiše neposredno ali preko dodatnih toplotnih izmenjevalnikov, na primer preko kotlov za indirektno ogrevanje. Glavna naloga katerega koli takega kolektorja je, da čim več "ulovi" sončno energijo in jo prenese na hladilno tekočino, ki kroži v njem, z najmanjšimi izgubami.

Vrste sončnih kolektorjev

Glede na vrsto hladilne tekočine, ki v njih kroži in se ogreva, so sončni kolektorji lahko:

Tekočina;
Zrak.

Po konstrukcijskih značilnostih in vrsti površine za izmenjavo toplote so lahko:

V obliki posode;
cev;
Stanovanje;
Vakuumski.

Tekočina sončni kolektorji so, kot že ime pove, med delovanjem napolnjeni s tekočino, ki v njih kroži in se segreva. Lahko je navadna voda ali tekočina brez zmrzovanja (antifriz). V prvem primeru se lahko ogrevana voda dovaja neposredno v sistem za oskrbo s toplo vodo, v zalogovnik ali v kotel za indirektno ogrevanje, v drugem primeru pa samo v kotel. Takšni kolektorji se lahko uporabljajo tako za oskrbo hiše s toplo vodo kot za ogrevanje. Vse je odvisno od moči sončne elektrarne.

Zrak sončni kolektorji se uporabljajo predvsem za ogrevanje doma. Hladen zrak iz prostora se dovaja v tak kolektor, se tam segreje in se z naravno ali prisilno cirkulacijo vrača nazaj v prostor.

Večino tovrstnih sončnih kolektorjev lahko izdelate sami. Če pokažete domišljijo, lahko za njihovo izdelavo uporabite različne materiale, ki so pri roki: plastične ali kovinske posode, cevi, cevi, rabljene radiatorje in celo pločevinke za pivo. Spodaj bomo obravnavali več modelov sončnih kolektorjev, ki jih je mogoče ročno izdelati s temi in drugimi materiali pri roki.

Sončni kolektor iz kovinske ali plastične posode

Najenostavnejši sončni kolektor je mogoče ročno izdelati iz kovinske ali plastične posode s prostornino 50-100 litrov. To je tako imenovana poletna prha, ki je precej pogosta na podeželju in v poletnih kočah.

Najboljša kovinska možnost za tak zbiralnik bi bila posoda iz nerjavnega jekla, na zunanji strani pobarvana črno. Res je, da so stroški takšne nove zmogljivosti precej visoki. Zato lahko uporabite rabljene posode. Na primer, zvarite rezervoar iz dveh nerjavnih posod iz starih pralnih strojev. Uporabite lahko tudi posode iz železne kovine, pocinkane ali pobarvane z vodoodporno barvo. Plastične posode so dobre, ker so lahke in ne korodirajo, vendar so kratkotrajne, saj plastika slabo prenaša ultravijolično sevanje.

Sod je nameščen na južni strani strehe hiše ali neposredno nad zunanjim tušem. Če sod ni nepredušen, se hladilni dovod in ogrevan dovod izvajata od spodaj. Tlak tople vode na mestu vnosa bo določen z višino namestitve in nivojem vode v sodu. Napolni se s hladno vodo, ki se nekaj časa segreje in nato uporabi.

Če je sod nepredušen, se hladna voda dovaja od spodaj, topla voda pa od zgoraj. Takšna posoda je priključena na sistem za oskrbo s hladno vodo (črpališče) in ko se ogreta voda potegne v sod, iz sistema priteče hladna voda, ki izpodriva toplo vodo v zgornji del.

Prednost takšnega sončnega kolektorja je preprostost. To je enostavno narediti sami. Če je sod valjast, potem je ves dan dobro osvetljen s sončnimi žarki.

Slabosti te zasnove:

Lahko se uporablja samo v topli sezoni;
neučinkovit v vetrovnem vremenu in ko je sonce prekrito z oblaki;
Velika vztrajnost - relativno dolgo segrevanje vode;
Voda, ogreta podnevi, se ponoči ohladi.

Kako narediti in sestaviti sončni kolektor iz kovinskih cevi

Preprost in učinkovit sončni kolektor je mogoče ročno izdelati iz tankostenskih kovinskih cevi: jekla, bakra ali aluminija. Gre za cevni toplotni izmenjevalec (radiator), ki je nameščen v toplotno izolirano škatlo iz plošč, vezanega lesa ali iverne plošče.

Najboljši material za izdelavo radiatorja sončnega kolektorja je nedvomno baker. Ima odlične lastnosti prenosa toplote in ne korodira. Toda ta stvar je precej draga. Aluminijaste cevi, čeprav cenejše od bakrenih, je težko variti.

Najcenejši in najpreprostejši način za izdelavo toplotnega izmenjevalnika je iz jeklenih cevi. Lahko jih varimo z običajnim varilnim strojem. Za izdelavo takšnega radiatorja je mogoče uporabiti jeklene cevi s premerom ½ - 1 ″. Hkrati se za dovod hladne vode in odvajanje ogrevane vode uporabljajo cevi večjega premera in z večjo debelino stene, za sam toplotni izmenjevalnik pa manjšega premera in z manjšo debelino stene.

Shema radiatorja sončne cevi

Dimenzije radiatorja sončnega kolektorja in s tem dolžina cevi so odvisne od zahtevane moči. Če pa ga naredite prevelikega in okornega, ga bo težko sestaviti in namestiti. Zato je najbolje, če so njegove dimenzije v območju: širina - 0,8-1 m in višina 1,5-1,6 m. Moč takega kolektorja bo v območju 1,2-1,4 kW. Če želite povečati moč sončne elektrarne, lahko naredite več teh kolektorjev in jih povežete med seboj.

V tem primeru za izdelavo radiatorja sončnega kolektorja potrebujemo dve debelostenski cevi s premerom ¾ - 1 ″, dolžine 0,8-1 m in 12-18 tankostenskih cevi ½ - ″ premera in 1,5- Dolžina 1,6 m.

V debelostenskih ceveh, ki bodo služile za dovod in odvod vode, se izvrtajo luknje za tankostenske cevi manjšega premera z naklonom 3-4,5 cm. En konec takšne cevi je prigušen, navoj pa je privarjeni ali vrezani na drugi konec.

Cevi so zvarjene v eno radiatorsko konstrukcijo in pobarvane z mat črno barvo.

Zdaj morate narediti toplotno izolirano škatlo za radiator. Za to lahko uporabite vezane plošče, iverne plošče, OSB ali robne plošče, odporne na vlago. Toda vodoodporna vezan les (FSF) bi najbolje delovala.

Dimenzije škatle se izračunajo ob upoštevanju dimenzij radiatorja, izolacijskega sloja in vrzeli med njimi. Višina stranic škatle mora upoštevati debelino izolacije, samih cevi, pa tudi njihovo oddaljenost od dna in stekla ali polikarbonata, ki prekriva škatlo (10-12 mm). Na zgornjem koncu stranic je narejen izbor (utor) za steklo ali polikarbonat. V eni od stranskih sten so izdelane luknje za cevi za dovod in odvod vode. Elementi škatle so povezani v eno strukturo s pomočjo samoreznih vijakov.

Kot grelec lahko vzamete polistirensko peno, navadno (peno) ali ekstrudirano, pa tudi mineralno volno z gostoto najmanj 25. Od znotraj je na dnu in na dnu nameščena plast izolacije (najmanj 5 cm). stranice škatle. Nanj je položena pocinkana pločevina ali plast debele folije, ki sta prav tako pobarvana v mat črni barvi.

Radiator je pritrjen v škatlo s sponkami ali sponkami, katerih prisotnost je treba predvideti v fazi izdelave škatle. Lokacija in dimenzije sponk so odvisne od zasnove radiatorja in velikosti cevi.

Zgornji del škatle je prekrit s steklom ali polikarbonatom. Pokrov se prilega v utore (vzorec) in je varno pritrjen. Vsi spoji so zatesnjeni.

Sončni kolektor je pripravljen. Namestiti ga je treba na južni strani hiše z naklonom 35-45 ⁰ do obzorja. Na njegovi podlagi je mogoče izdelati solarno elektrarno, ki vključuje toplotno izoliran rezervoar tople vode s prostornino 100-200 litrov ali kotel za indirektno ogrevanje.

Vgradnja končnega sončnega kolektorja

Kolektor iz plastičnih ali kovinsko-plastičnih cevi

Sončni kolektor z lastnimi rokami je mogoče izdelati tudi iz plastičnih cevi HDPE ali PP. Čeprav je prenos toplote plastike za 13-15% manjši kot pri kovini, je veliko cenejši od bakra in ne korodira kot črno jeklo.

Za izdelavo preprostega sončnega kolektorja z lastnimi rokami lahko cevi HDPE s premerom 13-20 mm položite v škatlo v obliki spirale, pritrdite s sponkami in pobarvate črno.

Možnost sončnega kolektorja iz plastičnih HDPE cevi

Polipropilenske cevi se ne upognejo dobro, vendar jih je enostavno povezati s spajkanjem s posebnimi priključki. Podmorske cevi (horizontalne kolektorje) lahko izdelamo iz PP cevi premera 25 mm, sam toplotni izmenjevalec pa iz cevi premera 20 mm. Končni radiator sončnega kolektorja je pobarvan črno in montiran v škatlo, ki je izdelana na enak način kot pri izvedbi s kovinskimi cevmi.

Radiator za sončni kolektor lahko izdelate tudi iz ojačanih plastičnih cevi. Hkrati jih je mogoče povezati s fitingi, po isti shemi kot PP cevi, ali pa jih je mogoče položiti v cikcak ("kača") ali v obliki spirale. Druga možnost je lažja. Vendar je treba spomniti, da polmer upogibanja kovinsko-plastičnih cevi ne sme biti manjši od 7 premerov cevi.

Možnost sončnega kolektorja iz kovinsko-plastičnih cevi

Sončni kolektor iz radiatorja hladilnika

Če imate radiator iz starega hladilnika, ga lahko uporabite tudi za izdelavo sončnega kolektorja z lastnimi rokami. Če želite to narediti, ga morate temeljito sprati, da ga očistite iz ostankov freona. Med izpiranjem morate preveriti tudi njegovo tesnost - ni puščanja. Če obstajajo, morajo biti ta mesta hladno varjena ali spajkana.

Radiator iz starega hladilnika

Sam radiator mora biti pobarvan z mat črno barvo.

Predvideti je treba tudi način povezave dovodnih in odvodnih cevi z zalogovnikom solarne elektrarne ali drugimi elementi, odvisno od njegove vrste. Če želite to narediti, na primer, na koncih cevi spajkate niti želene velikosti ali zategnete gumijaste cevi in jih pritrdite s sponkami.

Tako pripravljen radiator sončnega kolektorja je pritrjen s sponkami v toplotno izolirano škatlo, izdelano ob upoštevanju njegovih dimenzij. Sama škatla je lahko izdelana na enak način kot v prejšnjih primerih.

Zračni sončni kolektorji za ogrevanje doma

Poleg zgoraj opisanih sončnih kolektorjev, v katerih se tekočina segreva s pomočjo sončne energije, lahko z lastnimi rokami izdelate konstrukcije, v katerih se ogreva zrak. Takšen sončni kolektor se lahko uporablja za dodatno ogrevanje hiše. Hladen zrak iz prostora se dovaja v njegov toplotni izmenjevalec, se segreva in vrača nazaj v prostor.

Toplotni izmenjevalnik za takšno solarno elektrarno je lahko izdelan iz pločevine, tankostenskih kovinskih cevi, pa tudi pločevink od piva ali drugih pijač. Zasnove takšnih zbiralcev bomo obravnavali v drugem članku v tem razdelku.