Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Creșterea prețurilor surselor tradiționale de energie îi determină pe proprietarii de case particulare să caute alternative pentru încălzirea casei și a apei. Sunt de acord, componenta financiară a emisiunii va juca un rol semnificativ în alegerea sistemului de încălzire.

Una dintre căile cele mai promițătoare de furnizare a energiei este conversia radiației solare. Pentru a face acest lucru, utilizați sistemele solare. Înțelegerea principiului dispozitivelor și a mecanismului de lucru, de a face un colector solar pentru încălzire cu propriile mâini nu va fi ușor.

Vă vom spune despre caracteristicile de proiectare ale heliosistemelor, oferim o schemă simplă de asamblare și descriu materialele care pot fi utilizate. Etapele muncii sunt însoțite de fotografii vizuale, materialul fiind completat cu clipuri video despre crearea și punerea în funcțiune a unui colector improvizat.

Principiul funcționării și caracteristicile de proiectare

Sistemele solare moderne - unul dintre tipurile de surse alternative de căldură. Ele sunt folosite ca echipamente auxiliare de încălzire care transformă radiația solară în energie care este benefică pentru proprietarii casei.

Ei sunt în măsură să furnizeze pe deplin apă caldă și încălzire în sezonul rece numai în regiunile de sud. Și apoi, dacă acestea ocupă o suprafață suficient de mare și sunt instalate pe zone deschise, nu umbrită de copaci.

În ciuda numărului mare de specii, principiul muncii lor este același. Orice sistem solar este un circuit cu un aranjament secvențial de dispozitive, care furnizează energie termică și îl transmite consumatorului.

Elementele principale de lucru sunt celulele solare pe celule fotovoltaice sau colectoare solare. Tehnologia de asamblare a unui generator solar pe plăcile fotografice este oarecum mai complicată decât un colector tubular.

În acest articol vom lua în considerare a doua opțiune - colector heliosystem.

Colectoarele solare continuă să servească drept furnizori auxiliari de energie. Comutarea completă a încălzirii în locuință la sistemul solar este periculoasă din cauza incapacității de a prezice un număr clar de zile însorite

Colectorii sunt un sistem de tuburi conectate în serie cu linia de ieșire și de intrare sau sub formă de bobină. Apa tehnică, fluxul de aer sau un amestec de apă cu lichid antiîngheț circulă prin țevi.

Fenomenele fizice stimulează circulația: evaporarea, schimbările de presiune și densitatea de la trecerea de la o stare de agregare la alta, etc.

Principiul de funcționare al colectorilor solare se bazează pe recepția și acumularea energiei solare raportate la agentul de răcire (+)

Colectarea și acumularea energiei solare produse de absorbanți. Aceasta este fie o placă metalică solidă cu o suprafață exterioară înnegrată, fie un sistem de plăci individuale atașate la tuburi.

Pentru fabricarea părții superioare a corpului, se utilizează capacul, materiale cu capacitate ridicată de a transmite lumina. Poate fi plexiglas, materiale polimerice similare, tipurile de sticlă tradițională temperat.

Pentru a elimina pierderile de energie din partea din spate a dispozitivului, izolația este plasată în cutie

Trebuie să spun că materialele polimerice tolerează prea puțin influența razelor ultraviolete. Toate tipurile de plastic au un coeficient de expansiune termică suficient de mare, care deseori duce la depresurizarea corpului. Prin urmare, utilizarea acestor materiale pentru fabricarea corpului rezervorului este limitată.

Apa ca suport de căldură poate fi utilizată numai în sistemele proiectate pentru a furniza căldură suplimentară în perioada toamnă / primăvară. Dacă se planifică utilizarea sistemului solar de-a lungul întregului an înainte de prima răcire, apa de proces se schimbă pentru ao amesteca cu antigel.

În sistemele solare din aer, aerul este utilizat ca agent de răcire. Canalele pentru mișcarea sa pot fi făcute din foaia de obicei (+)

În cazul în care colectorul solar este instalat pentru a încălzi o clădire mică care nu are legătură cu încălzirea autonomă a cabanei sau cu rețelele centralizate, este construit un sistem simplu cu bucla cu un dispozitiv de încălzire la începutul acestuia.

Lanțul nu include pompe de circulație și dispozitive de încălzire. Schema este extrem de simplă, dar poate funcționa numai în vara însorită.

Prin includerea colectorului într-o construcție tehnică dublă, totul este mult mai complicat, dar intervalul de zile adecvat pentru utilizare este în mod semnificativ crescut. Colectorul procesează numai un circuit. Sarcina predominantă este plasată pe unitatea principală de încălzire, care lucrează la electricitate sau orice tip de combustibil.

Pentru fabricarea unui colector solar, puteți utiliza circuitul finit, puteți să vă construiți propriul model pilot și să îl încercați în practică (+)

În ciuda dependenței directe a performanței dispozitivelor solare de numărul de zile însorite, ele sunt în cerere, iar cererea pentru dispozitivele solare este în continuă creștere. Ele sunt populare printre meșteșugari, care caută să trimită tot felul de energie naturală într-o direcție utilă.

Clasificarea pe criterii de temperatură

Există o serie de criterii conform cărora sunt clasificate anumite construcții de heliosisteme. Cu toate acestea, pentru dispozitivele care pot fi realizate manual și utilizate pentru alimentarea cu apă caldă și încălzire, cea mai rațională este separarea după tipul de lichid de răcire.

Deci, sistemele pot fi lichide și aer. Primul tip este mai aplicabil.

Colectorul de aer elementar poate fi realizat din țeavă ondulată. Aveți nevoie de izolație rigidă și de placaj sau OSB pentru corp În partea de jos a cutiei, aproximativ mărimea unei cutii de aproximativ 0, 9 x 0, 9 m, izolați-o cu folie în sus. Apoi întregul sistem este acoperit cu vopsea neagră din balonchik În pereții de capăt ai cutiei, găurile sunt tăiate pentru a ieși din prizele de aer. Țeava poate fi așezată cu orice număr de spire, va avea nevoie de aproximativ 10 m Proiectarea trebuie protejată împotriva prafului și a apei: sticla obișnuită, policarbonatul, plexiglasul sau alt material similar vor fi potrivite pentru realizarea capacului.

În plus, clasificarea temperaturii este adesea utilizată, la care nodurile colectoare de lucru se pot încălzi:

  1. Temperatură scăzută. Opțiuni care pot încălzi lichidul de răcire la 50 ° C. Acestea sunt folosite pentru încălzirea apei în rezervoarele de irigare, în băi și dușuri în timpul verii și pentru a spori condițiile de confort în seara răcoroasă de primăvară și toamnă.
  2. Temperatura medie. Asigurați temperatura transportorului de căldură la 80 ° C. Acestea pot fi utilizate pentru încălzirea spațiului. Aceste opțiuni sunt cele mai potrivite pentru amenajarea de case private.
  3. Temperatură ridicată. Temperatura lichidului de răcire în astfel de instalații poate atinge 200-300 ° С. Utilizate la scară industrială, instalate pentru încălzirea stațiilor de producție, clădirilor comerciale etc.

În heliosistemele de temperatură înaltă este folosit un proces destul de complicat de transfer de energie termică. În plus, acestea ocupă un spațiu impresionant, pe care majoritatea iubitorilor noștri de viață din suburban nu-și pot permite.

Procesul de fabricație este de lucru intensiv, implementarea necesită echipament specializat. Făcând independent o astfel de variantă a heliosistemei este aproape imposibilă.

Celulele solare de înaltă temperatură pe convertoarele fotoelectrice din casă sunt destul de greu de realizat.

Corespondență manuală

Efectuarea unui dispozitiv solar cu propriile mâini este un proces fascinant care aduce multe beneficii. Datorită lui, puteți aplica rațional radiația solară liberă, rezolvând câteva probleme economice importante. Să luăm în considerare specificul creării unui colector plat care alimentează apa încălzită sistemului de încălzire.

Panoul absorbant este fabricat din fagure de policarbonat, acoperit cu vopsea neagră. Liniile de sus și de jos ale panoului, adică capetele deschise ale canalelor foii de policarbonat sunt introduse în tuburile de canalizare tăiate de-a lungul Colțurile necesare pentru conectarea conductei sunt lipite de marginile țevilor. În mod ideal, este mai bine să le sudați cu o mașină de sudat cu fier pentru țevi de plastic. Tăiere longitudinală prin țevi umplute cu pistol de lipire Țevile de depozitare din țevi de canalizare sunt echipate cu izolație termică. Înainte de aceasta, adezivul este egalat la cusături și în jurul colțurilor fie cu un fier de lipit, fie cu un uscător pentru clădiri. Panoul absorbant cu tuburi lipite pe el este plasat pe spumă sau pe altă izolație rigidă. Construcția superioară este acoperită cu policarbonat, curbată în jurul marginii. Un profil metalic de dimensiuni adecvate este achiziționat pentru asamblarea cadrului. La calcularea lățimii se ia în considerare grosimea izolației rigide În semifabricatele pentru asamblarea cadrului, decupate din profil în funcție de dimensiunea panoului absorbant, găurile sunt tăiate pentru retragerea punctelor de legătură Ansamblul pieselor cadrului este realizat cu șuruburi proiectate pentru a lucra cu acest profil. Pentru ca colectorul să fie îndreptat într-un unghi optim față de soare, este construit un raft de cherestea sau de metal

Materiale pentru auto-asamblare

Cel mai simplu și accesibil material pentru auto-asamblarea corpului colectorului solar este o bară din lemn cu placă, placaj, plăci OSB sau alte opțiuni similare. Alternativ, puteți utiliza un profil de oțel sau aluminiu cu foi similare. Cazul metalic va costa un pic mai scump.

Materialele trebuie să respecte cerințele pentru structurile utilizate în exterior. Durata de viață a colectorului solar variază de la 20 la 30 de ani.

Astfel, materialele trebuie să aibă un anumit set de caracteristici de performanță care să permită utilizarea construcției pe întreaga perioadă.

Versiunea cea mai ieftină și mai simplă a materialelor pentru fabricarea corpului - utilizarea cherestelei și a plăcilor aglomerate

Dacă corpul este fabricat din lemn, durabilitatea materialului poate fi asigurată prin impregnarea cu emulsii apă-polimer și acoperirea cu materiale de vopsea.

Principiul de bază care ar trebui să ghideze proiectarea și asamblarea unui colector solar este disponibilitatea materialelor în ceea ce privește prețul și disponibilitatea. Adică, ele pot fi găsite pe piața liberă sau pot fi făcute în mod independent din instrumentele disponibile.

Există o grămadă de unelte disponibile pentru fabricarea unei bobine colectoare solare, de exemplu, țeavă din PVC sau PP cu fitinguri de colț În mod prioritar, țevile flexibile de instalare PND sau PVC, din care puteți asambla un receptor de energie solară fără a utiliza fitinguri Soluția originală și foarte economică - un schimbător de căldură de la un frigider vechi nereușit Tubul de cupru este o alegere scumpă, dar eficientă. Ar trebui să fie îndoită astfel încât să nu creeze rezistență hidraulică excesivă în genunchi Distribuitorul de aer practic liber și suficient de eficient va fi eliberat din cutiile metalice uzate. Clasicele genului pentru proprietarii economici - sticle de plastic, care apar în abundență în orice casă În cazul în care în dispozitivul colector solar sunt utilizate sticle de plastic închise, acestea vor încălzi mult mai bine mediul de transfer de căldură. Opțiunea cea mai consumatoare de timp și cu un consum redus de materiale este o bobină din țeavă din aluminiu sau oțel, care necesită o îndoire atentă și o sudură.

Nuanțele izolației termice a dispozitivului

Pentru a preveni pierderea energiei termice, materialul izolator este montat pe partea inferioară a cutiei. Poate fi spumă sau vată minerală. Industria modernă produce o gamă destul de extinsă de materiale izolante.

Pentru încălzirea cutiei puteți utiliza versiuni izolate izolate. Astfel, este posibil să se asigure atât izolația termică, cât și reflexia razelor solare de pe suprafața acoperită cu folie.

Dacă se utilizează o placă de spumă rigidă sau spumă de polistiren ca material de izolare, canelurile pot fi tăiate pentru a așeza bobina sau sistemul de țevi. De obicei, absorbantul colectorului este așezat pe partea superioară a izolației și fixat ferm pe fundul carcasei într-o manieră care depinde de materialul utilizat la fabricarea carcasei.

Izolația termică servește la reducerea pierderilor de căldură prin partea inferioară a carcasei. Este irațional să se producă un dispozitiv într-o carcasă metalică fără izolație termică (+)

Colector solar colector de căldură

Acesta este un element absorbant. Este un sistem de țevi în care încălzitorul este încălzit, iar piesele, cel mai adesea din tablă de cupru. Cele mai bune materiale pentru fabricarea radiatorului sunt conductele din cupru.

Maeștrii de la domiciliu au inventat o opțiune mai ieftină - un schimbător de căldură spiralat din țevi din polipropilenă.

O soluție de buget interesantă - heliosistema de absorbție a țevii flexibile din polimeri. Se utilizează accesorii potrivite pentru conectarea la dispozitivele de admisie și evacuare. Selecția instrumentelor disponibile de la care poate fi realizat un schimbător de căldură colector solar este destul de largă. Acesta poate fi schimbătorul de căldură al vechii frigidere, țevile de apă din polietilenă, radiatoarele din tablă de oțel etc.

Un criteriu important de eficiență este conductivitatea termică a materialului din care este realizat schimbătorul de căldură.

Pentru auto-producție, cea mai bună opțiune este cuprul. Are o conductivitate termică de 394 W / m². Pentru aluminiu, acest parametru variază de la 202 la 236 W / m².

Conductele de cupru sunt considerate cea mai bună opțiune pentru fabricarea radiatorului pentru performanța termică și rezistența la uzură

Cu toate acestea, diferența mare în parametrii de conductivitate termică dintre conductele de cupru și polipropilenă nu înseamnă că schimbătorul de căldură cu țevi de cupru va produce sute de ori volum mare de apă caldă.

În condiții egale, performanța schimbătorului de căldură realizat din țevi de cupru va fi cu 20% mai eficientă decât performanța opțiunilor din plastic-metal. Astfel, schimbătoarele de căldură realizate din țevi din plastic au dreptul la viață. În plus, aceste opțiuni vor costa mult mai ieftin.

Indiferent de materialul conductei, toate conexiunile, atât sudate cât și filetate, trebuie să fie strânse. Țevile pot fi aranjate atât în paralel unul cu celălalt, cât și sub forma unei bobine.

Un circuit de tip bobină reduce numărul de conexiuni - acest lucru reduce șansele de scurgere și asigură un flux mai uniform de lichid de răcire.

Partea superioară a cutiei în care este amplasată schimbătorul de căldură este acoperită cu sticlă. Alternativ, puteți utiliza materiale moderne, cum ar fi un analog acril sau policarbonat monolit. Materialul translucid nu poate fi neted, ci ondulat sau mat.

În versiunea clasică, caseta cu colectorul este închisă cu sticlă călită, plexiglas, policarbonat sau material similar. Artizanii s-au adaptat în locul sticlei pentru a folosi polietilena

O astfel de prelucrare reduce reflexia materialului. În plus, acest material trebuie să reziste încărcărilor mecanice semnificative.

În desenele industriale ale unor astfel de sisteme solare se folosește un geam solar special. Această sticlă este caracterizată de un conținut scăzut de fier, care asigură o pierdere redusă de căldură.

Rezervor de stocare sau camera avancamera

Ca rezervor de stocare, puteți folosi orice recipient cu un volum de 20 până la 40 de litri. O serie de cisterne mai mici, conectate prin conducte într-o serie, se vor potrivi. Rezervorul de stocare este recomandat să se încălzească, deoarece apa încălzită de soare într-un rezervor fără izolație va pierde rapid energia termică.

De fapt, lichidul de răcire din heliosistemul de încălzire ar trebui să circule fără acumulare, deoarece energia termică primită din acesta trebuie să fie consumată în timpul perioadei de producție. Capacitatea acumulatoare îndeplinește mai degrabă funcția unui distribuitor de apă încălzit și o cameră avant, menținând stabilitatea presiunii în sistem.

Rezervorul de stocare în sistemele solare funcționează ca un distribuitor de apă și un rezervor de menținere a presiunii (+)

Etape de asamblare a sistemului solar

După fabricarea colectorului și pregătirea tuturor componentelor elementelor structurale ale sistemului, puteți continua instalarea directă.

Una dintre opțiunile pentru instalarea unei bobine din țevi din polipropilenă cu fitinguri și teuri va ajuta la asamblarea rapidă a unui colector solar (+)

Lucrarea începe cu instalarea unei camere avangardiste, care, de regulă, este plasată la cel mai înalt punct posibil: la mansardă, un turn autonom, un pasaj etc.

În timpul instalării, trebuie remarcat faptul că, după umplerea sistemului cu lichid de răcire, această parte a structurii va avea o greutate impresionantă. Prin urmare, ar trebui să vă asigurați fiabilitatea suprapunerii sau să o consolidați.

După instalare, rezervoarele continuă cu instalarea colectorului. Acest element structural al sistemului este situat în partea de sud. Unghiul de înclinare față de linia de orizont ar trebui să fie de la 35 la 45 de grade.

După instalare, toate elementele legate de ele cu țevi, conectate într-un singur sistem hidraulic. Etanșeitatea sistemului hidraulic este un criteriu important pe care depinde funcționarea eficientă a colectorului solar.

În conformitate cu schema de asamblare a sistemului solar pentru alimentarea cu apă a unui duș de vară, puteți construi o structură pentru încălzirea apei pentru irigare sau pentru a crea condiții confortabile în seara rece (+)

Pentru a conecta elementele structurale într-un sistem hidraulic unic, se utilizează țevi cu diametrul de 2, 5 mm. Diametrul mai mic este folosit pentru a configura secțiunea de presiune a sistemului.

Sub partea de presiune a sistemului se referă la intrarea apei în camera de evacuare și la ieșirea lichidului de răcire încălzit în sistemul de încălzire și la alimentarea cu apă caldă. Restul este montat cu țevi cu diametru mai mare.

Pentru a preveni pierderea energiei termice, conductele trebuie izolate cu atenție. În acest scop, puteți utiliza spumă, vată de bază sau versiuni din folie de materiale de izolație moderne. Capacitatea cumulativă și camera avancamera sunt, de asemenea, supuse procedurii de izolare.

Cea mai simplă și mai accesibilă opțiune pentru izolarea termică a rezervorului de stocare este construcția unei cutii de placaj sau plăci în jurul acestuia. Spațiul dintre cutie și container trebuie umplut cu material izolator. Acestea pot fi lianți de zgură, un amestec de paie și lut, rumeguș uscat etc.

Sistemul solar este instalat astfel încât colectoarele solare să fie amplasate pe partea luminată a casei sau parcela (+)

Verificați înainte de punerea în funcțiune

După instalarea tuturor elementelor sistemului și izolarea unei părți a structurilor, este posibilă continuarea umplerii sistemului cu un fluid de transfer termic. Umplerea inițială a sistemului trebuie efectuată printr-o țeavă situată în partea de jos a colectorului.

Adică umplerea se face de jos în sus. Datorită acestor acțiuni este posibilă evitarea formării posibile a dopurilor de aer.

Apă sau alt lichid de răcire intra în anankamera. Procesul de umplere a sistemului se termină atunci când apa începe să curgă din conducta de drenaj a camerei de avans.

Cu ajutorul unei supape plutitoare, puteți regla nivelul optim al lichidului în camera avancamera. După umplerea sistemului cu lichid de răcire, acesta începe să se încălzească în colector.

Procesul de creștere a temperaturii are loc chiar și în condiții meteo noroase. Răcirea încălzită începe să crească în partea superioară a rezervorului de stocare. Procesul de circulație naturală are loc până când temperatura agentului de răcire care intră în radiator este aliniată la temperatura transportatorului care părăsește colectorul.

Când debitul de apă din sistemul hidraulic va acționa supapa plutitoare, situată în camera avancamera. Astfel, un nivel constant va fi menținut. În acest caz, apa rece care intră în sistem va fi amplasată în partea inferioară a rezervorului de stocare. Procesul de amestecare a apei calde și reci nu apare practic.

În sistemul hidraulic, este necesar să se asigure instalarea supapelor care vor împiedica circulația inversă a agentului de răcire de la colector la rezervor. Aceasta se întâmplă atunci când temperatura ambiantă scade sub temperatura lichidului de răcire.

Astfel de valve sunt de obicei folosite noaptea și seara.

Eyeliner-ul la locurile de consum de apă fierbinte se efectuează cu mixere standard. Robinetele unice regulate nu trebuie utilizate. În vremea însorită, temperatura apei poate ajunge până la 80 ° C - este inconvenient să folosiți astfel de apă direct. Astfel, mixerele vor economisi în mod considerabil apă caldă.

Performanța unui astfel de încălzitor solar de apă poate fi îmbunătățită prin adăugarea de secțiuni suplimentare ale colectorilor. Designul vă permite să montați două până la un număr nelimitat de piese.

Performanța sistemului solar crește prin instalarea mai multor colectoare solare

Baza unui astfel de colector solar pentru încălzire și apă caldă este principiul efectului de seră și așa-numitul efect termosifon. Efectul de seră este utilizat în construcția elementului de încălzire.

Razele soarelui trec liber prin materialul transparent din partea superioară a colectorului și sunt transformate în energie termică.

Energia termică se află într-un spațiu închis datorită etanșeității secțiunii de cutie a colectorului. Efectul termosifon este utilizat în sistemul hidraulic atunci când lichidul de răcire încălzit se ridică, deplasând agentul de răcire rece și forțându-l să se deplaseze în zona de încălzire.

Datorită efectului termosifon, în sistem se produce o circulație naturală stabilă și continuă a agentului de răcire.

Performanța colectorului solar

Principalul criteriu care afectează performanța sistemelor solare este intensitatea radiației solare. Cantitatea de radiații solare potențial utile care se încadrează pe o anumită zonă se numește insolare.

Amplitudinea de insolare în diferite părți ale globului variază în limite destul de largi. Pentru a determina media acestei valori, există tabele speciale. Ele afișează insolația medie solară pentru o anumită regiune.

Datele privind insolarea solare într-o regiune specifică pot fi obținute din hărți și tabele speciale (+)

Pe lângă mărimea insolației, zona și materialul schimbătorului de căldură afectează performanța sistemului. Un alt factor care afectează performanța sistemului este volumul rezervorului de stocare. Capacitatea optimă a rezervorului este calculată pe baza zonei adsorbere a colectorului.

În cazul unui colector plat, aceasta este suprafața totală a țevilor care se află în cutia colectorului. Această valoare, în medie, este de 75 litri de volum rezervor, pe metru pătrat de țevi colectoare. Capacitatea de acumulare este un fel de acumulator de căldură.

Prețurile pentru dispozitivele din fabrică

Cota leului din costurile financiare ale construirii unui astfel de sistem cade pe fabricarea colectorilor. Acest lucru nu este surprinzător, chiar și în cazul desenelor industriale ale heliosistemelor, aproximativ 60% din costuri se încadrează pe acest element structural. Costurile financiare vor depinde de alegerea unui material.

Trebuie remarcat faptul că un astfel de sistem nu este capabil să încălzească încăperea, ci doar ajută la economisirea costurilor, ajutând la încălzirea apei în sistemul de încălzire. Având în vedere costurile relativ mari ale energiei utilizate pentru încălzirea apei, colectorul solar integrat în sistemul de încălzire reduce semnificativ aceste costuri.

Colectorul solar este destul de ușor de integrat în sistemul de încălzire și alimentare cu apă caldă (+)

Pentru producția sa folosește materiale destul de simple și accesibile. În plus, acest design este complet non-volatil și nu necesită întreținere. Îngrijirea sistemului este redusă la inspecția periodică și curățarea sticlei colectorului împotriva contaminării.

Informații suplimentare privind organizarea încălzirii solare în casă sunt prezentate în acest articol.

Concluzii și video util pe această temă

Procesul de fabricare a unui colector solar elementar:

Cum se asamblează și se comandă un sistem solar:

Firește, un colector solar auto-fabricat nu va putea concura cu modelele industriale. Utilizând materialele la îndemână, este destul de dificil să se obțină eficiența ridicată pe care o au desenele industriale. Dar costurile financiare vor fi mult mai mici comparativ cu achiziționarea de instalații gata făcute.

Cu toate acestea, un sistem de încălzire solară realizat la domiciliu va crește semnificativ nivelul de confort și va reduce costul energiei produse de sursele tradiționale.

Aveți experiență în construirea unui colector solar? Sau aveți întrebări cu privire la material? Vă rugăm să împărtășiți informații cu cititorii noștri. Puteți lăsa comentarii în formularul de mai jos.

Ajutați dezvoltarea site -ului, împărtășind articolul cu prietenii!

Categorie: