Kaip pasidaryti saulės kolektorių „pasidaryk pats“ šildymui: žingsnis po žingsnio vadovas

Tradicinių energijos šaltinių kainų kilimas skatina privačių namų savininkus ieškoti alternatyvių būdų šildyti namus ir šildyti vandenį. Sutikite, finansinis klausimo aspektas vaidins svarbų vaidmenį renkantis šildymo sistemą.

Vienas iš perspektyviausių energijos tiekimo būdų yra saulės radiacijos konvertavimas. Norėdami tai padaryti, naudokite saulės sistemas. Suprasti jų prietaiso principą ir veikimo mechanizmą, pagaminti saulės kolektorių šildymui savo rankomis nebus sunku.

Mes jums papasakosime apie saulės sistemų projektavimo ypatybes, pateiksime paprastą surinkimo schemą ir aprašysime medžiagas, kurios gali būti naudojamos. Darbo etapus lydi vaizdinės nuotraukos, medžiagą papildo vaizdo klipai apie namų kolekcionieriaus sukūrimą ir paleidimą.

Darbo principas ir dizaino ypatybės

Šiuolaikinės saulės sistemos - viena iš alternatyvių šaltinių tipai šilumos generavimas. Jie naudojami kaip pagalbinė šildymo įranga, perdirbanti saulės spinduliuotę į energiją, naudingą namų savininkams.

Šaltuoju metų laiku jie gali visiškai tiekti karštą vandenį ir šildymą tik pietiniuose regionuose. Ir tada, jei jie užima pakankamai didelį plotą ir yra įrengti atvirose vietose, kur nėra medžių užtemdyto.

Nepaisant daugybės veislių, jos veikia taip pat. Bet kokia saulės sistema reiškia grandinę su nuosekliu įrenginių, kurie tiekia šiluminę energiją ir perduoda ją vartotojui, išdėstymu.

Pagrindiniai darbo elementai yra saulės baterijos ant saulės elementų arba saulės kolektoriai. Technologija saulės generatoriaus agregatas ant fotografinių plokštelių yra šiek tiek sudėtingesnis nei vamzdinis kolektorius.

Šiame straipsnyje mes apsvarstysime antrą variantą - kolektorinę saulės sistemą.

Saulės kolektoriai iki šiol tarnauja kaip pagalbiniai energijos tiekėjai. Visiškai pakeisti namo šildymą saulės sistema yra pavojinga dėl nesugebėjimo numatyti aiškaus saulėtų dienų skaičiaus.

Kolektoriai yra vamzdžių sistema, sujungta nuosekliai su išvesties ir įvesties linijomis arba išdėstyta ritės pavidalu. Pramoninis vanduo, oro srautas arba vandens mišinys su šiek tiek neužšąlančiu skysčiu cirkuliuoja per vamzdelius.

Fiziniai reiškiniai skatina cirkuliaciją: garavimas, slėgio ir tankio pokyčiai, pereinant iš vienos agregacijos būsenos į kitą ir kt.

Saulės kolektorių veikimo principas grindžiamas saulės energijos, perduodamos į aušinimo skystį, gavimu ir kaupimu (+).

Saulės energiją renka ir kaupia absorberiai. Tai arba tvirta metalinė plokštė su pajuodintu išoriniu paviršiumi, arba atskirų plokštelių, pritvirtintų prie vamzdžių, sistema.

Viršutinės kūno dalies gamybai naudojamas dangtis, medžiagos, turinčios didelį gebėjimą perduoti šviesą. Tai gali būti plexiglass, panašios polimerinės medžiagos, grūdintos tradicinio stiklo rūšys.

Norint pašalinti energijos nuostolius iš prietaiso galinės dalies, dėžutėje dedama šilumos izoliacija

Turiu pasakyti, kad polimerinės medžiagos netoleruoja ultravioletinių spindulių įtakos. Visų tipų plastikai turi pakankamai aukštą šiluminio plėtimosi koeficientą, kuris dažnai lemia korpuso slėgio sumažėjimą. Todėl tokių medžiagų naudojimas kolektoriaus korpuso gamybai turėtų būti ribojamas.

Vanduo kaip šilumos nešiklis gali būti naudojamas tik sistemose, skirtose papildomai šilumai tiekti rudens / pavasario laikotarpiu. Jei saulės energijos sistemą planuojama naudoti ištisus metus prieš pirmąjį aušinimą, proceso vanduo keičiamas į jo mišinį su antifrizu.

Oro saulės sistemose oras naudojamas kaip šilumos nešiklis. Kanalai jo judėjimui gali būti gaminami iš įprasto profiliuoto lakšto (+)

Jei saulės kolektorius sumontuojamas mažam pastatui, neturinčiam ryšio su autonominiu kotedžo šildymu ar su centralizuotais tinklais, šildyti, pastatyta paprasta vieno kontūro sistema su šildymo įrenginiu jo pradžioje.

Į grandinę neįeina cirkuliaciniai siurbliai ir šildymo prietaisai. Schema yra nepaprastai paprasta, tačiau ji gali veikti tik saulėtą vasarą.

Kai kolektorius yra įtrauktas į dviejų grandinių techninę struktūrą, viskas yra daug sudėtingiau, tačiau naudojimui tinkamų dienų diapazonas žymiai padidėja. Kolektorius apdoroja tik vieną grandinę. Pagrindinė apkrova priskiriama pagrindiniam šildymo blokui, kuris naudojasi elektra ar bet kokio tipo degalais.

Saulės kolektoriaus gamybai galite naudoti paruoštą schemą, galite sukurti savo bandomąjį modelį ir išbandyti jį praktikoje (+)

Nepaisant tiesioginės saulės prietaisų veikimo priklausomybės nuo saulėtų dienų skaičiaus, jie yra paklausūs, o saulės prietaisų poreikis nuolat auga. Jie yra populiarūs tarp amatininkų, norinčių nukreipti visų rūšių natūralią energiją į naudingą kanalą.

Temperatūros klasifikacija

Yra gana daug kriterijų, pagal kuriuos klasifikuojami šie ar tie saulės sistemų projektai. Tačiau prietaisams, kuriuos galite padaryti savo rankomis ir naudoti karšto vandens tiekimui ir šildymui, racionaliausias yra atskyrimas pagal aušinimo skysčio tipą.

Taigi, sistemos gali būti skystos ir oro. Dažniausiai taikomas pirmasis tipas.

Be to, dažnai naudojama klasifikacija pagal temperatūrą, iki kurios gali įkaisti kolektoriaus darbiniai mazgai:

1. Žema temperatūra. Parinktys, galinčios aušinimo skystį pašildyti iki 50ºС. Jie naudojami vandeniui šildyti drėkinimo induose, vonios kambariuose ir duše vasarą, o komfortui padidinti vėsiais pavasario ir rudens vakarais.
2. Vidutinė temperatūra. Pateikite aušinimo skysčio temperatūrą 80ºС. Jie gali būti naudojami patalpų šildymui. Šios parinktys yra tinkamiausios tvarkant privačius namus.
3. Aukšta temperatūra. Tokiuose įrenginiuose aušinimo skysčio temperatūra gali siekti 200-300ºС. Jie naudojami pramoniniu mastu, montuojami šilumos gamybos parduotuvėse, komerciniuose pastatuose ir kt.

Aukštos temperatūros saulės sistemose naudojamas gana sudėtingas šiluminės energijos perdavimo procesas. Be to, jie užima įspūdingą erdvę, kurios dauguma mūsų šalies gyvenimo mylėtojų negali sau leisti.

Gamybos procesas užima daug laiko, jo įgyvendinimui reikalinga specializuota įranga. Tai beveik neįmanoma savarankiškai padaryti tokį saulės sistemos variantą.

Namuose fotovoltiniuose keitikliuose yra gana sunku gaminti aukštos temperatūros saulės elementus

Rankų darbo kolektorius

Saulės prietaiso gaminimas savo rankomis yra įdomus procesas, atnešiantis daug naudos. Jo dėka galima racionaliai pritaikyti nemokamą saulės spinduliuotę, išspręsti keletą svarbių ekonominių problemų. Mes išanalizuosime plokščio kolektoriaus, kuris tiekia šildomą vandenį į šildymo sistemą, sukūrimo specifiką.

„Pasidaryk pats“ medžiagos

Paprasčiausia ir prieinamiausia medžiaga saulės kolektoriaus korpuso savarankiškam surinkimui yra medinis blokas su lenta, fanera, OSB plokštėmis ar panašiomis galimybėmis. Taip pat gali būti naudojamas plieno arba aliuminio profilis su panašiais lakštais. Metalinis dėklas kainuos šiek tiek daugiau.

Medžiagos turi atitikti lauko konstrukcijoms keliamus reikalavimus. Saulės kolektoriaus tarnavimo laikas svyruoja nuo 20 iki 30 metų.

Taigi, medžiagos turi turėti tam tikrą eksploatacinių savybių rinkinį, kuris leis naudoti konstrukciją per visą laikotarpį.

Pigiausias ir lengviausias variantas medžiagoms, skirtoms dėklai gaminti, yra medienos ir medžio drožlių plokščių naudojimas

Jei korpusas pagamintas iš medžio, medžiagos ilgaamžiškumą galima užtikrinti impregnavus vandens-polimero emulsijomis ir padengiant dažais bei lakais.

Pagrindinis principas, kurio reikėtų laikytis projektuojant ir montuojant saulės kolektorių, yra medžiagų prieinamumas kainos ir galimybės įsigyti atžvilgiu. Tai reiškia, kad juos galima rasti nemokamai parduodant arba gaminant atskirai nuo turimų improvizuotų priemonių.

Šilumos izoliacijos niuansai

Norint išvengti šiluminės energijos praradimo, dėžutės dugne sumontuojama izoliacinė medžiaga. Tai gali būti polistirenas arba mineralinė vata. Šiuolaikinė pramonė gamina gana platų izoliacinių medžiagų asortimentą.

Norėdami izoliuoti dėžutę, galite naudoti folijos izoliacijos parinktis. Taigi galima užtikrinti tiek šilumos izoliaciją, tiek saulės spindulių atspindėjimą nuo folijos paviršiaus.

Jei kaip izoliacinė medžiaga naudojama standi putų polistirolo plokštė arba putų polistirenas, ritinių ar vamzdžių sistemai išdėstyti gali būti išpjaustyti grioveliai.Paprastai kolektoriaus absorberis klojamas ant izoliacijos viršaus ir tvirtai pritvirtinamas prie korpuso dugno tokiu būdu, kuris priklauso nuo korpuso gamyboje naudojamos medžiagos.

Šilumos izoliacija padeda sumažinti šilumos nuostolius per korpuso dugną. Neracionalu gaminti prietaisą metaliniame korpuse be šilumos izoliacijos (+)

Saulės kolektoriaus šilumos kriauklė

Tai yra sugeriantis elementas. Tai vamzdžių, kuriuose šildomas aušinimo skystis, dalys, dažniausiai pagamintos iš lakštinio vario. Svarstomos optimalios medžiagos šilumnešiui gaminti variniai vamzdžiai.

Namų meistrai išrado pigesnį variantą - spiralinį šilumokaitį iš polipropileno vamzdžiai.

Įdomus biudžeto sprendimas yra saulės sistemos absorberis iš lankstaus polimero vamzdžio. Tinkamos jungiamosios detalės yra naudojamos prijungti prie įvesties ir išvesties įtaisų. Improvizuotų priemonių, iš kurių galima pagaminti saulės kolektoriaus šilumokaitį, pasirinkimas yra gana platus. Tai gali būti seno šaldytuvo šilumokaitis, polietileniniai vandens vamzdžiai, plieniniai radiatoriai ir kt.

Svarbus efektyvumo kriterijus yra medžiagos, iš kurios pagamintas šilumokaitis, šilumos laidumas.

Savarankiškai gaminti varis yra geriausias pasirinkimas. Jo šilumos laidumas yra 394 W / m². Aliuminio atveju šis parametras svyruoja nuo 202 iki 236 W / m².

Vario vamzdžiai laikomi optimaliausiu variantu gaminant šilumos kriauklę, kad būtų užtikrintas šiluminis efektyvumas ir ilgaamžiškumas

Tačiau didelis vario ir polipropileno vamzdžių šilumos laidumo skirtumas visai nereiškia, kad šilumokaitis su variniais vamzdžiais pagamins šimtus kartų didelius karšto vandens kiekius.

Esant vienodoms sąlygoms, varinio vamzdžio šilumokaitis bus 20% efektyvesnis nei metalo-plastiko variantai. Taigi šilumokaičiai, pagaminti iš polimerinių vamzdžių, turi teisę į gyvybę. Be to, tokios galimybės bus daug pigesnės.

Nepriklausomai nuo vamzdžio medžiagos, visos jungtys, tiek suvirintos, tiek su sriegiu, turi būti hermetiškos. Vamzdžiai gali būti dedami lygiagrečiai vienas kitam ir ritės pavidalu.

Ritės tipo schema sumažina jungčių skaičių - tai sumažina nuotėkio tikimybę ir suteikia tolygesnį aušinimo skysčio srauto judėjimą.

Dėžutės, kurioje yra šilumokaitis, viršutinė dalis uždaryta stiklu. Kaip alternatyva, galite naudoti modernias medžiagas, tokias kaip akrilo analogas arba monolitinis polikarbonatas. Permatoma medžiaga gali būti ne lygi, o gofruota arba matinė.

Klasikinėje versijoje dėžutė su kolektoriumi uždaryta grūdintu stiklu, plexiglass, polikarbonatu ar panašia medžiaga. Amatininkai pritaikė vietoj stiklo naudoti polietileną

Šis apdorojimas sumažina medžiagos atspindį. Be to, ši medžiaga turi atlaikyti didelį mechaninį įtempį.

Pramoniniame tokių saulės sistemų dizaine naudojamas specialus saulės stiklas. Tokiam stiklui būdingas mažas geležies kiekis, dėl kurio sumažėja šilumos nuostoliai.

Sandėliavimo bakas arba rezervuaras

Kaip rezervuarą galite naudoti bet kokią talpą, kurios tūris yra nuo 20 iki 40 litrų. Padarys keletas mažesnių talpyklų, sujungtų vamzdžiais nuoseklioje grandinėje. Rekomenduojama izoliuoti rezervuarą, kaip vanduo, kaitinamas saulėje rezervuare be izoliacijos, greitai praras šiluminę energiją.

Tiesą sakant, šilumos nešiklis saulės šildymo sistemoje turi cirkuliuoti nesikaupdamas, nes iš jo gauta šiluminė energija turi būti sunaudota priėmimo laikotarpiu.Sandėliavimo bakas veikiau yra šildomo vandens paskirstytojas ir griovio kamera, palaikanti slėgio stabilumą sistemoje.

Saulės sistemų akumuliacinė talpa veikia kaip vandens paskirstytojas ir rezervuaras, palaikantis slėgį (+)

Saulės surinkimo žingsniai

Pagaminę kolektorių ir paruošę visus sudedamuosius sistemos konstrukcinius elementus, galite pereiti prie tiesioginio montavimo.

Viena iš galimybių įrengti ritę iš polipropileno vamzdžių su jungiamosiomis detalėmis ir juostomis padės greitai surinkti saulės kolektorių (+)

Darbai pradedami įrengiant išankstinę kamerą, kuri, kaip taisyklė, dedama į aukščiausią įmanomą tašką: palėpėje, atskirą bokštą, apvažiavimą ir pan.

Diegimo metu reikia pažymėti, kad užpildžius sistemą skystu aušinimo skysčiu, ši konstrukcijos dalis turės įspūdingą svorį. Todėl turėtumėte patikrinti sutapimo patikimumą arba sustiprinti jį.

Sumontavę baką, sumontuokite kolektorių. Šis konstrukcinis sistemos elementas yra pietinėje pusėje. Pakreipimo kampas horizonto atžvilgiu turėtų būti nuo 35 iki 45 laipsnių.

Įdiegę visus elementus, jie yra susieti vamzdžiais, sujungdami į vieną hidraulinę sistemą. Hidraulinės sistemos sandarumas yra svarbus kriterijus, nuo kurio priklauso efektyvus saulės kolektoriaus veikimas.

Pagal saulės sistemos surinkimo schemą, skirtą tiekti vandenį į lauko dušą, galite pastatyti konstrukciją, skirtą šildyti vandenį laistymui, arba sudaryti patogias sąlygas vėsiais vakarais (+)

Norėdami sujungti konstrukcinius elementus į vieną hidraulinę sistemą, naudojami vamzdžiai, kurių skersmuo yra pusantro colio. Sistemos slėginei daliai išdėstyti naudojamas mažesnis skersmuo.

Pagal slėginę sistemos dalį reiškia vandens patekimą į kamerą ir šildomo aušinimo skysčio išleidimą į šildymo sistemą bei karšto vandens tiekimą. Likusi dalis sumontuojama naudojant didesnio skersmens vamzdžius.

Norėdami išvengti šilumos energijos praradimo, vamzdžiai turi būti kruopščiai izoliuoti. Šiuo tikslu galite naudoti šiuolaikinių izoliacinių medžiagų polistireno, bazalto vatos ar folijos variantus. Sandėliavimo rezervuaras ir išankstinė kamera taip pat turi būti pašildomi.

Paprasčiausias ir prieinamas akumuliacinės talpyklos šilumos izoliacijos variantas yra dėžutės statyba aplink ją iš faneros ar lentų. Tarpas tarp dėžutės ir talpyklos turėtų būti užpildytas izoliacine medžiaga. Tai gali būti šlakas, šiaudų mišinys su moliu, sausos pjuvenos ir kt.

Saulės sistema sumontuota taip, kad saulės kolektoriai būtų labiausiai apšviestoje namo ar sklypo pusėje (+)

Prieš pradėdami eksploatuoti, patikrinkite

Įdiegę visus sistemos elementus ir pašildę kai kurias konstrukcijas, galite pradėti užpildyti sistemą skystu aušinimo skysčiu. Pradinis sistemos užpildymas turėtų būti atliekamas per purkštuką, esantį apatinėje kolektoriaus dalyje.

Tai yra, užpildymas atliekamas iš apačios į viršų. Tokių veiksmų dėka galima išvengti galimo oro strigčių susidarymo.

Vanduo ar kitas skystas aušinimo skystis patenka į kamerą. Sistemos užpildymo procesas baigiasi, kai vanduo pradeda pilti iš priekinės kameros kanalizacijos vamzdžio.

Naudodami plūdinį vožtuvą, galite reguliuoti optimalų skysčio lygį priekinėje kameroje. Užpildžius sistemą aušinimo skysčiu, ji pradeda kaisti kolektoriuje.

Temperatūros didėjimo procesas vyksta net debesuotu oru. Šildomas aušinimo skystis pradeda kilti į akumuliacinės talpos viršutinę dalį. Natūralios cirkuliacijos procesas vyksta tol, kol aušinimo skysčio, patenkančio į radiatorių, temperatūra yra suderinta su nešiklio, išeinančio iš kolektoriaus, temperatūra.

Vandeniui tekant hidraulinėje sistemoje, įsijungs priekinėje kameroje esantis plūdinis vožtuvas. Taigi, bus palaikomas pastovus lygis. Tokiu atveju šaltas vanduo, patenkantis į sistemą, bus apatinėje rezervuaro dalyje. Šalto ir karšto vandens maišymo procesas praktiškai nevyksta.

Hidraulinėje sistemoje būtina numatyti uždaromųjų vožtuvų montavimą, kurie kliudys aušinimo skysčio atvirkštinę cirkuliaciją iš kolektoriaus į rezervuarą. Tai įvyksta, kai aplinkos temperatūra nukrinta žemiau nei aušinimo skysčio temperatūra.

Tokie vožtuvai dažniausiai naudojami naktį ir vakare.

Jungimas prie karšto vandens vartojimo vietų atliekamas naudojant standartinius maišytuvus. Geriausia vengti įprastų vienkartinių čiaupų. Saulėtu oru vandens temperatūra gali siekti 80 ° C - naudoti tokį vandenį tiesiai yra nepatogu. Taigi, maišytuvai žymiai sutaupys karšto vandens.

Tokio saulės vandens šildytuvo veikimą galima pagerinti pridedant papildomų kolektorių sekcijų. Dizainas leidžia montuoti nuo dviejų iki neriboto skaičiaus dalių.

Saulės sistemos našumas padidėja įdiegus daugiau saulės kolektorių

Tokio saulės kolektoriaus šildymui ir karšto vandens tiekimui pagrindas yra šiltnamio efekto principas ir vadinamasis termosifono efektas. Šiltnamio efektas naudojamas kuriant šildymo elementą.

Saulės spinduliai laisvai praeina per skaidrią viršutinę kolektoriaus dalį ir yra paverčiami šilumine energija.

Šilumos energija yra uždaroje erdvėje dėl kolektoriaus ortakio sekcijos sandarumo. Termosifono efektas naudojamas hidraulinėje sistemoje, kai pašildytas aušinimo skystis pakyla, išstumdamas aušinimo skystį ir priversdamas jį pereiti į šildymo zoną.

Dėl termosifono efekto sistemoje vyksta stabili ir nuolatinė aušinimo skysčio cirkuliacija

Saulės kolektoriaus našumas

Pagrindinis kriterijus, turintis įtakos saulės sistemų veikimui, yra saulės spinduliuotės intensyvumas. Potencialiai naudingos saulės radiacijos kiekis tam tikroje srityje vadinamas insoliacija.

Insoliacijos vertė skirtinguose žemės rutulio taškuose skiriasi gana plačiai. Vidutiniams šios vertės rodikliams nustatyti yra specialios lentelės. Jie rodo vidutinę saulės insoliaciją tam tikrame regione.

Duomenis apie saulės izoliaciją tam tikrame regione galima gauti iš specialių žemėlapių ir lentelių (+)

Be šiltinimo vertės, šilumokaičio plotas ir medžiaga taip pat turi įtakos sistemos veikimui. Kitas veiksnys, turintis įtakos sistemos veikimui, yra rezervuaro talpa. Optimalus rezervuaro tūris apskaičiuojamas pagal kolektorių adsorbatorių plotą.

Plokščio kolektoriaus atveju tai yra bendras vamzdžių, esančių kolektoriaus dėžėje, plotas. Vidutiniškai ši vertė yra lygi 75 litrams rezervuaro tūrio vienam m² kolektoriaus vamzdžio ploto. Sandėliavimo talpa yra savotiška šiluminė baterija.

Gamyklos prietaisų kainos

Liūto dalis tokios sistemos sukūrimo finansinių išlaidų tenka kolekcionierių gamybai. Tai nestebina, net ir pramoniniuose saulės energijos sistemų projektuose apie 60% išlaidų tenka šiam konstrukciniam elementui. Finansinės išlaidos priklausys nuo medžiagos pasirinkimo.

Reikėtų pažymėti, kad tokia sistema nesugeba šildyti kambario, tai tik padės sutaupyti išlaidų, padės šildyti vandenį šildymo sistemoje.Atsižvelgiant į gana dideles energijos sąnaudas, kurios sunaudojamos vandeniui šildyti, į šildymo sistemą integruotas saulės kolektorius tokias išlaidas žymiai sumažina.

Saulės kolektorius gana paprastai integruojamas į šildymo ir karšto vandens tiekimo sistemą (+)

Jo gamybai naudojamos gana paprastos ir prieinamos medžiagos. Be to, tokia konstrukcija yra visiškai nestabili ir nereikalauja techninės priežiūros. Sistemos priežiūra sumažinama iki periodinio kolektoriaus stiklo tikrinimo ir valymo nuo užteršimo.

Papildoma informacija apie saulės šildymo organizavimą name pateikiama šis straipsnis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Pradinio saulės kolektoriaus gamybos procesas:

Kaip surinkti ir paleisti saulės sistemą:

Natūralu, kad savadarbis saulės kolektorius negalės konkuruoti su pramoniniais modeliais. Naudojant improvizuotas medžiagas, gana sunku pasiekti aukštą pramoninio dizaino efektyvumą. Tačiau finansinės išlaidos bus daug mažesnės, palyginti su paruoštų augalų pirkimu.

Vis dėlto namų saulės šildymo sistema žymiai padidina komforto lygį ir sumažina energijos, kurią gamina tradiciniai šaltiniai, kainą.

Ar turite saulės kolektorių statybos patirtį? Ar turite klausimų apie medžiagą? Prašome pasidalinti informacija su mūsų skaitytojais. Galite palikti komentarus žemiau esančioje formoje.