Hvordan lage en solfanger for DIY oppvarming: en trinnvis guide

Prisstigningen på tradisjonelle energikilder oppfordrer private huseiere til å lete etter alternative alternativer for oppvarming av hjem og oppvarming av vann. Enig, den økonomiske komponenten i problemet vil spille en viktig rolle i valg av varmesystem.

En av de mest lovende måtene for energiforsyning er konvertering av solstråling. For å gjøre dette, bruk solsystemer. Det vil ikke være vanskelig å forstå prinsippet om enheten og operasjonsmekanismen, lage en solfanger for oppvarming med egne hender.

Vi vil fortelle deg om designfunksjonene til solsystemer, tilby et enkelt monteringsskjema og beskrive materialene som kan brukes. Stadiene i arbeidet ledsages av visuelle fotografier, materialet suppleres med videoklipp om opprettelse og igangkjøring av en hjemmelaget samler.

Prinsipp for arbeid og designfunksjoner

Moderne solsystemer - en av typer alternative kilder varmeutvikling. De brukes som ekstravarmeutstyr som behandler solstråling til energi som er nyttig for huseiere.

De er i stand til å gi varmt vann og oppvarming i den kalde årstiden bare i de sørlige regionene. Og hvis de okkuperer et tilstrekkelig stort område og installeres i åpne områder som ikke er skyggelagt av trær.

Til tross for det store antallet varianter, fungerer de på samme måte. noen solsystem representerer en krets med en sekvensiell anordning av enheter som forsyner termisk energi og overfører den til forbrukeren.

De viktigste arbeidsartiklene er solcellepaneler på solceller eller solfangere. teknologi montering av solenergi på fotografiske plater er noe mer komplisert enn en rørformet samler.

I denne artikkelen vil vi vurdere det andre alternativet - et solfangersystem for solfangere.

Så langt fungerer solfangere som hjelpeleverandør. Det er farlig å bytte oppvarmingen av huset helt til solsystemet på grunn av manglende evne til å forutsi et klart antall solskinnsdager

Samlere er et rørsystem koblet i serie med utgangs- og inngangsledningen eller lagt ut i form av en spole. Industrielt vann, luftstrøm eller en blanding av vann med noe ikke-frysende væske sirkulerer gjennom rørene.

Fysiske fenomener stimulerer sirkulasjonen: fordampning, endringer i trykk og tetthet fra overgangen fra en tilstand av aggregering til en annen, etc.

Prinsippet for drift av solfangere er basert på mottak og akkumulering av solenergi som er kommunisert til kjølevæsken (+)

Innsamling og akkumulering av solenergi utføres av absorbenter. Dette er enten en solid metallplate med en svertet ytre overflate, eller et system med individuelle plater festet til rørene.

For fremstilling av den øvre delen av kroppen brukes dekselet, materialer med høy evne til å overføre lys. Det kan være plexiglass, lignende polymermaterialer, herdede typer tradisjonelt glass.

For å utelukke energitap fra baksiden av enheten, plasseres termisk isolasjon i boksen

Jeg må si at polymere materialer ikke tåler påvirkning fra ultrafiolette stråler. Alle typer plast har en tilstrekkelig høy termisk ekspansjonskoeffisient, noe som ofte fører til trykkavlastning av huset. Derfor bør bruken av slike materialer for fremstilling av samlerlegemet begrenses.

Vann som varmebærer kan bare brukes i systemer designet for å tilføre ekstra varme om høsten / våren. Hvis det er planlagt å bruke solsystemet året rundt før den første avkjøling, endres prosessvannet til en blanding av det med frostvæske.

I luftsoleanlegg brukes luft som varmebærer. Kanaler for dens bevegelse kan lages fra et vanlig profilert ark (+)

Hvis solfangeren er installert for å varme opp en liten bygning som ikke har forbindelse med den autonome oppvarmingen av hytta eller med sentraliserte nettverk, bygges et enkelt enkretssystem med en varmeenhet i begynnelsen av den.

Kjeden inkluderer ikke sirkulasjonspumper og varmeenheter. Opplegget er ekstremt enkelt, men det kan bare fungere på den solfylte sommeren.

Når en samler er inkludert i en teknisk struktur med to kretser, er alt mye mer komplisert, men antallet dager som er egnet for bruk økes betydelig. Samleren behandler bare en krets. Den dominerende belastningen tilordnes hovedvarmenheten, som kjører på strøm eller hvilken som helst type drivstoff.

For fremstilling av en solfanger kan du bruke den ferdige ordningen, du kan bygge din egen pilotmodell og teste den i praksis (+)

Til tross for den direkte avhengigheten av solenheters ytelse av antall solskinnsdager, er de etterspurt, og etterspørselen etter solenheter øker stadig. De er populære blant håndverkere som søker å lede alle typer naturlig energi til en nyttig kanal.

Temperaturklassifisering

Det er et ganske stort antall kriterier som disse eller de designene av solsystemer klassifiseres etter. Imidlertid for apparater du kan gjøre med egne hender og bruke til varmtvannsforsyning og oppvarming, er det mest rasjonelle skillet etter type kjølevæske.

Så systemer kan være flytende og luft. Den første typen er oftere aktuelt.

I tillegg brukes ofte en klassifisering i henhold til temperaturen som arbeidsnodene til samleren kan varme opp til:

1. Lav temperatur. Alternativer som kan varme opp kjølevæsken til 50 С. De brukes til å varme opp vann i vanningsbeholdere, på bad og dusj om sommeren, og for å øke komforten på kjølige vår- og høstkvelder.
2. Middels temperatur. Gi en kjølevæsketemperatur på 80ºС. De kan brukes til romoppvarming. Disse alternativene er best egnet for å arrangere private hjem.
3. Høy temperatur. Temperaturen på kjølevæsken i slike installasjoner kan nå 200-300ºС. De brukes i industriell skala, installeres for å varme opp produksjonsbutikker, næringsbygg, etc.

I soltemperatursystemer med høy temperatur brukes en ganske kompleks prosess med overføring av termisk energi. I tillegg okkuperer de en imponerende plass, som de fleste av våre livselskere ikke har råd til.

Produksjonsprosessen er tidkrevende, implementeringen krever spesialisert utstyr. Det er nesten umulig å uavhengig lage en slik variant av solsystemet.

Det er ganske vanskelig å lage solceller med høy temperatur på solcelleomformere hjemme

Håndlaget manifold

Å lage en solenhet med egne hender er en spennende prosess som gir mange fordeler. Takket være ham er det mulig å rasjonelt anvende gratis solstråling for å løse flere viktige økonomiske problemer. Vi vil analysere detaljene ved å lage en flat oppsamler som leverer oppvarmet vann til varmesystemet.

DIY-materialer

Det enkleste og rimeligste materialet for selvmontering av solfangerhuset er en trekloss med et bord, kryssfiner, OSB-plater eller lignende alternativer. Alternativt kan en stål- eller aluminiumsprofil med lignende ark brukes. Metallvesken vil koste litt mer.

Materialer må oppfylle kravene til utendørs konstruksjoner. Levetiden til solfangeren varierer fra 20 til 30 år.

Så materialene må ha et visst sett av driftsegenskaper som gjør det mulig å bruke strukturen gjennom hele perioden.

Det mest billige og enkleste alternativet for materialer for fremstilling av saken er bruken av trelast og sponplater

Hvis saken er laget av tre, kan materialets holdbarhet oppnås ved impregnering med vann-polymeremulsjoner og belegg med maling og lakk.

Det grunnleggende prinsippet som bør følges når du designer og monterer en solfanger er tilgjengeligheten av materialer når det gjelder pris og kjøpsevne. Det vil si at de enten kan finnes i gratis salg, eller lages uavhengig av tilgjengelige improviserte midler.

Nyanser av varmeisolasjon

For å forhindre tap av termisk energi er det montert isolerende materiale på bunnen av boksen. Det kan være isopor eller mineralull. Moderne industri produserer et ganske omfattende utvalg av isolasjonsmaterialer.

For å isolere esken kan du bruke folieisolasjonsalternativer. Dermed er det mulig å tilveiebringe både termisk isolasjon og refleksjon av sollys fra folieoverflaten.

Hvis en stiv plate av isoporskum eller ekspandert isopor brukes som isolasjonsmateriale, kan spor kuttes for å legge spolen eller rørsystemet.Typisk blir kollektorabsorberen lagt på toppen av isolasjonen og festet godt til bunnen av kroppen på en måte som avhenger av materialet som brukes i fremstillingen av karosseriet.

Varmeisolering tjener til å redusere varmetapet gjennom bunnen av huset. Det er irrasjonelt å produsere en enhet i et metallhus uten varmeisolasjon (+)

Varmeapparat for solfanger

Dette er et absorberende element. Det er et rørsystem der kjølevæsken varmes opp, og deler er ofte laget av arkkobber. De optimale materialene for fremstilling av en kjølelegeme blir vurdert kobberrør.

Hjemmehåndverkere oppfant et billigere alternativ - en spiralvarmeveksler fra polypropylenrør.

En interessant budsjettløsning er et solsystem-absorber fra et fleksibelt polymerrør. Egnede beslag brukes til å koble til inngangs- og utgangsenheter. Valget av improviserte midler som solfangervarmeveksleren kan lages fra er ganske bredt. Det kan være varmeveksleren til et gammelt kjøleskap, polyetylenvannsrør, stålpanelradiatorer, etc.

Et viktig kriterium for effektivitet er den termiske konduktiviteten til materialet som varmeveksleren er laget av.

For egenproduksjon er kobber det beste alternativet. Den har en varmeledningsevne på 394 W / m². For aluminium varierer denne parameteren fra 202 til 236 W / m².

Kobberrør anses som det mest optimale alternativet for fremstilling av en kjølelegeme for termisk ytelse og holdbarhet

Den store forskjellen i varmeledningsevnen mellom kobber- og polypropylenrør betyr imidlertid ikke i det hele tatt at en varmeveksler med kobberrør vil produsere hundrevis av ganger store mengder varmt vann.

Under like forhold vil ytelsen til en varmeveksler av kobberrør være 20% mer effektiv enn ytelsen til metall-plastalternativer. Så varmevekslere laget av polymerrør har livets rett. I tillegg vil slike alternativer være mye billigere.

Uansett rørmateriale, må alle skjøter, både sveiset og gjenget, være lufttette. Rør kan plasseres både parallelt med hverandre, og i form av en spole.

Oppsettet av spoletype reduserer antall tilkoblinger - dette reduserer sannsynligheten for lekkasjer og gir en mer jevn bevegelse av kjølevæskestrømmen.

Toppen av kassen som varmeveksleren befinner seg i, er lukket med glass. Alternativt kan du bruke moderne materialer, for eksempel akrylanalog eller monolitisk polykarbonat. Gjennomsiktig materiale er kanskje ikke glatt, men bølget eller matt.

I den klassiske versjonen er kassen med samleren lukket med herdet glass, pleksiglass, polykarbonat eller lignende materiale. Håndverkere tilpasset seg til å bruke polyetylen i stedet for glass

Denne behandlingen reduserer refleksjonsevnen til materialet. I tillegg må dette materialet tåle betydelig mekanisk belastning.

I industriell utforming av slike solsystemer brukes spesielt solglass. Slikt glass er preget av et lavt jerninnhold, noe som gir mindre varmetap.

Lagringstank eller forhåndsbeholder

Som lagringstank kan du bruke hvilken som helst kapasitet med et volum fra 20 til 40 liter. En serie med noe mindre stridsvogner, forbundet med rør i en seriekjede, vil gjøre. Det anbefales å isolere lagringstanken, som vann oppvarmet i solen i en tank uten isolasjon vil raskt miste termisk energi.

Faktisk må varmebæreren i solvarmeanlegget sirkulere uten akkumulering, fordi den termiske energien som mottas fra den, må forbrukes i løpet av mottaksperioden.Lagringstanken tjener heller som en distributør av oppvarmet vann og et grøftekammer, som opprettholder trykkstabiliteten i systemet.

Lagringstanken i solsystemer fungerer som en distributør av vann og et reservoar som opprettholder trykket (+)

Trinn for solenergi

Etter produksjonen av samleren og klargjøring av alle de strukturelle elementene i systemet, kan du fortsette med direkte installasjon.

Et av alternativene for å installere en spole fra polypropylenrør med beslag og teiger vil bidra til å raskt montere solfangeren (+)

Arbeidet begynner med installasjonen av et fremskrittkammer, som som regel er plassert på det høyeste mulige punktet: på loftet, et eget tårn, en flyover, etc.

Under installasjonen skal det bemerkes at etter at du har fylt systemet med flytende kjølevæske, vil denne delen av strukturen ha en imponerende vekt. Derfor bør du bekrefte påliteligheten til overlappingen eller styrke den.

Etter å ha montert tanken, fortsett å installere samleren. Dette strukturelle elementet i systemet ligger på sørsiden. Helningsvinkelen i forhold til horisonten skal være fra 35 til 45 grader.

Etter å ha installert alle elementene, er de bundet med rør, koblet til et enkelt hydraulisk system. Tettheten til det hydrauliske systemet er et viktig kriterium som den effektive driften av solfangeren er avhengig av.

I samsvar med monteringsplanen til solsystemet for tilførsel av vann til en utedusj, kan du bygge en struktur for å varme opp vannet for vanning eller skape behagelige forhold på kjølige kvelder (+)

For å koble strukturelle elementer til et enkelt hydraulisk system brukes rør med en tomme og en halv tomme diameter. En mindre diameter brukes til å ordne trykkdelen av systemet.

Under trykkdelen av systemet menes inntrengning av vann i kammeret og tilbaketrekking av det oppvarmede kjølemiddelet i varmesystemet og varmtvannsforsyningen. Resten er montert ved bruk av rør med større diameter.

Rør skal isoleres forsiktig for å forhindre varmetap. For dette formålet kan du bruke isopor, basaltull eller folieversjoner av moderne isolasjonsmaterialer. Lagringstanken og forkammeret er også underlagt oppvarmingsprosedyren.

Det enkleste og rimeligste alternativet for termisk isolasjon av en lagringstank er konstruksjonen av en boks rundt den fra kryssfiner eller brett. Plassen mellom boksen og beholderen skal fylles med isolasjonsmateriale. Dette kan være slagg, en blanding av halm med leire, tørr sagflis, etc.

Solsystemet er installert slik at solfangerne er plassert på den mest opplyste siden av huset eller tomten (+)

Test før igangkjøring

Etter å ha installert alle elementene i systemet og varmet noen av strukturene, kan du begynne å fylle systemet med flytende kjølevæske. Den første fyllingen av systemet bør gjøres gjennom dysen som er plassert i den nedre delen av samleren.

Det vil si at fyllingen utføres fra bunn til topp. Takket være slike handlinger kan den sannsynlige dannelsen av luftstopp unngås.

Vann eller annet flytende kjølevæske kommer inn i kammeret. Prosessen med å fylle systemet avsluttes når vann begynner å strømme fra avløpsrøret til forkammeret.

Ved hjelp av flottørventilen kan du justere det optimale væskenivået i forkammeret. Etter å ha fylt systemet med kjølevæske, begynner det å varme opp i oppsamleren.

Prosessen med å øke temperaturen skjer selv i overskyet vær. Det oppvarmede kjølevæsken begynner å stige til toppen av lagringstanken. Prosessen med naturlig sirkulasjon skjer inntil temperaturen på kjølevæsken som kommer inn i radiatoren er på linje med temperaturen på bæreren som kommer ut fra kollektoren.

Med vannstrømmen i det hydrauliske systemet vil flyteventilen som ligger i forkammeret utløse. Dermed vil et konstant nivå opprettholdes. I dette tilfellet vil kaldt vann som kommer inn i systemet være plassert i den nedre delen av lagringstanken. Prosessen med å blande kaldt og varmt vann praktisk talt forekommer ikke.

I det hydrauliske systemet er det nødvendig å sørge for installasjon av avstengningsventiler, som forhindrer omvendt sirkulasjon av kjølevæsken fra kollektoren til drivenheten. Dette skjer når omgivelsestemperaturen synker lavere enn temperaturen på kjølevæsken.

Slike ventiler brukes vanligvis om natten og om kvelden.

Tilkoblingen til forbruksstedene for varmt vann utføres ved bruk av standardmikser. Konvensjonelle enkeltkraner unngås best. I solfylt vær kan vanntemperaturen nå 80 ° C - å bruke slikt vann direkte er upraktisk. Dermed sparer kranene betydelig vann.

Ytelsen til en slik solvannsbereder kan forbedres ved å legge til ytterligere oppsamlingsseksjoner. Designet lar deg montere fra to til et ubegrenset antall stykker.

Solsystemets ytelse øker ved å installere flere solfangere

Grunnlaget for en slik solfanger for oppvarming og varmtvannsforsyning er prinsippet om drivhuseffekten og den såkalte termosifoneffekten. Drivhuseffekten brukes i utformingen av varmeelementet.

Solens stråler passerer fritt gjennom det gjennomsiktige materialet i den øvre delen av samleren og omdannes til termisk energi.

Termisk energi er i et avgrenset rom på grunn av tettheten til kanalseksjonen til samleren. Termosifoneffekten brukes i det hydrauliske systemet når det oppvarmede kjølevæsken stiger, mens kjølevæsken forskyves og tvinger den til å bevege seg inn i varmesonen.

På grunn av termosifoneffekten oppstår en stabil og kontinuerlig naturlig sirkulasjon av kjølevæsken i systemet

Prestasjoner for solfanger

Hovedkriteriet som påvirker ytelsen til solsystemer er intensiteten til solstråling. Mengden potensielt nyttig solstråling på et bestemt område kalles isolasjon.

Verdien av isolasjon på forskjellige punkter i kloden varierer over et ganske bredt spekter. For å bestemme gjennomsnittlige indikatorer for denne verdien, er det spesielle tabeller. De viser den gjennomsnittlige solisolasjonen for en gitt region.

Data om solisolering i en bestemt region kan fås fra spesielle kart og tabeller (+)

I tillegg til isolasjonsverdien, påvirker området og materialet til varmeveksleren også systemets ytelse. En annen faktor som påvirker systemets ytelse er lagringstankens kapasitet. Den optimale tankkapasiteten beregnes ut fra arealet til samleradsorberne.

Når det gjelder en flat samler, er dette det totale arealet av rør som er i samlerboksen. Denne verdien tilsvarer i gjennomsnitt 75 liter tankvolum per en m² samlerrørareal. Lagringskapasitet er et slags termisk batteri.

Fabrikkapparatpriser

Brorparten av de økonomiske kostnadene ved å bygge et slikt system er i produksjonen av samlere. Dette er ikke overraskende, selv i industriell utforming av solsystemer faller omtrent 60% av kostnadene på dette strukturelle elementet. Økonomiske kostnader vil avhenge av valg av materiale.

Det skal bemerkes at et slikt system ikke er i stand til å varme opp rommet, det vil bare bidra til å spare på kostnader, og bidra til å varme opp vannet i varmesystemet.Gitt de ganske høye energikostnadene som blir brukt på å varme opp vannet, reduserer en solfanger som er integrert i varmesystemet slike kostnader betydelig.

Solfangeren integreres ganske enkelt i varme- og varmtvannsforsyningssystemet (+)

For fremstillingen brukes ganske enkle og rimelige materialer. I tillegg er en slik design fullstendig ustabil og krever ikke teknisk vedlikehold. Vedlikehold av systemet reduseres til periodisk inspeksjon og rengjøring av kollektorglasset fra forurensning.

Ytterligere informasjon om organisering av solvarme i huset er presentert i denne artikkelen.

Konklusjoner og nyttig video om emnet

Prosessen med å produsere en elementær solfanger:

Slik monterer og drifter solsystemet:

En egenprodusert solfanger vil naturlig nok ikke kunne konkurrere med industrimodeller. Ved å bruke improviserte materialer er det ganske vanskelig å oppnå den høye effektiviteten som industridesign har. Men økonomiske kostnader vil være mye mindre i forhold til kjøp av ferdige planter.

likevel, hjemmelaget solvarmeanlegg øke komfortnivået betydelig og redusere energikostnadene som genereres av tradisjonelle kilder.

Har du erfaring med å bygge en solfanger? Eller har spørsmål om materialet? Del informasjon med leserne våre. Du kan legge igjen kommentarer i skjemaet nedenfor.