Како направити соларни колектор за грејање сам: корак по корак водич

Раст цене традиционалних извора енергије подстиче власнике приватних кућа да траже алтернативне могућности грејања домова и грејања воде. Слажете се, финансијска компонента емисије играће важну улогу у избору система гријања.

Један од најперспективнијих начина снабдевања енергијом је претварање сунчевог зрачења. Да бисте то учинили, користите соларне системе. Разумевање принципа њиховог уређаја и механизма рада, прављење соларног колектора за грејање сопственим рукама неће бити тешко.

Рећи ћемо вам о дизајнерским карактеристикама соларних система, понудити једноставан дијаграм монтаже и описати материјале који се могу користити. Фазе рада прате визуелне фотографије, материјал је допуњен видео клиповима о стварању и пуштању у рад кућног колектора.

Принцип рада и карактеристике дизајна

Савремени соларни системи - један од врсте алтернативних извора производња топлоте Користе се као помоћна опрема за грејање која процесира соларно зрачење у енергију корисну за власнике кућа.

Они могу у потпуности да обезбеде топлу воду и грејање у хладној сезони само у јужним регионима. А онда, ако заузимају довољно велику површину и постављају се на отвореним местима која нису засјењена дрвећем.

Упркос великом броју сорти, делују на исти начин. Било који соларни систем представља склоп са секвенцијалним распоредом уређаја који испоручују топлотну енергију и преносе га потрошачу.

Главне радне ставке су соларни панели на соларним ћелијама или соларни колектори. Технологија монтажа соларног генератора на фотографским плочама је нешто сложенији од цевастог колектора.

У овом ћемо чланку размотрити другу опцију - соларни систем колектора.

Соларни колектори до сада служе као помоћни добављачи енергије. Опасно је потпуно пребацити грејање куће на соларни систем због немогућности предвиђања јасног броја сунчаних дана

Колектори су систем цеви које су серијски повезане са излазном и улазном линијом или су постављене у облику завојнице. Индустријска вода, проток ваздуха или мешавина воде са мало течности која не смрзава циркулише кроз цеви.

Физичке појаве подстичу циркулацију: испаравање, промене притиска и густине из преласка из једног стања агрегације у друго итд.

Принцип рада соларних колектора заснован је на пријему и акумулацији соларне енергије која је приопћена расхладном течности (+)

Прикупљање и акумулација соларне енергије врши се апсорберима. Ово је или чврста метална плоча са поцрњелом спољном површином, или систем појединачних плоча причвршћених на цеви.

За израду горњег дела тела користе се поклопац, материјали високе способности преношења светлости. То може бити плексиглас, слични полимерни материјали, каљене врсте традиционалног стакла.

Да би се искључили губици енергије са стражње стране уређаја, у кутију се поставља топлотна изолација

Морам рећи да полимерни материјали не подносе утицај ултраљубичастих зрака. Све врсте пластике имају довољно висок коефицијент топлотног ширења, што често доводи до поништавања притиска кућишта. Стога би употреба таквих материјала за израду тијела колектора требала бити ограничена.

Вода као преносник топлоте може се користити само у системима који су дизајнирани за снабдевање додатном топлотом у јесенском / пролећном периоду. Ако се планира употреба соларног система током целе године пре првог хлађења, процесна вода се мења у мешавину воде са антифризом.

У соларним соларним системима ваздух се користи као носач топлоте. Канали за његово кретање могу се начинити од обичног профилисаног лима (+)

Ако је соларни колектор инсталиран за грејање мале зграде која нема везу са аутономним грејањем викендице или са централизованим мрежама, уграђује се једноставан једнокружни систем са грејним уређајем на почетку.

Ланац не обухвата циркулационе пумпе и грејне уређаје. Шема је изузетно једноставна, али може радити само по сунчаном лету.

Када је колектор укључен у техничку структуру са два круга, све је пуно сложеније, али распон дана погодан за употребу знатно се повећава. Колектор обрађује само један круг. Претежно оптерећење је додељено главној грејној јединици, која ради на струју или било коју врсту горива.

За производњу соларног колектора можете користити готову шему, можете изградити сопствени пилот модел и тестирати га у пракси (+)

Упркос директној зависности перформанси соларних уређаја од броја сунчаних дана, они су у потражњи, а потражња за соларним уређајима непрестано расте. Популарни су међу занатлијама који желе усмјерити све врсте природне енергије у користан канал.

Класификација температуре

Постоји прилично велики број критеријума по којима су класификовани ови или они модели соларних система. Међутим, за уређаје које можете направити властитим рукама и користити за снабдевање топлом водом и грејањем, најрационалније је одвајање према врсти расхладне течности.

Дакле, системи могу бити течни и ваздушни. Прва врста се чешће употребљава.

Поред тога, често се користи класификација према температури до које радни чворови колектора могу да се загреју:

1. Ниска температура. Опције које могу да загреју расхладну течност на 50ºС. Користе се за загревање воде у контејнерима за наводњавање, у купаоницама и тушевима током лета, а за повећање удобности у пролећим пролећним и јесењим вечерима.
2. Средња температура. Обезбедите температуру расхладне течности од 80ºС. Могу се користити за грејање простора. Ове опције су најприкладније за уређење приватних домова.
3. Висока температура. Температура расхладне течности у таквим инсталацијама може достићи 200-300ºС. Користе се у индустријском обиму, постављају се за производњу топлоте, комерцијалне зграде итд.

У соларним системима високе температуре користи се прилично сложен процес преноса топлотне енергије. Поред тога, заузимају импресиван простор, што већина љубитеља живота у нашој земљи не може да приушти.

Процес производње је дуготрајан, а за имплементацију је потребна специјализована опрема. Готово је немогуће самостално направити такву варијанту Сунчевог система.

Прилично је тешко направити соларне ћелије са високим температурама на фотонапонским конверторима код куће

Ручно рађен раздјелник

Израда соларног уређаја властитим рукама узбудљив је процес који доноси много користи. Захваљујући њему, могуће је рационално применити бесплатно соларно зрачење, решити неколико важних економских проблема. Анализираћемо специфичности стварања равног колектора који доводи грејну воду у систем грејања.

Направите материјал

Најједноставнији и најповољнији материјал за самостално склапање тијела соларног колектора је дрвени блок са даском, шперплочом, ОСБ плочама или сличним опцијама. Алтернативно, може се користити челични или алуминијумски профил са сличним листовима. Метална футрола коштаће мало више.

Материјали морају бити у складу са захтевима за спољашње конструкције. Животни век соларног колектора варира од 20 до 30 година.

Дакле, материјали морају имати одређени скуп оперативних карактеристика које ће омогућити употребу конструкције током целог периода.

Најјефтинија и најлакша опција материјала за израду кућишта је употреба дрва и иверица

Ако је случај израђен од дрвета, тада се трајност материјала може постићи импрегнацијом водом-полимерним емулзијама и премазивањем бојама и лаковима.

Основни принцип којег треба поштовати приликом пројектовања и монтирања соларног колектора је доступност материјала у погледу цене и могућности куповине. Односно, или се могу наћи у слободној продаји или направити независно од доступних импровизованих средстава.

Нијансе топлотне изолације

Да би се спречио губитак топлотне енергије, изолациони материјал је монтиран на дну кутије. То може бити полистирен или минерална вуна. Савремена индустрија производи прилично широк спектар изолационих материјала.

Да бисте изолирали кутију, можете користити опције изолације фолије. Дакле, могуће је обезбедити и топлотну изолацију и рефлексију сунчеве светлости са површине фолије.

Ако се као изолациони материјал користи крута плоча од полистиренске пене или експандираног полистирена, могу се изрезати жљебови за полагање завојнице или цевног система.Обично је колектор апсорбер постављен на врх изолације и чврсто причвршћен на дно тела на начин који зависи од материјала који се користи у изради тела.

Топлотна изолација служи за смањење губитка топлоте кроз дно кућишта. Нерационално је производити уређај у металном кућишту без топлотне изолације (+)

Хладњак соларног колектора

Ово је упијајући елемент. То је систем цеви у којима се загрева расхладна течност, а делови су направљени најчешће од лима бакра. Разматрани су оптимални материјали за производњу хладњака бакрене цеви.

Домаћи занатлије измислили су јефтинију опцију - спирални измењивач топлоте полипропиленске цеви.

Занимљиво прорачунско рјешење је апсорбер соларног система из флексибилне полимерне цијеви. Прикључци се користе за повезивање на улазне и излазне уређаје. Избор импровизованих средстава од којих се може израдити измјењивач топлоте соларног колектора је прилично широк. То може бити измјењивач топлоте старог фрижидера, полиетиленске водоводне цијеви, радијатора од челичних плоча итд.

Важан критеријум ефикасности је топлотна проводљивост материјала од којег је направљен измењивач топлоте.

За самосталну производњу бакар је најбоља опција. Има топлотну проводљивост од 394 В / м². За алуминијум, овај параметар варира од 202 до 236 В / м².

Бакрене цеви сматрају се најоптималнијом опцијом за производњу хладњака за топлотне перформансе и дуготрајност

Међутим, велика разлика у топлотној проводљивости између бакарних и полипропиленских цеви уопште не значи да ће измењивач топлоте са бакреним цевима произвести стотине пута већу количину топле воде.

Под једнаким условима, перформансе измењивача топлоте у бакреним цевима биће 20% ефикасније од перформанси метално-пластичних опција. Тако измјењивачи топлине направљени од полимерних цијеви имају право на живот. Поред тога, такве опције ће бити много јефтиније.

Без обзира на материјал цеви, сви спојеви, и заварени и навојни, морају бити херметички затворени. Цеви се могу поставити паралелно једна у другу и у облику завојнице.

Схема типа намотаја смањује број прикључака - то смањује вероватноћу пропуштања и обезбеђује равномерно кретање протока расхладне течности.

Врх кутије у којој се налази измењивач топлоте затворен је стаклом. Алтернативно, можете користити модерне материјале, као што су акрилни аналог или монолитни поликарбонат. Прозирни материјал можда није глатки, већ валовити или мат.

У класичној верзији кутија са сакупљачем је затворена каљеним стаклом, плексигласом, поликарбонатом или сличним материјалом. Занатлије су се прилагодиле да користе полиетилен уместо стакла

Овај третман смањује рефлективност материјала. Поред тога, овај материјал мора да издржи значајан механички стрес.

У индустријском дизајну таквих соларних система користи се посебно соларно стакло. Такво стакло карактерише низак садржај гвожђа, што обезбеђује мање губитка топлоте.

Резервоар за складиштење или напредни резервоар

Као резервоар за складиштење можете користити било који капацитет запремине од 20 до 40 литара. Серија нешто мањих резервоара, повезаних цевима у серијском ланцу, ће успети. Препоручује се изолација резервоара за складиштење, као вода загревана на сунцу у резервоару без изолације брзо ће изгубити топлотну енергију.

У ствари, носач топлоте у соларном систему грејања мора да циркулише без акумулације, јер топлотна енергија добијена од њега мора се трошити током периода пријема.Резервоар за складиштење радије служи као дистрибутер загрејане воде и комора за одвод, која одржава стабилност притиска у систему.

Резервоар за складиштење у соларним системима делује као дистрибутер воде и резервоара који одржава притисак (+)

Кораци за соларно склапање

Након израде колектора и припреме свих саставних конструкцијских елемената система, можете приступити директној уградњи.

Једна од опција за уградњу завојнице од полипропиленских цеви са прикључцима и цевима ће помоћи да се брзо састави соларни колектор (+)

Рад започиње уградњом напредне коморе која се по правилу поставља на највишој могућој тачки: на тавану, посебном торњу, прелазу итд.

Током инсталације треба имати на уму да ће након напуњења система течним расхладним средством овај део конструкције имати импресивну тежину. Стога бисте требали провјерити поузданост преклапања или га ојачати.

Након инсталације резервоара наставите на уградњу колектора. Овај структурални елемент система налази се на јужној страни. Угао нагиба у односу на хоризонт треба да буде од 35 до 45 степени.

Након уградње свих елемената, везани су цевима, који су повезани у јединствени хидраулички систем. Непропусност хидрауличког система важан је критеријум од којег зависи ефикасан рад соларног колектора.

Према шеми монтаже соларног система за снабдевање водом спољним тушем, можете да изградите конструкцију за загревање воде за наводњавање или да створите удобне услове за хладне вечери (+)

За повезивање конструкцијских елемената у јединствени хидраулични систем користе се цеви пречника инча и пол инча. Мањи пречник се користи за распоред дела под притиском у систему.

Под системом под притиском подразумева се улазак воде у комору и извлачење загрејане расхладне течности у систем грејања и снабдевање топлом водом. Остатак је монтиран помоћу цеви већег пречника.

Да би се спречио губитак топлотне енергије, цеви морају бити пажљиво изоловане. У ту сврху можете користити верзије стиропора, базалтне вуне или фолије савремених изолационих материјала. Резервоар за складиштење и предња комора такође су подложни поступку загревања.

Најједноставнија и најповољнија опција за топлотну изолацију складишног резервоара је конструкција кутије око ње од шперплоче или дасака. Простор између кутије и контејнера треба да буде испуњен изолационим материјалом. То може бити шљака, мешавина сламе са глином, сува пиљевина итд.

Сунчев систем је инсталиран тако да се соларни колектори налазе на најсветлијој страни куће или парцеле (+)

Испитајте пре пуштања у рад

Након што инсталирате све елементе система и загрејете неке конструкције, можете почети да пуните систем течним расхладним средством. Прво пуњење система треба обавити преко млазнице која се налази у доњем делу колектора.

Односно, пуњење се врши одоздо према горе. Захваљујући таквим акцијама, може се избећи могуће стварање ваздушних застоја.

Вода или друга течна расхладна течност улази у комору. Процес пуњења система се завршава када вода почне да се излива из одводне цеви предње коморе.

Помоћу пловног вентила можете подесити оптимални ниво течности у предњој комори. Након што систем напуни расхладном течношћу, у колектору се почиње загревати.

Процес повећања температуре одвија се чак и по облачном времену. Загријана расхладна течност почиње се уздићи до врха резервоара за складиштење. Процес природне циркулације одвија се све док се температура расхладне течности која улази у радијатор не усклади са температуром носача који излази из колектора.

Са протоком воде у хидрауличком систему, покреће се пловни вентил смјештен у предњој комори. Тако ће се одржавати константан ниво. У том случају ће хладна вода која улази у систем бити смештена у доњем делу резервоара. Процес мешања хладне и топле воде се практично не одвија.

У хидрауличком систему потребно је предвидети уградњу запорних вентила, што ће спречити повратну циркулацију расхладне течности из колектора у погон. То се дешава када температура околине падне ниже од температуре расхладне течности.

Такви вентили се обично користе ноћу и увече.

Повезивање са местима потрошње топле воде врши се стандардним мешалицама. Конвенционалне појединачне славине најбоље је избегавати. У сунчаном времену температура воде може достићи и 80 ° Ц - директно коришћење такве воде је непријатно. Тако ће славине значајно уштедјети топлу воду.

Перформансе таквог соларног грејача воде могу се побољшати додавањем додатних секција колектора. Дизајн вам омогућава да монтирате од два до неограниченог броја комада.

Перформансе соларног система повећавају се уградњом више соларних колектора

Основа таквог соларног колектора за грејање и снабдевање топлом водом је принцип ефекта стаклене баште и такозвани термосифонски ефекат. Ефекат стаклене баште користи се у дизајну грејног елемента.

Сунчеве зраке слободно пролазе кроз провидан материјал горњег дела колектора и претварају се у топлотну енергију.

Топлинска енергија је у скученом простору због непропусности канала канала колектора. Термосифонски ефекат користи се у хидрауличком систему када се загрејана расхладна течност подиже, а истискује расхладну течност и присиљава је да се пресели у зону грејања.

Због термосифонског ефекта, у систему се јавља стабилна и континуирана природна циркулација расхладне течности

Перформансе соларног колектора

Главни критеријум који утиче на перформансе соларних система је интензитет сунчевог зрачења. Количина потенцијално корисног соларног зрачења која се јавља на одређеном подручју назива се инсолација.

Вредност инсолације у различитим тачкама света варира у прилично широком распону. За одређивање просечних показатеља ове вредности постоје посебне табеле. Они приказују просечну соларну инсолацију за одређени регион.

Подаци о соларној инсолацији у одређеном региону могу се добити из посебних мапа и табела (+)

Поред вредности инсолације, површина и материјал измењивача топлоте такође утичу на перформансе система. Други фактор који утиче на перформансе система је капацитет резервоара за складиштење. Оптимални капацитет резервоара израчунава се на основу површине адсорбера колектора.

У случају равног колектора, то је укупна површина цеви која се налази у колекторској кутији. Ова вредност у просеку је једнака 75 литара запремине резервоара по једном м² површине сакупљачке цеви. Капацитет складиштења је врста термичке батерије.

Фабричке цене уређаја

Лавовски део финансијских трошкова изградње оваквог система је у производњи колектора. То и не чуди, чак и када се у индустријским дизајном соларних система троши око 60% трошкова на овај структурни елемент. Финансијски трошкови зависе од избора материјала.

Треба имати на уму да такав систем није у стању да загреје собу, само ће помоћи да се уштеде на трошковима, помажући загревању воде у систему грејања.С обзиром на прилично високе трошкове енергије који се троше на загревање воде, соларни колектор интегрисан у систем грејања значајно смањује такве трошкове.

Соларни колектор се прилично једноставно интегрише у систем за грејање и топлу воду (+)

За његову израду користе се прилично једноставни и приступачни материјали. Поред тога, такав дизајн је потпуно нехлапљив и не захтева техничко одржавање. Одржавање система своди се на периодичне прегледе и чишћење стакла колектора од контаминације.

Додатне информације о организацији соларног грејања у кући представљене су у овај чланак.

Закључци и корисни видео о овој теми

Поступак производње елементарног соларног колектора:

Како монтирати и пуштати у рад соларни систем:

Наравно, самостално направљени соларни колектор неће се моћи такмичити са индустријским моделима. Коришћењем импровизованих материјала прилично је тешко постићи високу ефикасност коју имају индустријски дизајни. Али финансијски трошкови ће бити много мањи у поређењу са куповином готових постројења.

Међутим домаћи соларни систем грејања значајно повећавају ниво комфора и смањују трошкове енергије које стварају традиционални извори.

Имате искуства у изради соларног колектора? Или имате питања о материјалу? Молимо поделите информације са нашим читаоцима. Коментаре можете оставити у доњем обрасцу.