DIY ısıtma için bir güneş kolektörü nasıl yapılır: adım adım kılavuz

Geleneksel enerji kaynaklarının fiyatındaki artış, özel ev sahiplerini evleri ısıtmak ve suyu ısıtmak için alternatif seçenekler aramaya teşvik ediyor. Katılıyorum, sorunun finansal bileşeni bir ısıtma sistemi seçiminde önemli bir rol oynayacak.

Enerji arzının en umut verici yollarından biri güneş radyasyonunun dönüştürülmesidir. Bunu yapmak için güneş sistemlerini kullanın. Cihazlarının prensibini ve çalışma mekanizmasını anlamak, kendi ellerinizle ısıtmak için bir güneş kolektörü yapmak zor olmayacaktır.

Size güneş sistemlerinin tasarım özelliklerini anlatacağız, basit bir montaj şeması sunacağız ve kullanılabilecek malzemeleri tanımlayacağız. Çalışma aşamalarına görsel fotoğraflar eşlik ediyor, malzeme ev yapımı bir kollektörün oluşturulması ve devreye alınması ile ilgili video kliplerle destekleniyor.

Çalışma prensibi ve tasarım özellikleri

Modern güneş sistemleri - biri alternatif kaynak türleri ısı üretimi. Güneş ışınımını ev sahipleri için yararlı enerjiye işleyen yardımcı ısıtma ekipmanı olarak kullanılırlar.

Soğuk mevsimde sadece güney bölgelerinde tam olarak sıcak su ve ısıtma sağlayabilirler. Ve sonra, yeterince geniş bir alanı kaplarlarsa ve ağaçların gölgesiz açık alanlara monte edilirlerse.

Çok sayıda çeşide rağmen, aynı şekilde çalışırlar. herhangi güneş sistemi termal enerji sağlayan ve tüketiciye ileten cihazların sıralı dizilimine sahip bir devreyi temsil eder.

Ana iş kalemleri güneş pillerinde güneş panelleri veya güneş kollektörleri. teknoloji güneş jeneratör montaj fotografik plakalar üzerinde boru şeklindeki bir toplayıcıdan biraz daha karmaşıktır.

Bu yazıda, ikinci seçeneği ele alacağız - bir kolektör güneş sistemi.

Güneş kollektörleri şu ana kadar yardımcı enerji tedarikçileri olarak hizmet vermektedir. Açık bir güneşli gün sayısını tahmin edememesi nedeniyle evin ısınmasını güneş sistemine tamamen değiştirmek tehlikelidir.

Toplayıcılar, çıkış ve giriş hattı ile seri olarak bağlanan veya bobin şeklinde yerleştirilmiş bir tüp sistemidir. Endüstriyel su, hava akışı veya donmayan sıvı içeren bir su karışımı tüpler arasında dolaşır.

Fiziksel olaylar dolaşımı uyarır: buharlaşma, bir agregasyon durumundan diğerine geçişten basınç ve yoğunluk değişiklikleri, vb.

Güneş kolektörlerinin çalışma prensibi, soğutucuya iletilen güneş enerjisinin alınması ve birikmesine dayanır (+)

Güneş enerjisinin toplanması ve birikmesi emiciler tarafından gerçekleştirilir. Bu, karartılmış bir dış yüzeye sahip katı bir metal plaka veya tüplere tutturulmuş ayrı ayrı bir plaka sistemidir.

Vücudun üst kısmının üretimi için, kapak, ışığı iletme kabiliyeti yüksek malzemeler kullanılır. Pleksiglas, benzer polimerik malzemeler, temperli geleneksel cam türleri olabilir.

Enerji kayıplarını cihazın arkasından çıkarmak için kutuya ısı yalıtımı yerleştirilir

Polimerik malzemelerin ultraviyole ışınlarının etkisini tolere etmediğini söylemeliyim. Tüm plastik türleri, genellikle mahfazanın basıncının boşaltılmasına yol açan yeterince yüksek bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Bu nedenle, bu tür malzemelerin kolektör gövdesinin üretimi için kullanımı sınırlandırılmalıdır.

Isı taşıyıcı olarak su sadece sonbahar / ilkbahar döneminde ek ısı sağlamak üzere tasarlanmış sistemlerde kullanılabilir. İlk soğutmadan önce güneş sisteminin yıl boyunca kullanılması planlanıyorsa, proses suyu antifriz ile karışımına dönüştürülür.

Hava güneş sistemlerinde hava, ısı taşıyıcı olarak kullanılır. Hareketi için kanallar normal profilli bir tabakadan yapılabilir (+)

Güneş kolektörü, kulübenin otonom ısıtmasıyla veya merkezi ağlarla bağlantısı olmayan küçük bir binayı ısıtmak için monte edilirse, başında bir ısıtma cihazı bulunan basit bir tek devreli sistem inşa edilir.

Zincir, sirkülasyon pompalarını ve ısıtma cihazlarını içermez. Şema son derece basittir, ancak sadece güneşli yaz aylarında çalışabilir.

Bir kolektör iki devreli bir teknik yapıya dahil edildiğinde, her şey çok daha karmaşıktır, ancak kullanıma uygun gün aralığı önemli ölçüde artar. Toplayıcı sadece bir devreyi işler. Baskın yük, elektrikle veya her türlü yakıtla çalışan ana ısıtma ünitesine atanır.

Bir güneş kolektörü üretimi için hazır şemayı kullanabilir, kendi pilot modelinizi oluşturabilir ve pratikte test edebilirsiniz (+)

Güneş cihazlarının performansının güneşli gün sayısına doğrudan bağımlılığına rağmen, talep görüyorlar ve güneş cihazlarına olan talep giderek artıyor. Her türlü doğal enerjiyi faydalı bir kanala yönlendirmek isteyen ustalar arasında popülerdir.

Sıcaklık sınıflandırması

Bu veya bu güneş sistemi tasarımlarının sınıflandırıldığı oldukça fazla sayıda kriter vardır. Bununla birlikte, kendi ellerinizle yapabileceğiniz ve sıcak su temini ve ısıtma için kullanabileceğiniz cihazlar için en mantıklı olanı soğutucu tipine göre ayrılmasıdır.

Böylece, sistemler sıvı ve hava olabilir. İlk tip daha sık uygulanabilir.

Ek olarak, genellikle bir toplayıcı, toplayıcının çalışma düğümlerinin ısınabileceği sıcaklığa göre kullanılır:

1. Düşük sıcaklık. Soğutma suyunu 50ºС'ye kadar ısıtabilen seçenekler. Yazın sulama kaplarında, banyolarda ve duşlarda suyu ısıtmak ve serin ilkbahar ve sonbahar akşamlarında konforu arttırmak için kullanılırlar.
2. Orta sıcaklık. 80ºС soğutma suyu sıcaklığı sağlayın. Hacim ısıtma için kullanılabilirler. Bu seçenekler özel evlerin düzenlenmesi için en uygundur.
3. Yüksek sıcaklık. Bu tür tesislerde soğutma sıvısının sıcaklığı 200-300ºС'ye ulaşabilir. Endüstriyel ölçekte kullanılırlar, ısı üretim atölyelerine, ticari binalara vb.

Yüksek sıcaklıklı güneş sistemlerinde, termal enerjiyi aktarmak için oldukça karmaşık bir işlem kullanılır. Buna ek olarak, ülkemizdeki yaşam severlerin çoğunun karşılayamayacağı etkileyici bir yer kaplarlar.

Üretim süreci zaman alıcıdır, uygulama özel ekipman gerektirir. Güneş sisteminin böyle bir varyantını bağımsız olarak yapmak neredeyse imkansızdır.

Evde fotovoltaik dönüştürücüler üzerinde yüksek sıcaklıklı güneş pilleri yapmak oldukça zordur

El yapımı manifold

Bir güneş cihazını kendi ellerinizle yapmak, birçok fayda sağlayan heyecan verici bir süreçtir. Onun sayesinde, birkaç önemli ekonomik sorunu çözmek için rasyonel olarak serbest güneş radyasyonu uygulamak mümkündür. Isıtma sistemine ısıtılmış su sağlayan düz bir toplayıcı yaratmanın özelliklerini analiz edeceğiz.

DIY malzemeleri

Güneş kolektörü gövdesinin kendi kendine montajı için en basit ve en uygun malzeme, tahta, kontrplak, OSB tahtaları veya benzer seçeneklere sahip ahşap bir bloktur. Alternatif olarak, benzer tabakalara sahip bir çelik veya alüminyum profil kullanılabilir. Metal kasa biraz daha pahalıya mal olacak.

Malzemeler dış mekan yapıları için gerekliliklere uygun olmalıdır. Güneş kolektörünün ömrü 20 ila 30 yıl arasında değişir.

Bu nedenle, malzemelerin yapının tüm dönem boyunca kullanılmasına izin verecek belirli bir dizi operasyonel özelliği olmalıdır.

Kasanın üretimi için malzemeler için en ucuz ve en kolay seçenek kereste ve suntaların kullanılmasıdır

Kasa tahtadan yapılmışsa, malzemenin dayanıklılığı, su-polimer emülsiyonları ile emprenye edilerek ve boya ve verniklerle kaplanarak elde edilebilir.

Bir güneş kolektörü tasarlarken ve monte ederken uyulması gereken temel ilke, fiyat ve satın alma yeteneği açısından malzemelerin kullanılabilirliğidir. Yani, ücretsiz satışta bulunabilirler veya mevcut doğaçlama araçlardan bağımsız olarak yapılabilirler.

Isı yalıtım nüansları

Termal enerji kaybını önlemek için, kutunun altına yalıtım malzemesi monte edilir. Polistiren veya mineral yün olabilir. Modern endüstri oldukça geniş bir yalıtım malzemesi yelpazesi üretir.

Kutuyu yalıtmak için folyo yalıtım seçeneklerini kullanabilirsiniz. Böylece, folyo yüzeyinden hem ısı yalıtımı hem de güneş ışığının yansıması sağlamak mümkündür.

Yalıtım malzemesi olarak sert bir polistiren köpük veya genişletilmiş polistiren plaka kullanılırsa, bobin veya boru sistemini döşemek için oluklar kesilebilir.Tipik olarak, toplayıcı emici, yalıtımın üstüne yerleştirilir ve gövdenin imalatında kullanılan malzemeye bağlı bir şekilde gövdenin tabanına sıkıca sabitlenir.

Isı yalıtımı, gövdenin tabanından ısı kaybını azaltmaya yarar. Isı yalıtımı olmayan metal bir kutuda bir cihaz üretmek mantıksızdır (+)

Güneş kolektörü ısı emici

Bu emici bir elementtir. Soğutucunun ısıtıldığı bir boru sistemi ve en sık sac bakırdan yapılan parçalar. Bir ısı emicisinin üretimi için en uygun malzemeler dikkate alınır bakır borular.

Ev ustaları daha ucuz bir seçenek icat ettiler - spiral ısı eşanjörü polipropilen borular.

İlginç bir bütçe çözümü, esnek bir polimer borudan bir güneş sistemi emicisidir. Giriş ve çıkış cihazlarına bağlanmak için uygun bağlantı parçaları kullanılır Güneş kolektörü ısı eşanjörünün yapılabileceği doğaçlama araçların seçimi oldukça geniştir. Eski buzdolabının ısı eşanjörü, polietilen su boruları, çelik panel radyatörler vb.

Verimlilik için önemli bir kriter, ısı eşanjörünün yapıldığı malzemenin termal iletkenliğidir.

Kendi kendine üretim için bakır en iyi seçenektir. Termal iletkenliği 394 W / m²'dir. Alüminyum için bu parametre 202 ila 236 W / m² arasında değişir.

Bakır borular, termal performans ve dayanıklılık için bir ısı emici üretimi için en uygun seçenek olarak kabul edilir

Bununla birlikte, bakır ve polipropilen borular arasındaki termal iletkenlikteki büyük fark, bakır borulara sahip bir ısı eşanjörünün yüzlerce kat fazla miktarda sıcak su üreteceği anlamına gelmez.

Eşit koşullar altında, bir bakır boru ısı eşanjörünün performansı, metal-plastik seçeneklerin performansından% 20 daha verimli olacaktır. Dolayısıyla, polimer borulardan yapılmış ısı eşanjörleri yaşam hakkına sahiptir. Ayrıca, bu seçenekler çok daha ucuz olacaktır.

Boru malzemesine bakılmaksızın, hem kaynaklı hem de dişli tüm derzler hava geçirmez olmalıdır. Borular hem birbirine paralel hem de bobin şeklinde yerleştirilebilir.

Bobin tipi şema, bağlantı sayısını azaltır - bu, sızıntı olasılığını azaltır ve soğutma sıvısı akışının daha düzgün bir hareketini sağlar.

Isı eşanjörünün bulunduğu kutunun üstü camla kapatılmıştır. Alternatif olarak, akrilik analog veya monolitik polikarbonat gibi modern malzemeleri kullanabilirsiniz. Yarı saydam malzeme pürüzsüz değil, oluklu veya mat olabilir.

Klasik versiyonda, toplayıcılı kutu temperli cam, pleksiglas, polikarbonat veya benzeri bir malzeme ile kapatılır. Esnaf cam yerine polietilen kullanmaya adapte oldular

Bu işlem malzemenin yansıtıcılığını azaltır. Ek olarak, bu malzeme önemli mekanik strese dayanmalıdır.

Bu tür güneş sistemlerinin endüstriyel tasarımlarında, özel güneş camı kullanılır. Bu tür cam, daha az ısı kaybı sağlayan düşük demir içeriğiyle karakterizedir.

Depolama tankı veya ön tank

Bir depolama tankı olarak, 20 ila 40 litre hacme sahip herhangi bir kapasiteyi kullanabilirsiniz. Bir seri zincirdeki borularla bağlanan bir dizi daha küçük tank yapacak. Depolama tankının yalıtılması tavsiye edilir. güneşte ısı yalıtımı olmayan bir tankta ısıtılan su hızla termal enerjiyi kaybedecektir.

Aslında, güneş ısıtma sistemindeki ısı taşıyıcısı birikmeden dolaşmalıdır, çünkü ondan alınan termal enerji, alındığı süre zarfında tüketilmelidir.Depolama tankı daha ziyade ısıtılmış suyun dağıtıcısı ve sistemdeki basınç stabilitesini koruyan bir hendek odası görevi görür.

Güneş sistemlerindeki depolama tankı, suyun dağıtıcısı ve basıncı koruyan bir rezervuar olarak çalışır (+)

Solar montaj adımları

Kollektörün imalatından ve sistemin tüm bileşen yapısal elemanlarının hazırlanmasından sonra, doğrudan kuruluma devam edebilirsiniz.

Bağlantı parçaları ve tees ile polipropilen borulardan bir bobin takma seçeneklerinden biri, güneş kolektörünün hızlı bir şekilde monte edilmesine yardımcı olacaktır (+)

Çalışma, kural olarak mümkün olan en yüksek noktaya yerleştirilen bir ön haznenin kurulması ile başlar: tavan arasında, ayrı bir kule, bir köprü vb.

Kurulum sırasında, sistemi sıvı soğutucu ile doldurduktan sonra, yapının bu bölümünün etkileyici bir ağırlığa sahip olacağı belirtilmelidir. Bu nedenle, örtüşmenin güvenilirliğini doğrulamanız veya güçlendirmeniz gerekir.

Depoyu kurduktan sonra toplayıcıyı takmaya devam edin. Sistemin bu yapısal elemanı güney tarafındadır. Ufka göre eğim açısı 35 ila 45 derece arasında olmalıdır.

Tüm elemanları monte ettikten sonra, tek bir hidrolik sisteme bağlanan borularla bağlanırlar. Hidrolik sistemin sızdırmazlığı, güneş kolektörünün etkin çalışmasının bağlı olduğu önemli bir kriterdir.

Dış mekan duşuna su sağlamak için güneş sisteminin montaj şemasına göre, suyu sulama için ısıtmak için bir yapı inşa edebilir veya serin akşamlarda rahat koşullar yaratabilirsiniz (+)

Yapısal elemanları tek bir hidrolik sisteme bağlamak için, inç ve yarım inç çapında borular kullanılır. Sistemin basınç kısmını düzenlemek için daha küçük bir çap kullanılır.

Sistemin basınç kısmı altında, suyun hazneye girişi ve ısıtmalı soğutucunun ısıtma sistemine ve sıcak su kaynağına geri çekilmesi kastedilmektedir. Gerisi daha büyük çaplı borular kullanılarak monte edilir.

Termal enerji kaybını önlemek için borular dikkatlice yalıtılmalıdır. Bu amaçla, modern yalıtım malzemelerinin polistiren, bazalt yünü veya folyo versiyonlarını kullanabilirsiniz. Depolama tankı ve ilerleme haznesi de ısıtma işlemine tabidir.

Bir depolama tankının ısı yalıtımı için en basit ve en uygun seçenek, kontrplak veya levhalardan bir kutunun yapımıdır. Kutu ve kap arasındaki boşluk yalıtım malzemesi ile doldurulmalıdır. Bu cüruf, kil ile saman karışımı, kuru talaş, vb.

Güneş sistemi, güneş kollektörleri evin en aydınlık tarafına veya arsaya yerleştirilecek şekilde kurulur (+)

Devreye almadan önce test edin

Sistemin tüm elemanlarını kurduktan ve bazı yapıları ısıttıktan sonra, sistemi sıvı soğutucu ile doldurmaya başlayabilirsiniz. Sistemin ilk dolumu, kollektörün alt kısmında bulunan nozuldan yapılmalıdır.

Yani, dolum aşağıdan yukarıya doğru gerçekleştirilir. Bu tür eylemler sayesinde, olası hava sıkışmalarının oluşması önlenebilir.

Su veya başka bir sıvı soğutucu odaya girer. Sistemi doldurma işlemi, ön haznenin drenaj borusundan su akmaya başladığında sona erer.

Şamandıra valfini kullanarak ön haznedeki optimum sıvı seviyesini ayarlayabilirsiniz. Sistemi soğutucu ile doldurduktan sonra, kollektörde ısınmaya başlar.

Artan sıcaklık süreci bulutlu havalarda bile gerçekleşir. Isıtılan soğutma suyu depolama tankının üstüne yükselmeye başlar. Doğal sirkülasyon işlemi, radyatöre giren soğutma sıvısının sıcaklığı, kolektörden çıkan taşıyıcının sıcaklığıyla hizalanana kadar gerçekleşir.

Hidrolik sistemdeki su akışı ile, ön haznede bulunan şamandıra valfi tetiklenir. Böylece sabit bir seviye korunacaktır. Bu durumda, sisteme giren soğuk su, depolama tankının alt kısmında bulunacaktır. Soğuk ve sıcak suyun pratikte karıştırılması işlemi gerçekleşmez.

Hidrolik sistemde, soğutucu akışkanın toplayıcıdan hazneye ters dolaşımını engelleyecek kesme vanalarının montajını sağlamak gerekir. Bu, ortam sıcaklığı soğutma suyunun sıcaklığından daha düşük olduğunda meydana gelir.

Bu tür vanalar genellikle gece ve akşam kullanılır.

Sıcak su tüketim yerlerine bağlantı standart karıştırıcılar kullanılarak gerçekleştirilir. Geleneksel tek musluklardan en iyi kaçınılmalıdır. Güneşli havalarda su sıcaklığı 80 ° C'ye ulaşabilir - bu tür suyu doğrudan kullanmak elverişsizdir. Böylece, musluk sıcak su önemli ölçüde tasarruf edecek.

Böyle bir güneş enerjili su ısıtıcısının performansı, ilave kollektör bölümleri eklenerek geliştirilebilir. Tasarım, ikiden sınırsız sayıda parçaya monte etmenizi sağlar.

Daha fazla güneş kolektörü kurarak güneş sistemi performansı artar

Isıtma ve sıcak su temini için böyle bir güneş kolektörünün temeli, sera etkisi ve sözde termosifon etkisi prensibidir. Sera etkisi ısıtma elemanının tasarımında kullanılır.

Güneş ışınları toplayıcının üst kısmının şeffaf malzemesinden serbestçe geçer ve termal enerjiye dönüştürülür.

Isı enerjisi, kollektörün kanal bölümünün sıkılığı nedeniyle kapalı bir alandadır. Termosifon etkisi, ısıtılan soğutma sıvısı yükselirken, soğutma sıvısını değiştirirken ve ısıtma bölgesine girmeye zorlarken hidrolik sistemde kullanılır.

Termosifon etkisi nedeniyle, sistemde soğutucu akışkanın sabit ve sürekli bir doğal dolaşımı meydana gelir

Güneş kolektörü performansı

Güneş sistemlerinin performansını etkileyen ana kriter güneş radyasyonunun yoğunluğudur. Belirli bir alanda potansiyel olarak faydalı güneş radyasyonu miktarına güneşlenme denir.

Dünyanın farklı noktalarındaki güneşlenme değeri oldukça geniş bir aralıkta değişir. Bu değerin ortalama göstergelerini belirlemek için özel tablolar vardır. Belirli bir bölge için ortalama güneş enerjisi yalıtımını gösterirler.

Belirli bir bölgedeki güneş enerjisi izolasyonuna ilişkin veriler özel haritalardan ve tablolardan elde edilebilir (+)

Güneşe maruz kalma değerine ek olarak, ısı eşanjörünün alanı ve malzemesi de sistem performansını etkiler. Sistem performansını etkileyen bir diğer faktör de depolama tankı kapasitesidir. Optimum tank kapasitesi, kollektör adsorberlerinin alanına göre hesaplanır.

Düz bir kolektör durumunda, bu kolektör kutusundaki toplam boru alanıdır. Bu değer, ortalama olarak, bir m²'lik kolektör borusu alanı başına 75 litre tank hacmine eşittir. Depolama kapasitesi bir çeşit termal bataryadır.

Fabrika Cihaz Fiyatları

Aslanın böyle bir sistem kurmanın mali maliyetindeki payı koleksiyoncuların üretiminde. Bu, güneş sistemlerinin endüstriyel tasarımlarında bile, maliyetin yaklaşık% 60'ının bu yapısal unsurda düşmesi şaşırtıcı değildir. Finansal maliyetler malzeme seçimine bağlı olacaktır.

Böyle bir sistemin odayı ısıtamayacağı, sadece maliyetlerden tasarruf edilmesine ve ısıtma sistemindeki suyun ısıtılmasına yardımcı olacağına dikkat edilmelidir.Suyu ısıtmak için harcanan oldukça yüksek enerji maliyetleri göz önüne alındığında, ısıtma sistemine entegre edilmiş bir güneş kolektörü bu maliyetleri önemli ölçüde azaltır.

Güneş kolektörü, ısıtma ve sıcak su tedarik sistemine oldukça basit bir şekilde entegre olur (+)

Üretimi için oldukça basit ve uygun fiyatlı malzemeler kullanılır. Ayrıca, böyle bir tasarım tamamen uçucu değildir ve teknik bakım gerektirmez. Sistemin bakımı, toplayıcı camın kirlenmeden periyodik olarak incelenmesine ve temizlenmesine indirgenir.

Evde güneş ısıtmasının organizasyonu hakkında ek bilgi bu makale.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Bir temel güneş kolektörü üretim süreci:

Güneş sisteminin montajı ve devreye alınması:

Doğal olarak, kendi kendine yapılan bir güneş kolektörü endüstriyel modellerle rekabet edemez. Doğaçlama malzemeler kullanarak, endüstriyel tasarımların sahip olduğu yüksek verimliliği elde etmek oldukça zordur. Ancak finansal tesisler, hazır tesislerin satın alımına kıyasla çok daha az olacaktır.

Bununla birlikte, ev yapımı güneş ısıtma sistemi Konfor seviyesini önemli ölçüde arttırır ve geleneksel kaynaklar tarafından üretilen enerji maliyetini azaltır.

Bir güneş kolektörü oluşturma tecrübeniz var mı? Veya malzeme hakkında sorularınız mı var? Lütfen bilgileri okuyucularımızla paylaşın. Aşağıdaki formda yorum bırakabilirsiniz.