Izrada konstrukcije ravnog tipa
U ljetnoj kućici ili prigradskom području za kućanske potrebe tročlane obitelji dovoljno je ugraditi bojler površine 2 m2 za spremnik od 200 litara. Da biste sami sastavili solarni kolektor, trebat će vam:
- tijelo upijača od šperploče i drvenih dasaka;
- čelični lim, bakar ili aluminij za apsorber solarne energije;
- rešetka od bešavnih cijevi za rashladnu tekućinu;
- izolacijski materijal (mineralna vuna, Penofol, pjenasta plastika);
- staklo debljine veće od 5 mm;
- kapacitet za 200 l;
- 6-7 m bakrene cijevi za izmjenjivač topline;
- crna boja otporna na toplinu;
- alati za drvo i metal, aparat za zavarivanje, materijali za pričvršćivanje, silikon.
Da biste uštedjeli, možete bez metalnog apsorbera, a stražnji zid drvenog kućišta, koji mora biti obojen crnom bojom, koristite kao apsorber infracrvenog zračenja. Bakrene cijevi zamjenjuju se polipropilenskim. Trošak T-jeva za njihovo spajanje mnogo je niži od zavarivanja.
Korak po korak upute će vam pomoći da napravite solarni kolektor vlastitim rukama:
- Rešetka za rashladnu tekućinu zavarena je od metalnih cijevi.
- Ako postoji metalni lim apsorbera, na njega je zavarena rešetka cijevi.
- Prema crtežima, šperploča je izrezana i tijelo je montirano.
- Ako se koriste plastične cijevi, one su pričvršćene kopčama na podnožju i međusobno povezane spojnicama.
- Tijelo i rešetka s apsorberom premazani su crnom bojom.
- Ispod apsorbera ploča postavlja se izolacija ili je grijač izoliran izvana.
- Za pričvršćivanje stakla po obodu tijela izrađen je okvir od dasaka u kojem su izbušene ulazne i izlazne rupe za cijevi.
- Stakleni dijelovi gornjeg poklopca kolektora povezani su aluminijskim kutovima.
- Zapečatiti silikonom.
Tehnologija proizvodnje izmjenjivača topline sastoji se od izolacije spremnika, organiziranja ulaza i izlaza za bakreni svitak, kroz koji će rashladna tekućina cirkulirati. Postavite kolektor na nosač od šipki 50x50 mm, pričvršćen metalnim uglovima, jer je težina konstrukcije, čak i bez vode, prilično impresivna.
Kolekcionari izrađeni od netradicionalnih materijala
Opća shema i priručnik za izradu klasičnog solarnog bojlera daju prostor za samomodeliranje strukture pomoću improviziranih sredstava, staničnog polikarbonata i plastičnog crijeva. Možete sami napraviti mali kolektor iz freonskog kruga starog hladnjaka. Zavojnica je pričvršćena u okviru, stražnja stijenka je izolirana i prekrivena staklom odozgo.
Najjednostavniji grijač bazena u ljetnoj kućici može se napraviti pomoću vrtnog crijeva, koje je uvijeno u spiralu i položeno na pjenasti izolator. Staklo stvara efekt staklenika, a plastična cijev se brzo zagrijava. Kako bi se povećala učinkovitost sustava, nekoliko spirala je međusobno spojeno u seriju.
Neće biti teško sastaviti najlakši i najtrajniji polikarbonatni solarni kolektor ako kupite:
- saćasti listovi od polikarbonata 1000x2000 mm debljine 4 mm - 2 kom (za toplinski nosač i zaštitni premaz);
- pjena za izolaciju stražnjeg zida;
- PVC cijevi 2 m promjera 32 mm - 2 kom;
- čepovi i uglovi s navojem za cijevi - 2 kom.
Upute će vam pomoći da napravite bojler od polikarbonata:
1. Napravite crteže i sastavite okvir temelja slijedeći vodič za obradu drveta.
2. Pomoću bušilice s disk mlaznicom u cijevima potrebno je napraviti uzdužne rezove po širini polikarbonatnog lima.
3. Rubovi polikarbonata obrađuju se brusnim papirom i odmašćuju.
4. Ploče se umetnu u rezove tako da ne blokiraju lumen u cijevi.
5.Spojevi su zapečaćeni vrućim ljepilom za plastiku.
6. Slikano crnom bojom.
7. Spojite armature i testirajte.
Proces montaže domaćeg solarnog kolektora
Početak montaže ovog proizvoda solarne energije počinje izradom zavojnice. Ako ste uspjeli pokupiti gotovu zavojnicu, konačna montaža će potrajati mnogo manje vremena. Odabranu zavojnicu treba vrlo temeljito oprati pod tekućom vodom (po mogućnosti vrućom) kako bi se isprale sve začepljenja iznutra i riješili ostaci freona. Ako niste pronašli odgovarajuće cijevi, tada možete kupiti pravu količinu u trgovini. Ali u ovom slučaju, morat ćete napraviti samu zavojnicu. Da biste ga napravili, izrežite cijevi na potrebnu duljinu. Zatim, koristeći kutne prijelaze, lemite ih u obliku strukture zavojnice. Nadalje, kako bi se kolektor mogao spojiti na vodoopskrbni sustav, zalemite ¾ vodovodne prijelaze na rubovima zavojnice. Postoji nekoliko opcija za oblik i dizajn zavojnice, na primjer, možete lemiti cijevi u obliku "ljestve" (ako ćete implementirati ovu opciju, onda kupite adaptere bez kuta, trebat će vam T-e) .
Montaža solarnog kolektora
Zatim na unaprijed pripremljeni lim nanesete selektivni premaz crnom mat bojom, preporučljivo je to učiniti u barem nekoliko slojeva. Pričekajte da protok zraka osuši boju i počnite lemiti zavojnicu (nebojena strana). Cijela struktura zavojnice mora biti zalemljena duž cijele duljine cijevi, čime se jamči najučinkovitiji prijenos topline i, kao rezultat, maksimalni prijenos topline u vodoopskrbni sustav. Ako sve napravite kako treba, solarni kolektor koji ste sastavili radit će kako je predviđeno.
Koji materijali će vam trebati
Za sastavljanje vlastitog solarnog kolektora, sve potrebne alate i materijale možete pronaći u običnoj prodavaonici željeza i vodovoda.
Da biste dizajnirali uređaj, morat ćete nabaviti:
bakrene cijevi veličine 18 mm (služit će kao materijal za stvaranje zavojnice);
- vodovod i kutni prijelazi veličine 18 mm;
- metalni lim (debljine otprilike 0,8 mm);
- toplinska izolacija;
- lemilica;
- stanični polikarbonat;
- šperploča s drvenim šipkama ili aluminijskim listovima i uglovima;
- crna boja u spreju (mora biti otporna na toplinu);
- apsorber i mineralna vuna.
Kako napraviti selektivni premaz
Visokoučinkoviti kolektor ima visok stupanj apsorpcije sunčeve energije. Zrake padaju na tamnu površinu, nakon čega je zagrijavaju. Što se manje zračenja odbija od apsorbera solarnog kolektora, više topline ostaje u Sunčevom sustavu.
Kako bi se osiguralo dovoljno skladištenja topline, potreban je selektivni premaz. Postoji nekoliko mogućnosti proizvodnje:
- Domaći selektivni kolektorski premaz - koristite bilo koju crnu boju koja nakon sušenja ostavlja mat površinu. Postoje rješenja kada se kao upijač kolektora koristi neprozirna tamna uljanica. Crni emajl se nanosi na cijevi izmjenjivača topline, površine limenki i boca, s mat efektom.
- Posebni upijajući premazi - možete ići na drugu stranu kupnjom posebne selektivne boje za kolektor. Sastav selektivnih premaza uključuje polimerne plastifikatore i aditive koji osiguravaju dobro prianjanje, otpornost na toplinu i visok stupanj apsorpcije sunčeve svjetlosti.
Solarni sustavi koji se koriste isključivo za grijanje vode ljeti mogu dobro proći s farbanjem apsorbera u crno običnom bojom. Domaći solarni kolektori za grijanje kuće zimi trebali bi imati visokokvalitetni selektivni premaz. Ne možete štedjeti na boji.
Domaći ili tvornički solarni sustav - što je bolje
Nerealno je proizvesti solarni kolektor kod kuće koji se po tehničkim karakteristikama i performansama može usporediti s tvorničkim proizvodima. S druge strane, ako samo trebate osigurati dovoljno vode za vanjski tuš, solarna energija bit će dovoljna za rad jednostavnog domaćeg bojlera.
Što se tiče kolektora tekućine koji rade zimi, ni svi tvornički solarni sustavi ne mogu raditi na niskim temperaturama. Sustavi za sve vremenske uvjete, najčešće su to uređaji s vakuumskim toplinskim cijevima, povećane učinkovitosti, sposobni za rad do temperature od -50°C.
Tvornički solarni kolektori često su opremljeni rotirajućim mehanizmom koji automatski prilagođava kut nagiba i smjer ploče prema kardinalnim točkama, ovisno o položaju Sunca.
Učinkovit solarni bojler je onaj koji je u potpunosti u skladu sa zadacima koji su mu dodijeljeni. Za grijanje vode za 2-3 osobe ljeti možete se snaći s običnim solarnim kolektorom napravljenim vlastitim rukama od improviziranih sredstava. Za grijanje zimi, unatoč početnim troškovima, bolje je ugraditi tvornički solarni sustav.
Pretvaranje sunčeve energije u električnu
Sunčeva energija se razvija u dva smjera, poluvodički pretvarači generiraju električnu energiju iz dnevne svjetlosti. Sunčev sustav radi zahvaljujući fotoćelijama, koje se sastoje od dvije silikonske pločice različite vodljivosti. U jednom postoji višak negativnih čestica, u drugom - nedostatak. Pod utjecajem svjetlosti između katode i anode počinje kretanje elektrona i nastaje struja. Suvremena tehnologija omogućuje proizvodnju mono- i polikristalnih silicijevih pločica, prve imaju dulji vijek trajanja i visoku učinkovitost, a druge niske cijene.
Izvedba jedne fotoćelije je od male važnosti, pa se od njih skupljaju solarni paneli. Najjednostavniji generator svjetlosne energije je serijski lanac poluvodičkih ploča s ukupnim naponom. Uobičajene fotoćelije imaju parametre od 3,6 A i 0,5 V. Od 36 ovih ploča može se sastaviti standardni dizajn, koji će generirati struju od 18 V, što odgovara oko 60 vata. Kako bi se povećala jačina struje, nekoliko solarnih panela se spaja paralelno, dok se snaga sustava povećava, a napon ostaje nepromijenjen.
Fotoćelije rade kao generatori energije tijekom dana, kada su zamračeni, pretvaraju se u kolektore struje, mogu se pregrijati i otkazati. Za zaštitu solarnog sustava od dnevnih gubitaka i noćnog pražnjenja baterije, poluvodička dioda je spojena serijski na svaki panel.
Oni pohranjuju energiju koju proizvode fotonaponske ćelije u baterijama nižeg napona. Budući da solarni paneli rade s prekidima tijekom zatamnjivanja, povezani su na spremnik preko kontrolera. Pruža zaštitu od prekomjernog punjenja baterije i prebacuje sustav na otpornik. Za korištenje sunčeve svjetlosti u električnoj mreži kućanstva, u krug je ugrađen inverter koji pretvara istosmjernu struju u izmjeničnu.
Solarne ploče možete sastaviti vlastitim rukama od gotovih fotoćelija i domaćeg okvira:
1. Snaga sustava određena je očekivanim opterećenjima, zatim se izračunava potreban broj ploča i površina koju će zauzeti.
2. Dno plitkog tijela za postavljanje fotoćelija izrađeno je od šperploče. Na bočnim stranama potrebno je napraviti rupe za ventilaciju i izjednačavanje unutarnjeg tlaka.
3. Kao podloga za ploče koristi se iverica, a za zaštitu od atmosferskih oborina koristi se pleksiglas, koji će izdržati udare tuče.
4. Fotoćelije se polažu licem prema dolje na podlogu tako da između njih ostane razmak od 5 mm.
5. Spojni vodiči jedne ploče postavljaju se preko točaka lemljenja na stražnjoj strani druge.Koristite lemilo male snage, lem i fluks.
6. Lanci fotoćelija se pričvršćuju u seriji pomoću bakrene žice ili posebnog sabirnice.
7. Ploče se okreću i zajedno s podlogom ugrađuju u kućište. Spojite diode i provedite žice kroz rupu na dnu kako biste se spojili na bateriju.
8. Okvir prekrijte pleksiglasom, zabrtvite spojeve silikonom. Izvršite test baterije.
| Vrsta sustava | Veličina, mm | Materijal za upijanje | Cijena, rubalja | Proizvođač |
| Pločasti kolektor za sezonsko grijanje vode: | ||||
| Falcon Effect-A | 2000x1000 | aluminij | 16800 | OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya" |
| Sokolski efekt-M | bakar | 19400 | ||
| Lagani topli standard 2 | 1980x920 | 18680 | Exmork doo | |
| ISolar | 2065x1100 | 19700 | OOO Novi Polyus | |
| Vakuum za sve vremenske uvjete za toplu vodu i grijanje: | ||||
| 30 cijevi s okvirom | 2370x1430 | bakar | 49900 | SGVA (Kina) |
| SUNRAIN ES-R1 (30 kom) | 2420x2010 | 39800 | Korsa doo | |
|
SCH-30 |
2400x1900 | 61700 | ANDI Grupp (Kina) | |
| Baterija za proizvodnju struje: | ||||
| CHN150-36M elementi 36, 150W, 12V | 1480x670 | monokristal silicija | 14780 |
Kineska solarna energija (Kina) |
| Exmork FSM-250M elementi 72, 250 W, 24V | 1640x920 | 17750 | Sunny Energy znanost i tehnologija (Kina) | |
| Exmork FSM-300P elementi 72, 300 W, 24V | 1956h992 | silicij polikristal | 19260 |
Razvrstavanje prema temperaturnim kriterijima
Postoji prilično velik broj kriterija prema kojima se klasificiraju jedan ili drugi dizajn solarnih sustava. Međutim, za uređaje koji se mogu izraditi ručno i koristiti za opskrbu toplom vodom i grijanje, najracionalnija bi bila podjela prema vrsti rashladne tekućine.
Dakle, sustavi mogu biti tekući i zračni. Prva vrsta se češće koristi.
Galerija slika
Fotografija iz
Korak 1: Montaža razdjelnika valovite cijevi
Korak 2: Obojite solarni uređaj u crno
Korak 3: Ugradnja dovoda zraka
Korak 4: Izrada poklopca za solarni uređaj
Osim toga, često se koristi klasifikacija prema temperaturi na koju se radne jedinice kolektora mogu zagrijati:
- Niska temperatura. Opcije koje mogu zagrijati rashladnu tekućinu do 50ºS. Koriste se za zagrijavanje vode u posudama za navodnjavanje, u kupaonicama i tuševima ljeti te za povećanje udobnosti u prohladnim proljetnim i jesenskim večerima.
- Srednja temperatura. Omogućite temperaturu nosača topline na 80ºS. Mogu se koristiti za grijanje prostora. Ove su opcije najprikladnije za uređenje privatnih kuća.
- Visoka temperatura. Temperatura rashladne tekućine u takvim instalacijama može doseći i do 200-300ºS. Koristi se u industrijskim razmjerima, instalira se za grijanje proizvodnih postrojenja, poslovnih zgrada itd.
U visokotemperaturnim solarnim sustavima koristi se prilično složen proces prijenosa toplinske energije. Osim toga, zauzimaju impresivan prostor, što si većina naših ljubitelja seoskog života ne može priuštiti.
Njihov proizvodni proces je radno intenzivan, provedba zahtijeva specijaliziranu opremu. Gotovo je nemoguće samostalno napraviti takvu verziju Sunčevog sustava.
Visokotemperaturne solarne ploče na fotonaponskim pretvaračima kod kuće prilično je teško napraviti.
Princip rada
Kolektor služi za zagrijavanje vode korištenjem sunčeve energije. Takav se uređaj može postaviti u blizini ljetnog tuša ili na krovu privatne kuće.
Tvornički modeli sastoje se od staklene vanjske ploče i sustava cjevovoda ispod. Iza cijevi nalazi se grijač. Staklo doprinosi stvaranju efekta staklenika iznutra.
Ručno izrađeni modeli od polikarbonata jednostavniji su - voda u njima se zagrijava u ćelijama samog lima. Vruća tekućina ide u spremnik, a hladna tekućina automatski ulazi na njeno mjesto. Po sunčanom vremenu, takav kolektor omogućuje zagrijavanje vode dovoljno za kupanje nekoliko osoba.
Solarni kolektor zagrijava vodu koja u njega ulazi kroz bakrene cijevi zbog sunčeve energije.
Postupak
Pogledajmo kako napraviti jednostavan kolektor vlastitim rukama.
Trening
Najprije izvršite mjerenja i odredite koliko prostora možete dodijeliti za uređaj. Ako je krov izrađen od polikarbonata, stakla ili sličnih relativno slabih materijala, kolektor ne bi trebao biti prevelik.
Vrlo prikladan dizajn izrađen je od dvije ploče približno 2,1x1 m. Jedan list izravno zagrijava tekućinu, drugi igra ulogu zaštitnog premaza. Polikarbonat bi trebao biti samo stanični, po mogućnosti crni.
Preporučena debljina lima je 4 mm. Ukupna površina poprečnog presjeka kanala u ovom slučaju iznosi 35 cm² po linearnom metru, što je približno jednako poprečnom presjeku cijevi promjera 6-7 cm. Dakle, 1 m² lima će držati do 4 litre vode. List debljine 10 mm može držati do 10 litara po 1 m².
Prije početka izgradnje solarnog kolektora potrebno je izraditi detaljan dijagram cijele konstrukcije.
Osim polikarbonata, trebat će vam sljedeći materijali:
- dvije PVC kanalizacijske cijevi duljine 2 m i promjera 32 mm;
- 2 čepa za cijevi;
- 2 fleksibilna crijeva s priključkom na navoj;
- 2 kutna okova od polipropilena s metalnim navojem;
- pjenasti list za izolaciju;
- pocinčani suhozidni profili i poprečne tračnice za okvir;
- silikonsko brtvilo.
Polipropilenski kutovi trebali bi se čvrsto uklopiti u cijevi, pa ih je bolje kupiti zajedno.
Polipropilenske cijevi u solarnom kolektoru pričvršćene su polipropilenskim uglovima
Širina profila mora odgovarati ukupnoj debljini polikarbonatnih i pjenastih listova.
Također će vam trebati uređaj za rezanje cijevi - brusilica ili bušilica s mlaznicom za pilu.
Ako niste mogli kupiti crne plahte, trebat će vam odgovarajuća boja. Polikarbonat se može bojati nitro emajlom, akrilnim bojama na bazi vode ili plastičnim sprejevima.
Montaža okvira
Montaža kolektora izvodi se na sljedeći način:
Pričvrstite cijevi stezaljkama i na njima napravite rezove koji odgovaraju duljini budućeg kolektora. Ne dodirujte rubove: početak i kraj cijevi moraju ostati netaknuti za spajanje na sustav.
Obrišite područja polikarbonata koja će biti u kontaktu s cijevi - brtvilo bolje prianja na hrapavu površinu.
Umetnite rubove lima u rezove. Stanice moraju biti okomite na cijev tako da voda ulazi u njih. Ako je rez preuzak, proširite ga. Također možete koristiti činovnički nož kako biste rez doveli do ruba cijevi, nakon čega, krećući se sa strane, postupno vozite list.
Pogledaj u cijev. Polikarbonat ne smije ulaziti u unutrašnjost ne više od ¼ promjera, inače će poremetiti cirkulaciju vode. Po potrebi prilagodite položaj lista.
Odmastite spoj i zabrtvite ga. Kako biste spriječili curenje kolektora, prođite kroz rez 3-4 puta: prvi put pokušajte zabiti brtvilo u spoj, a zatim formirajte vanjski šav
Posebno obratite pozornost na krajeve. Nanesite novi sloj brtvila nakon što se prethodni osuši.
Ako izrežete cijev do ruba, svakako pažljivo obradite ovo područje.
Ako ste kupili prozirni polikarbonat, obojite ga u crno i ostavite da se osuši.
Umetnite kutove s navojem u rubove cijevi i zabrtvite spoj. Zatvorite suprotne rubove kapicama.
Koristite crijeva i spojeve za spajanje razdjelnika na puni spremnik vode. Pažljivo provjerite sve šavove. Zabrtvite sva pronađena curenja.
Od profila napravite okvir s poprečnim tračnicama. Položite pjenu unutra i pričvrstite je vijcima. Na njega postavite kolektor. Izrežite rupe u profilu za crijeva i spojite ih na kutove. Zatvorite strukturu zaštitnom folijom. Na okvir je pričvršćen uglovima i vijcima.
Spojite razdjelnik na spremnik tople vode i pumpu za hladnu vodu.
Iako se takav kolektor može koristiti samo ljeti, ipak će značajno smanjiti troškove grijanja vode.
