Collettore solare fai-da-te da lattine di birra vuote

Realizzazione di una struttura di tipo piatto

In un cottage estivo o in una zona suburbana per le esigenze domestiche di una famiglia di tre persone, è sufficiente installare uno scaldabagno con una superficie di 2 m2 per un serbatoio da 200 litri. Per assemblare un collettore solare da soli, avrai bisogno di:

• corpo assorbente in multistrato e tavole di legno;
• lamiera d'acciaio, rame o alluminio per assorbitori di energia solare;
• reticolo di tubi senza saldatura per il liquido di raffreddamento;
• materiale isolante (lana minerale, Penofol, plastica espansa);
• vetro con uno spessore superiore a 5 mm;
• capacità per 200 l;
• 6–7 m di tubo di rame per lo scambiatore di calore;
• vernice nera resistente al calore;
• utensili in legno e metallo, saldatrice, materiali di fissaggio, silicone.

Per risparmiare denaro, puoi fare a meno di un assorbitore di metallo e utilizzare la parete posteriore di una cassa di legno, che deve essere verniciata di nero, come assorbitore di radiazioni infrarosse. I tubi di rame vengono sostituiti con polipropilene. Il costo dei tee per la loro connessione è molto inferiore alla saldatura.

Un'istruzione passo dopo passo ti aiuterà a realizzare un collettore solare con le tue mani:

• Una griglia per il liquido di raffreddamento è saldata da tubi metallici.
• Se è presente una lamiera dell'assorbitore, ad essa viene saldato un reticolo di tubi.
• Secondo i disegni, il compensato viene tagliato e il corpo viene montato.
• Se vengono utilizzati tubi di plastica, vengono fissati con clip sulla base e collegati tra loro con raccordi.
• Il corpo e la griglia con assorbitore sono rivestiti di vernice nera.
• Sotto l'assorbitore del foglio, viene posato l'isolamento o il riscaldatore è isolato dall'esterno.
• Per fissare il vetro lungo il perimetro della scocca, è realizzata una cornice di assi, in cui sono praticati i fori di ingresso e uscita per i tubi.
• Le parti in vetro del coperchio superiore del collettore sono collegate con angoli in alluminio.
• Sigillare con silicone.

La tecnologia di fabbricazione dello scambiatore di calore consiste nell'isolare il serbatoio di accumulo, organizzando l'ingresso e l'uscita per la serpentina di rame, attraverso la quale circolerà il liquido di raffreddamento. Installare il collettore su un supporto di barre 50x50 mm, fissate con angoli metallici, poiché il peso della struttura, anche senza acqua, è piuttosto impressionante.

Collettori realizzati con materiali non tradizionali

Lo schema generale e il manuale per la fabbricazione di un classico scaldabagno solare danno spazio all'automodellamento della struttura utilizzando mezzi improvvisati, policarbonato cellulare e un tubo di plastica. Puoi creare tu stesso un piccolo collezionista dal circuito freon di un vecchio frigorifero. La bobina è fissata nel telaio, la parete di fondo è isolata e rivestita di vetro dall'alto.

Il riscaldatore per piscina più semplice in un cottage estivo può essere realizzato utilizzando un tubo da giardino, che è attorcigliato a spirale e posato su un isolante in schiuma. Il vetro crea un effetto serra e il tubo di plastica si riscalda rapidamente. Per aumentare le prestazioni del sistema, più spirali sono collegate in serie tra loro.

Non sarà difficile assemblare il collettore solare in policarbonato più leggero e resistente se acquisti:

• lastre alveolari in policarbonato 1000x2000 mm 4 mm di spessore - 2 pezzi (per termovettore e rivestimento protettivo);
• schiuma per isolare la parete di fondo;
• Tubi in PVC da 2 m con un diametro di 32 mm - 2 pezzi;
• tappi e angoli filettati per tubi - 2 pz.

Le istruzioni aiuteranno a realizzare uno scaldabagno in policarbonato:

1. Realizza dei disegni e assembla il telaio di base seguendo la guida alla lavorazione del legno.

2. Utilizzando un trapano con ugello a disco nei tubi, è necessario eseguire tagli longitudinali lungo la larghezza della lastra di policarbonato.

3. I bordi del policarbonato sono trattati con carta vetrata e sgrassati.

4. Le piastre sono inserite nei tagli in modo che non blocchino il lume nel tubo.

5.I giunti sono sigillati con colla a caldo per plastica.

6. Dipinto con vernice nera.

7. Collegare i raccordi e testare.

Il processo di assemblaggio di un collettore solare fatto in casa

L'inizio dell'assemblaggio di questo prodotto a energia solare inizia con la fabbricazione della bobina. Se sei riuscito a raccogliere una bobina già pronta, l'assemblaggio finale richiederà molto meno tempo. La batteria prescelta deve essere lavata molto accuratamente sotto l'acqua corrente (preferibilmente calda) in modo da lavare tutti i blocchi dall'interno ed eliminare i residui di freon. Se non hai trovato tubi adatti, puoi acquistare la giusta quantità nel negozio. Ma in questo caso, dovrai realizzare la bobina stessa. Per realizzarlo, taglia i tubi alla lunghezza richiesta. Quindi, usando le transizioni angolari, saldali sotto forma di una struttura a spirale. Inoltre, in modo che il collettore possa essere collegato alla rete idrica, saldare ¾ dell'impianto idraulico passa ai bordi della bobina. Esistono diverse opzioni per la forma e il design della bobina, ad esempio puoi saldare i tubi sotto forma di una "scala" (se hai intenzione di implementare questa opzione, quindi acquistare adattatori non angolari, avrai bisogno di tee) .

Gruppo collettore solare

Quindi, su una lamiera pre-preparata, si applica un rivestimento selettivo con vernice nera opaca, è consigliabile farlo in almeno un paio di strati. Attendere che il flusso d'aria asciughi la vernice e iniziare a saldare la bobina (lato non verniciato). L'intera struttura della batteria deve essere saldata lungo l'intera lunghezza dei tubi, in questo modo si garantisce il più efficiente trasferimento di calore e, di conseguenza, il massimo trasferimento di calore alla rete idrica. Se fai tutto bene, il collettore solare che hai assemblato funzionerà come previsto.

Di quali materiali avrai bisogno

Per assemblare il tuo collettore solare, puoi trovare tutti gli strumenti e i materiali necessari in un normale negozio di ferramenta e idraulica.

Per progettare il dispositivo, dovrai fare scorta di:

tubi di rame di dimensioni 18 mm (serviranno come materiale per creare una bobina);

• impianti idraulici e transizioni angolari con una dimensione di 18 mm;
• lamiera (spessore circa 0,8 mm);
• isolamento termico;
• saldatore;
• policarbonato cellulare;
• compensato con barre di legno o fogli e angoli di alluminio;
• vernice nera spray (deve essere resistente al calore);
• assorbente e lana minerale.

Come realizzare un rivestimento selettivo

Il collettore ad alta efficienza ha un alto grado di assorbimento di energia solare. I raggi cadono su una superficie scura, dopodiché la riscaldano. Meno radiazione viene respinta dall'assorbitore del collettore solare, più calore rimane nel sistema solare.

Per garantire un sufficiente accumulo di calore, è necessario un rivestimento selettivo. Ci sono diverse opzioni di produzione:

• Rivestimento per collettori selettivi fatto in casa: utilizzare qualsiasi vernice nera che, dopo l'asciugatura, lasci una superficie opaca. Ci sono soluzioni quando una tela cerata scura opaca viene utilizzata come assorbitore di raccolta. Lo smalto nero viene applicato sui tubi dello scambiatore di calore, sulla superficie di lattine e bottiglie, con effetto opaco.
• Rivestimenti assorbenti speciali: puoi andare dall'altra parte acquistando una vernice selettiva speciale per il collezionista. La composizione dei rivestimenti selettivi comprende plastificanti polimerici e additivi che forniscono una buona adesione, resistenza al calore e un alto grado di assorbimento della luce solare.

I sistemi solari utilizzati esclusivamente per il riscaldamento dell'acqua in estate possono benissimo cavarsela verniciando di nero l'assorbitore con una normale vernice. I collettori solari fatti in casa per il riscaldamento di una casa in inverno dovrebbero avere un rivestimento selettivo di alta qualità. Non puoi lesinare sulla vernice.

Sistema solare fatto in casa o di fabbrica - che è meglio

Non è realistico realizzare in casa un collettore solare che possa essere paragonato ai prodotti di fabbrica in termini di caratteristiche tecniche e prestazioni. D'altra parte, se hai solo bisogno di fornire abbastanza acqua per una doccia all'aperto, l'energia solare sarà sufficiente per far funzionare un semplice scaldabagno fatto in casa.

Per quanto riguarda i collettori a liquido che funzionano in inverno, nemmeno tutti gli impianti solari di fabbrica possono funzionare a basse temperature. Sistemi per tutte le stagioni, si tratta molto spesso di dispositivi con tubi di calore sottovuoto, con maggiore efficienza, in grado di funzionare fino a una temperatura di -50 ° C.

I collettori solari di fabbrica sono spesso dotati di un meccanismo rotante che regola automaticamente l'angolo di inclinazione e la direzione del pannello rispetto ai punti cardinali, a seconda della posizione del sole.

Uno scaldacqua solare efficiente è uno che è pienamente coerente con i compiti assegnati. Per riscaldare l'acqua per 2-3 persone in estate, puoi cavartela con un normale collettore solare realizzato con le tue mani con mezzi improvvisati. Per il riscaldamento in inverno, nonostante i costi iniziali, è meglio installare un impianto solare di fabbrica.

Trasformare l'energia solare in energia elettrica

L'energia solare si sta sviluppando in due direzioni, i convertitori di semiconduttori generano elettricità dalla luce del giorno. Il sistema solare funziona grazie a fotocellule, che sono costituite da due wafer di silicio con conducibilità diversa. In uno c'è un eccesso di particelle negative, nell'altro una mancanza. Sotto l'influenza della luce tra il catodo e l'anodo, inizia il movimento degli elettroni e si forma una corrente. La moderna tecnologia consente la produzione di wafer di silicio mono e policristallino, i primi hanno una maggiore durata e un'elevata efficienza, i secondi hanno un basso costo.

Le prestazioni di una singola fotocellula sono di poca importanza, quindi da essa vengono raccolti i pannelli solari. Il più semplice generatore di energia luminosa è una catena seriale di piastre semiconduttrici con una tensione totale. Le fotocellule comuni hanno parametri di 3,6 A e 0,5 V. Un design standard può essere assemblato da 36 di queste piastre, che genereranno una corrente di 18 V, che corrisponde a circa 60 watt. Per aumentare l'intensità della corrente, più pannelli solari sono collegati in parallelo, mentre la potenza del sistema aumenta e la tensione rimane invariata.

Le fotocellule funzionano come generatori di energia durante le ore diurne, quando oscurate si trasformano in collettori di corrente, possono surriscaldarsi e guastarsi. Per proteggere il sistema solare dalle perdite diurne e dalle scariche notturne della batteria, un diodo a semiconduttore è collegato in serie a ciascun pannello.

Accumulano l'energia prodotta dalle celle fotovoltaiche in batterie a voltaggio inferiore. Poiché i pannelli solari funzionano in modo intermittente durante l'oscuramento, sono collegati al serbatoio tramite il controller. Fornisce protezione da sovraccarico della batteria e commuta il sistema su un resistore. Per utilizzare la luce solare in una rete elettrica domestica, nel circuito è installato un inverter che converte la corrente continua in corrente alternata.

Puoi assemblare i pannelli solari con le tue mani da fotocellule già pronte e un telaio fatto in casa:

1. La potenza del sistema è determinata dai carichi previsti, quindi viene calcolato il numero di piastre richiesto e l'area che occuperanno.

2. Il fondo del corpo basso per il posizionamento delle fotocellule è in compensato. Ai lati è necessario praticare fori per la ventilazione e l'equalizzazione della pressione interna.

3. Il truciolato viene utilizzato come substrato per le lastre e il plexiglass viene utilizzato per proteggere dalle precipitazioni atmosferiche, che resisteranno agli impatti della grandine.

4. Le fotocellule vengono posate a faccia in giù sul supporto in modo che vi sia uno spazio di 5 mm tra di loro.

5. I conduttori di collegamento di una piastra sono posizionati sopra i punti di saldatura sul retro dell'altra.Utilizzare un saldatore a bassa potenza, saldatura e flusso.

6. Le catene delle fotocellule sono fissate in serie mediante filo di rame o apposito bus.

7. I pannelli vengono capovolti e, insieme al supporto, vengono installati nella custodia. Collega i diodi e fai passare i fili attraverso il foro nella parte inferiore per collegarli alla batteria.

8. Coprire il telaio con plexiglass, sigillare le giunzioni con silicone. Eseguire un test della batteria.

Tipo di sistema	Dimensioni, mm	Materiale assorbente	Prezzo, rubli	Produttore
Collettore piano per riscaldamento acqua stagionale:
Falcon Effect-A	2000x1000	alluminio	16800	OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya"
Sokol Effect-M	rame	19400
Leggero caldo standard 2	1980x920	18680	Exmork LLC
Isolare	2065x1100	19700	OOO Novy Polyus
Sottovuoto per tutte le stagioni per acqua calda e riscaldamento:
30 tubi con telaio	2370x1430	rame	49900	SGVA (Cina)
SUNRAIN ES-R1 (30 pz)	2420x2010	39800	Korsa LLC
SCH-30	2400x1900	61700	Gruppo ANDI (Cina)
Batteria per la produzione di energia:
CHN150-36M elementi 36, 150W, 12V	1480x670	cristallo singolo di silicio	14780	Chinaland Solar Energy (Cina)
Exmork FSM-250M elementi 72, 250 W, 24 V	1640x920	17750	Scienza e tecnologia dell'energia solare (Cina)
Exmork FSM-300P elementi 72, 300 W, 24 V	1956x992	policristallo di silicio	19260

Classificazione secondo criteri di temperatura

Esiste un numero abbastanza elevato di criteri in base ai quali viene classificato l'uno o l'altro progetto di sistemi solari. Tuttavia, per i dispositivi che possono essere realizzati a mano e utilizzati per la fornitura di acqua calda e riscaldamento, la più razionale sarebbe la suddivisione per tipo di liquido di raffreddamento.

Quindi, i sistemi possono essere liquidi e aria. Il primo tipo è più comunemente usato.

galleria di immagini

Foto da

Passaggio 1: montaggio del collettore di tubi corrugati

Passaggio 2: dipingere di nero l'apparecchio solare

Passaggio 3: installazione delle prese d'aria

Passaggio 4: realizzazione della copertura per l'apparecchio solare

Inoltre, viene spesso utilizzata una classificazione in base alla temperatura alla quale possono essere riscaldate le unità di lavoro del collettore:

1. Bassa temperatura. Opzioni in grado di riscaldare il liquido di raffreddamento fino a 50ºС. Sono utilizzati per riscaldare l'acqua nei contenitori per l'irrigazione, nei bagni e nelle docce in estate e per aumentare il comfort nelle fresche serate primaverili e autunnali.
2. Media temperatura. Fornire la temperatura del vettore di calore in 80ºС. Possono essere utilizzati per il riscaldamento degli ambienti. Queste opzioni sono più adatte per l'organizzazione di case private.
3. Alta temperatura. La temperatura del liquido di raffreddamento in tali installazioni può raggiungere fino a 200-300ºС. Impiegato su scala industriale, installato per riscaldare impianti di produzione, edifici commerciali, ecc.

Negli impianti solari ad alta temperatura viene utilizzato un processo piuttosto complesso di trasferimento dell'energia termica. Inoltre, occupano uno spazio impressionante, che la maggior parte dei nostri amanti della vita di campagna non può permettersi.

Il processo di fabbricazione del loro laborioso, l'attuazione richiede attrezzature specializzate. È quasi impossibile realizzare autonomamente una tale versione del sistema solare.

I pannelli solari ad alta temperatura sui convertitori fotovoltaici domestici sono piuttosto difficili da realizzare.

Principio di funzionamento

Il collettore viene utilizzato per riscaldare l'acqua utilizzando l'energia solare. Un tale dispositivo può essere installato vicino a una doccia estiva o sul tetto di una casa privata.

I modelli di fabbrica sono costituiti da un pannello esterno in vetro e da un sistema di tubazioni sottostante. Dietro i tubi c'è un riscaldatore. Il vetro contribuisce alla creazione di un effetto serra all'interno.

I modelli fatti a mano in policarbonato sono più semplici: l'acqua in essi contenuta viene riscaldata nelle celle del foglio stesso. Il fluido caldo entra nel serbatoio e il fluido freddo entra automaticamente al suo posto. Con il tempo soleggiato, un tale collettore consente di riscaldare abbastanza acqua per consentire a più persone di fare il bagno.

Il collettore solare riscalda l'acqua che vi entra attraverso tubi di rame grazie all'energia solare.

Procedura

Diamo un'occhiata a come creare un semplice collezionista con le tue mani.

Formazione

Innanzitutto, prendi le misure e determina quanta area puoi allocare per il dispositivo. Se il tetto è in policarbonato, vetro o materiali simili relativamente deboli, il collettore non dovrebbe essere troppo grande.

Un design molto conveniente è costituito da due piastre di circa 2,1x1 m, una lastra riscalda direttamente il liquido, la seconda svolge il ruolo di rivestimento protettivo. Il policarbonato dovrebbe essere solo cellulare, preferibilmente nero.

Lo spessore consigliato della lamiera è di 4 mm. L'area della sezione trasversale totale dei canali in questo caso è di 35 cm² per metro lineare, che è approssimativamente uguale alla sezione trasversale di un tubo di 6-7 cm di diametro. Pertanto, 1 m² di lastra può contenere fino a 4 litri di acqua. Una lastra di 10 mm di spessore può contenere fino a 10 litri per 1 m².

Prima di iniziare la costruzione di un collettore solare, è necessario redigere uno schema dettagliato dell'intera struttura.

Oltre al policarbonato, avrai bisogno dei seguenti materiali:

• due condotte fognarie in PVC di 2 m di lunghezza e 32 mm di diametro;
• 2 tappi per tubi;
• 2 tubi flessibili con raccordo filettato;
• 2 raccordi angolari in polipropilene con filettatura metallica;
• foglio di schiuma per isolamento;
• profili in cartongesso zincati e traverse per il telaio;
• silicone sigillante.

Gli angoli in polipropilene dovrebbero adattarsi perfettamente ai tubi, quindi è meglio acquistarli insieme.

I tubi in polipropilene nel collettore solare sono fissati con angoli in polipropilene

La larghezza dei profili deve corrispondere allo spessore totale delle lastre in policarbonato e schiuma.

Avrai anche bisogno di un dispositivo per tagliare i tubi: una smerigliatrice o un trapano con un ugello per sega.

Se non sei stato in grado di acquistare fogli neri, avrai bisogno della vernice appropriata. Il policarbonato può essere verniciato con smalto nitro, vernici acriliche a base d'acqua o spray per plastica.

Assemblaggio del telaio

L'assemblaggio del collettore viene eseguito come segue:

Fissare i tubi con fascette e praticare dei tagli su di essi corrispondenti alla lunghezza del futuro collettore. Non toccare i bordi: l'inizio e la fine del tubo devono rimanere intatti per il collegamento all'impianto.
Carteggiare le parti del policarbonato che andranno a contatto con il tubo con carta vetrata: il sigillante aderisce meglio alla superficie ruvida.
Inserisci i bordi del foglio nei tagli. Le celle devono essere perpendicolari al tubo in modo che l'acqua entri in esse. Se il taglio è troppo stretto, allargalo. Puoi anche usare un coltello clericale per portare il taglio fino al bordo del tubo, dopodiché, spostandoti di lato, guida gradualmente la lamiera.
Guarda nel tubo. Il policarbonato dovrebbe entrare non più di ¼ del diametro, altrimenti comprometterà la circolazione dell'acqua. Regola la posizione del foglio secondo necessità.
Sgrassare il giunto e sigillarlo. Per evitare perdite dal collettore, eseguire il taglio 3-4 volte: la prima volta provare a infilare il sigillante nel giunto, quindi formare la giuntura esterna

Presta particolare attenzione alle estremità. Applicare un nuovo strato di sigillante dopo che il precedente si è asciugato.

Se tagli il tubo fino al bordo, assicurati di elaborare attentamente quest'area.
Se hai acquistato del policarbonato trasparente, dipingilo di nero e lascialo asciugare.
Inserire gli angoli filettati nei bordi dei tubi e sigillare il giunto. Chiudere i bordi opposti con i cappucci.
Utilizzare tubi e raccordi per collegare il collettore a un serbatoio d'acqua pieno. Controllare attentamente tutte le cuciture. Sigillare eventuali perdite rilevate.
Crea una cornice con traverse dai profili. Disporre la schiuma all'interno e fissarla con le viti. Metti un raccoglitore su di esso. Tagliare i fori nel profilo per i tubi flessibili e collegarli agli angoli. Chiudere la struttura con un telo protettivo. È fissato al telaio con angoli e viti.
Collegare il collettore a un serbatoio di accumulo dell'acqua calda e una pompa dell'acqua fredda.

Sebbene un tale collettore possa essere utilizzato solo in estate, ridurrà comunque significativamente il costo del riscaldamento dell'acqua.