Wykonanie konstrukcji typu płaskiego
W domku letnim lub podmiejskim na potrzeby gospodarstwa domowego trzyosobowej rodziny wystarczy zainstalować podgrzewacz wody o powierzchni 2 m2 na 200-litrowy zbiornik. Do samodzielnego montażu kolektora słonecznego potrzebne będą:
- korpus pochłaniacza wykonany ze sklejki i desek drewnianych;
- blacha stalowa, miedziana lub aluminiowa na absorber energii słonecznej;
- krata rur bez szwu do chłodziwa;
- materiał izolacyjny (wełna mineralna, Penofol, pianka);
- szkło o grubości większej niż 5 mm;
- pojemność na 200 l;
- 6–7 m rurki miedzianej na wymiennik ciepła;
- żaroodporna czarna farba;
- narzędzia do obróbki drewna i metalu, zgrzewarka, materiały mocujące, silikon.
Aby zaoszczędzić pieniądze, możesz obejść się bez metalowego pochłaniacza i wykorzystać tylną ścianę drewnianej obudowy, która musi być pomalowana na czarno, jako pochłaniacz promieniowania podczerwonego. Rury miedziane zastępowane są polipropylenem. Koszt trójników do ich podłączenia jest znacznie niższy niż spawanie.
Instrukcja krok po kroku pomoże ci zrobić kolektor słoneczny własnymi rękami:
- Siatka na chłodziwo jest spawana z metalowych rur.
- Jeśli jest blacha absorbera, przyspawana jest do niej krata rur.
- Zgodnie z rysunkami sklejka jest cięta i montowany jest korpus.
- W przypadku zastosowania rur z tworzywa sztucznego są one mocowane za pomocą klipsów na podstawie i łączone ze sobą za pomocą złączek.
- Korpus i grill wraz z absorberem pokryte są czarną farbą.
- Pod absorberem arkuszowym układana jest izolacja lub izolacja grzejnika od zewnątrz.
- Aby zamocować szybę na obwodzie korpusu, wykonana jest z desek rama, w której wiercone są otwory wlotowe i wylotowe na rury.
- Szklane części górnej pokrywy kolektora połączone są aluminiowymi narożnikami.
- Uszczelnienie silikonem.
Technologia wykonania wymiennika ciepła polega na zaizolowaniu zbiornika akumulacyjnego, uporządkowaniu wlotu i wylotu miedzianej wężownicy, przez którą będzie krążył czynnik chłodzący. Zamontuj kolektor na wsporniku z prętów 50x50 mm, przymocowanym metalowymi narożnikami, ponieważ ciężar konstrukcji, nawet bez wody, jest imponujący.
Kolektory wykonane z nietradycyjnych materiałów
Ogólny schemat i instrukcja produkcji klasycznego słonecznego podgrzewacza wody dają możliwość samodzielnego modelowania konstrukcji za pomocą improwizowanych środków, poliwęglanu komórkowego i węża z tworzywa sztucznego. Możesz sam zrobić mały kolektor z obwodu freonowego starej lodówki. Cewka jest zamocowana w ramie, tylna ściana jest izolowana, a od góry pokryta szkłem.
Najprostszy podgrzewacz basenowy w domku letnim można wykonać za pomocą węża ogrodowego, skręconego w spiralę i ułożonego na izolatorze piankowym. Szkło tworzy efekt cieplarniany, a plastikowa rura szybko się nagrzewa. Aby zwiększyć wydajność systemu, kilka spiral jest połączonych szeregowo ze sobą.
Montaż najlżejszego i najtrwalszego poliwęglanowego kolektora słonecznego nie będzie trudny, jeśli kupisz:
- arkusze poliwęglanowe o strukturze plastra miodu 1000x2000 mm o grubości 4 mm - 2 szt. (na nośnik ciepła i powłokę ochronną);
- pianka do izolacji tylnej ściany;
- Rury PCV 2 m o średnicy 32 mm - 2 szt;
- zaślepki i narożniki gwintowane do rur - 2 szt.
Instrukcja pomoże wykonać podgrzewacz wody z poliwęglanu:
1. Wykonaj rysunki i zmontuj ramę podstawy zgodnie z instrukcją obróbki drewna.
2. Za pomocą wiertarki z dyszą tarczową w rurach należy wykonać nacięcia wzdłużne na szerokości płyty poliwęglanowej.
3. Krawędzie poliwęglanu są obrobione papierem ściernym i odtłuszczone.
4. W nacięcia wkłada się płytki tak, aby nie blokowały światła w rurze.
5.Połączenia uszczelniane są gorącym klejem do plastiku.
6. Malowane czarną farbą.
7. Podłącz złączki i przetestuj.
Proces montażu domowego kolektora słonecznego
Rozpoczęcie montażu tego produktu energii słonecznej rozpoczyna się od wyprodukowania cewki. Jeśli udało Ci się odebrać gotową cewkę, ostateczny montaż zajmie znacznie mniej czasu. Wybraną wężownicę należy bardzo dokładnie umyć pod bieżącą wodą (najlepiej gorącą) w celu wypłukania wszelkich zatorów od wewnątrz i pozbycia się resztek freonu. Jeśli nie znalazłeś odpowiednich tub, możesz kupić odpowiednią ilość w sklepie. Ale w tym przypadku będziesz musiał zrobić samą cewkę. Aby to zrobić, przytnij rurki do wymaganej długości. Następnie, korzystając z przejść narożnych, przylutuj je w formie struktury cewki. Ponadto, aby kolektor mógł być podłączony do sieci wodociągowej, lutowane przejścia hydrauliczne na krawędziach cewki. Istnieje kilka opcji kształtu i konstrukcji cewki, na przykład możesz lutować rury w formie „drabinki” (jeśli zamierzasz wdrożyć tę opcję, kup adaptery bez naroży, będziesz potrzebować trójników) .
Montaż kolektora słonecznego
Następnie na wcześniej przygotowaną blachę nakładamy selektywną powłokę czarną matową farbą, wskazane jest wykonanie tego co najmniej w kilku warstwach. Poczekaj, aż strumień powietrza wyschnie farbę i zacznij lutować cewkę (strona niepomalowana). Całą konstrukcję cewki należy lutować na całej długości rurek, w ten sposób gwarantujesz najefektywniejszy transfer ciepła, a co za tym idzie maksymalny transfer ciepła do sieci wodociągowej. Jeśli zrobisz wszystko dobrze, zmontowany przez Ciebie kolektor słoneczny będzie działał zgodnie z przeznaczeniem.
Jakie materiały będziesz potrzebować
Aby złożyć własny kolektor słoneczny, wszystkie niezbędne narzędzia i materiały znajdziesz w zwykłym sklepie ze sprzętem i hydrauliką.
Aby zaprojektować urządzenie, będziesz musiał zaopatrzyć się w:
rurki miedziane o rozmiarze 18 mm (będą służyć jako materiał do wykonania cewki);
- przejścia hydrauliczne i narożne o wielkości 18 mm;
- blacha (grubość około 0,8 mm);
- izolacja cieplna;
- lutownica;
- poliwęglan komórkowy;
- sklejka z drewnianymi prętami lub blachami i narożnikami aluminiowymi;
- czarna farba w sprayu (musi być odporna na ciepło);
- absorber i wełna mineralna.
Jak zrobić selektywną powłokę
Kolektor o wysokiej sprawności charakteryzuje się wysokim stopniem pochłaniania energii słonecznej. Promienie padają na ciemną powierzchnię, po czym ją podgrzewają. Im mniej promieniowania jest odpychane od absorbera kolektora słonecznego, tym więcej ciepła pozostaje w układzie słonecznym.
Aby zapewnić wystarczającą akumulację ciepła, wymagana jest selektywna powłoka. Istnieje kilka opcji produkcji:
- Domowa selektywna powłoka kolektorowa - użyj dowolnej czarnej farby, która po wyschnięciu pozostawia matową powierzchnię. Istnieją rozwiązania, gdy jako pochłaniacz kolektora stosuje się nieprzezroczystą ciemną cerę. Czarna emalia jest nakładana na rury wymiennika ciepła, powierzchnie puszek i butelek, z efektem matowym.
- Specjalne powłoki chłonne – w drugą stronę można się wybrać, kupując specjalną selektywną farbę do kolektora. W skład powłok selektywnych wchodzą plastyfikatory polimerowe oraz dodatki zapewniające dobrą przyczepność, odporność na ciepło oraz wysoki stopień pochłaniania światła słonecznego.
Instalacje solarne, które latem służą wyłącznie do podgrzewania wody, można z powodzeniem pomalować na czarno zwykłą farbą. Domowe kolektory słoneczne do ogrzewania domu zimą powinny mieć wysokiej jakości powłokę selektywną. Nie możesz skąpić na farbie.
Domowy lub fabryczny układ słoneczny - co jest lepsze
Nierealistyczne jest wytwarzanie w domu kolektora słonecznego, który pod względem parametrów technicznych i wydajności można porównać z produktami fabrycznymi. Z drugiej strony, jeśli potrzebujesz tylko wystarczającej ilości wody na prysznic na świeżym powietrzu, energia słoneczna wystarczy do obsługi prostego domowego podgrzewacza wody.
Jeśli chodzi o kolektory cieczowe pracujące zimą, nawet nie wszystkie fabryczne systemy solarne mogą pracować w niskich temperaturach. Systemy na każdą pogodę to najczęściej urządzenia z próżniowymi rurkami cieplnymi, o podwyższonej wydajności, zdolne do pracy do temperatury -50 °C.
Fabryczne kolektory słoneczne często wyposażone są w mechanizm obrotowy, który automatycznie dostosowuje kąt nachylenia i kierunek panelu do punktów kardynalnych, w zależności od położenia Słońca.
Wydajny solarny podgrzewacz wody to taki, który jest w pełni zgodny z przydzielonymi mu zadaniami. Aby latem podgrzać wodę dla 2-3 osób, możesz sobie poradzić zwykłym kolektorem słonecznym wykonanym własnymi rękami z improwizowanych środków. Do ogrzewania zimą, pomimo początkowych kosztów, lepiej zainstalować fabryczny system solarny.
Zamiana energii słonecznej na energię elektryczną
Energia słoneczna rozwija się w dwóch kierunkach, przetworniki półprzewodnikowe wytwarzają energię elektryczną ze światła dziennego. Układ słoneczny działa dzięki fotokomórkom, które składają się z dwóch płytek krzemowych o różnej przewodności. W jednym występuje nadmiar cząstek ujemnych, w drugim brak. Pod wpływem światła między katodą a anodą rozpoczyna się ruch elektronów i powstaje prąd. Nowoczesna technologia pozwala na produkcję wafli krzemowych mono- i polikrystalicznych, te pierwsze mają dłuższą żywotność i wysoką wydajność, te drugie mają niski koszt.
Wydajność pojedynczej fotokomórki nie ma większego znaczenia, dlatego pobierane są z nich panele słoneczne. Najprostszym generatorem energii świetlnej jest szeregowy łańcuch płytek półprzewodnikowych o łącznym napięciu. Zwykłe fotokomórki mają parametry 3,6 A i 0,5 V. Standardową konstrukcję można zmontować z 36 takich płytek, które wygenerują prąd o wartości 18 V, co odpowiada około 60 watów. Aby zwiększyć natężenie prądu, kilka paneli słonecznych jest połączonych równolegle, podczas gdy moc systemu wzrasta, a napięcie pozostaje niezmienione.
Fotokomórki pracują jako generatory energii w ciągu dnia, po zaciemnieniu zamieniają się w kolektory prądu, mogą się przegrzewać i zawodzić. Aby zabezpieczyć układ słoneczny przed stratami w ciągu dnia i nocnym rozładowaniem baterii, do każdego panelu podłączona jest szeregowo dioda półprzewodnikowa.
Przechowują energię wytworzoną przez ogniwa fotowoltaiczne w akumulatorach o niższym napięciu. Ponieważ panele słoneczne pracują z przerwami podczas ściemniania, są one połączone ze zbiornikiem za pośrednictwem sterownika. Zapewnia ochronę przed przeładowaniem akumulatora i przełącza system na rezystor. Aby wykorzystać światło słoneczne w domowej sieci elektrycznej, w obwodzie zainstalowany jest falownik, który przekształca prąd stały w prąd przemienny.
Możesz montować panele słoneczne własnymi rękami z gotowych fotokomórek i domowej roboty ramki:
1. Moc systemu jest określana przez oczekiwane obciążenia, następnie obliczana jest wymagana liczba płyt i powierzchnia, którą będą zajmować.
2. Spód płytkiego korpusu do umieszczenia fotokomórek wykonany jest ze sklejki. W bokach konieczne jest wykonanie otworów wentylacyjnych i wyrównania ciśnienia wewnętrznego.
3. Płyta wiórowa jest używana jako podłoże dla płyt, a pleksi służy do ochrony przed opadami atmosferycznymi, które wytrzymają uderzenia gradu.
4. Fotokomórki są kładzione na podłożu przodem do dołu tak, aby między nimi był odstęp 5 mm.
5. Przewody łączące jednej płytki są umieszczone nad punktami lutowniczymi z tyłu drugiej.Użyj lutownicy, lutu i topnika o małej mocy.
6. Łańcuchy fotokomórek mocuje się szeregowo za pomocą drutu miedzianego lub specjalnej szyny.
7. Panele są odwracane i wraz z podłożem montowane w obudowie. Podłącz diody i poprowadź przewody przez otwór na dole, aby podłączyć do akumulatora.
8. Przykryj ramę pleksi, uszczelnij łączenia silikonem. Wykonaj test baterii.
| Rodzaj systemu | Rozmiar, mm | Materiał absorbujący | Cena, ruble | Producent |
| Kolektor płaski do sezonowego podgrzewania wody: | ||||
| Efekt sokoła-A | 2000x1000 | aluminium | 16800 | OJSC "VPK NPO Mashinostroeniya" |
| Efekt Sokół-M | Miedź | 19400 | ||
| Jasny ciepły standard 2 | 1980x920 | 18680 | Exmork LLC | |
| ISolar | 2065x1100 | 19700 | OOO Nowy Polius | |
| Odkurzanie na każdą pogodę do ciepłej wody i ogrzewania: | ||||
| 30 tub z ramą | 2370x1430 | Miedź | 49900 | SGVA (Chiny) |
| SUNRAIN ES-R1 (30 szt.) | 2420x2010 | 39800 | Korsa LLC | |
|
SCH-30 |
2400x1900 | 61700 | Grupa ANDI (Chiny) | |
| Akumulator do wytwarzania energii: | ||||
| CHN150-36M elementy 36, 150W, 12V | 1480x670 | monokryształ krzemu | 14780 |
Energia słoneczna Chinaland (Chiny) |
| Elementy Exmork FSM-250M 72, 250 W, 24V | 1640x920 | 17750 | Nauka i technologia słonecznej energii (Chiny) | |
| Elementy Exmork FSM-300P 72, 300 W, 24V | 1956х992 | polikryształ krzemu | 19260 |
Klasyfikacja według kryteriów temperaturowych
Istnieje dość duża liczba kryteriów, według których klasyfikuje się ten lub inny projekt systemów słonecznych. Jednak w przypadku urządzeń, które mogą być wykonane ręcznie i wykorzystywane do dostarczania ciepłej wody i ogrzewania, najbardziej racjonalny byłby podział według rodzaju chłodziwa.
Tak więc systemy mogą być płynne i powietrzne. Najczęściej używany jest pierwszy typ.
Galeria obrazów
Zdjęcie z
Krok 1: Montaż kolektora rury falistej
Krok 2: Pomaluj oprawę słoneczną na czarno
Krok 3: Instalowanie wlotów powietrza
Krok 4: Wykonanie osłony urządzenia słonecznego
Ponadto często stosuje się klasyfikację według temperatury, do której można nagrzać jednostki robocze kolektora:
- Niska temperatura. Opcje zdolne do podgrzewania chłodziwa do 50ºС. Służą do podgrzewania wody w pojemnikach do nawadniania, w łazienkach i pod prysznicami latem oraz do podniesienia komfortu w chłodne wiosenne i jesienne wieczory.
- Średnia temperatura. Zapewnij temperaturę nośnika ciepła w 80ºС. Mogą być używane do ogrzewania pomieszczeń. Te opcje są najbardziej odpowiednie do aranżacji domów prywatnych.
- Wysoka temperatura. Temperatura chłodziwa w takich instalacjach może sięgać nawet 200-300ºС. Stosowany na skalę przemysłową, instalowany do ogrzewania zakładów produkcyjnych, budynków komercyjnych itp.
W wysokotemperaturowych układach słonecznych stosuje się dość złożony proces przekazywania energii cieplnej. Ponadto zajmują imponującą przestrzeń, na którą nie może sobie pozwolić większość naszych miłośników wiejskiego życia.
Proces ich wytwarzania jest pracochłonny, realizacja wymaga specjalistycznego sprzętu. Samodzielne wykonanie takiej wersji układu słonecznego jest prawie niemożliwe.
Wysokotemperaturowe panele słoneczne na konwerterach fotowoltaicznych w domu są dość trudne do wykonania.
Zasada działania
Kolektor służy do podgrzewania wody za pomocą energii słonecznej. Takie urządzenie można zainstalować w pobliżu letniego prysznica lub na dachu prywatnego domu.
Modele fabryczne składają się ze szklanego panelu zewnętrznego i systemu rur pod spodem. Za rurami znajduje się grzejnik. Szkło przyczynia się do powstania wewnątrz efektu cieplarnianego.
Ręcznie wykonane modele z poliwęglanu są prostsze - woda w nich jest podgrzewana w komórkach samego arkusza. Gorący płyn trafia do zbiornika, a zimny płyn automatycznie wchodzi w jego miejsce. W słoneczną pogodę taki kolektor pozwala ogrzać tyle wody, aby kilka osób mogło się wykąpać.
Kolektor słoneczny podgrzewa wodę wchodzącą do niego przez rurki miedziane dzięki energii słonecznej.
Procedura
Zobaczmy, jak zrobić prosty kolekcjoner własnymi rękami.
Trening
Najpierw wykonaj pomiary i określ, ile obszaru możesz przeznaczyć na urządzenie. Jeśli dach jest wykonany z poliwęglanu, szkła lub podobnych stosunkowo słabych materiałów, kolektor nie powinien być zbyt duży.
Bardzo wygodna konstrukcja składa się z dwóch płyt o wymiarach około 2,1 x 1 m. Jeden arkusz bezpośrednio podgrzewa ciecz, drugi pełni rolę powłoki ochronnej. Poliwęglan powinien być tylko komórkowy, najlepiej czarny.
Zalecana grubość blachy to 4 mm. Całkowita powierzchnia przekroju kanałów w tym przypadku wynosi 35 cm² na metr bieżący, co jest w przybliżeniu równe przekrojowi rury o średnicy 6–7 cm. Tak więc 1 m² arkusza pomieści do 4 litrów wody. Arkusz o grubości 10 mm zmieści do 10 litrów na 1 m².
Przed przystąpieniem do budowy kolektora słonecznego należy sporządzić szczegółowy schemat całej konstrukcji.
Oprócz poliwęglanu potrzebne będą następujące materiały:
- dwie rury kanalizacyjne z PVC o długości 2 mi średnicy 32 mm;
- 2 korki do rur;
- 2 węże elastyczne z przyłączem gwintowanym;
- 2 polipropylenowe okucia narożne z metalowym gwintem;
- arkusz pianki do izolacji;
- ocynkowane profile do suchej zabudowy i poprzeczki do ramy;
- uszczelniacz silikonowy.
Narożniki z polipropylenu powinny ściśle przylegać do rur, dlatego lepiej kupować je razem.
Rury z polipropylenu w kolektorze słonecznym mocowane są narożnikami z polipropylenu
Szerokość profili musi odpowiadać całkowitej grubości arkuszy poliwęglanu i pianki.
Potrzebne będzie również urządzenie do cięcia rur - szlifierka lub wiertarka z dyszą piły.
Jeśli nie udało Ci się kupić czarnych arkuszy, będziesz potrzebować odpowiedniej farby. Poliwęglan można malować emalią nitro, wodnymi farbami akrylowymi lub sprayami do tworzyw sztucznych.
Montaż ramy
Montaż kolektora odbywa się w następujący sposób:
Zaciśnij rury zaciskami i wykonaj na nich nacięcia odpowiadające długości przyszłego kolektora. Nie dotykaj krawędzi: początek i koniec rury muszą pozostać nienaruszone, aby można było połączyć się z systemem.
Przeszlifować obszary poliwęglanu, które będą miały kontakt z rurą - szczeliwo lepiej przylega do chropowatej powierzchni.
Włóż krawędzie arkusza do nacięć. Komórki muszą być prostopadłe do rury, aby woda do nich dostała się. Jeśli cięcie jest zbyt ciasne, poszerz je. Możesz również użyć noża biurowego, aby doprowadzić cięcie do krawędzi rury, po czym, poruszając się z boku, stopniowo wbijaj arkusz.
Zajrzyj do rury. Poliwęglan powinien wchodzić do środka nie więcej niż ¼ średnicy, w przeciwnym razie zaburzy cyrkulację wody. W razie potrzeby dostosuj położenie arkusza.
Odtłuścić fugę i uszczelnić. Aby zapobiec przeciekaniu kolektora, wykonaj nacięcie 3-4 razy: za pierwszym razem spróbuj wbić szczeliwo w złącze, a następnie uformuj szew zewnętrzny
Zwróć szczególną uwagę na końce. Nałóż nową warstwę szczeliwa po wyschnięciu poprzedniej.
Jeśli przycinasz rurę do krawędzi, pamiętaj, aby dokładnie przetworzyć ten obszar.
Jeśli kupiłeś przezroczysty poliwęglan, pomaluj go na czarno i pozostaw do wyschnięcia.
Włóż narożniki gwintowane w krawędzie rur i uszczelnij połączenie. Zamknąć przeciwległe krawędzie zaślepkami.
Użyj węży i złączek, aby podłączyć kolektor do pełnego zbiornika wody. Sprawdź dokładnie wszystkie szwy. Uszczelnij wszystkie znalezione wycieki.
Z profili wykonaj ramę z poprzecznymi szynami. Włóż piankę do środka i zabezpiecz ją śrubami. Umieść na nim kolektor. Wytnij w profilu otwory na węże i połącz je z narożnikami. Zamknij konstrukcję folią ochronną. Jest przymocowany do ramy za pomocą narożników i śrub.
Podłączyć rozdzielacz do zasobnika ciepłej wody i pompy zimnej wody.
Choć taki kolektor można użytkować tylko latem, to i tak znacząco obniży koszty ogrzewania wody.
