Διάφοροι ηλιακοί συλλέκτες έχουν εμφανιστεί στην αγορά εδώ και πολύ καιρό. Πρόκειται για συσκευές που χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια για τη θέρμανση του νερού για οικιακές ανάγκες. Αλλά το υψηλό κόστος τους εμποδίζει να αποκτήσουν δημοτικότητα μεταξύ των χρηστών· αυτό είναι το πρόβλημα με όλες τις εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Για παράδειγμα, το συνολικό κόστος αγοράς και εγκατάστασης μιας εγκατάστασης που θα καλύψει τις ανάγκες μιας μέσης οικογένειας θα είναι 5.000 $. Αλλά υπάρχει μια διέξοδος: μπορείτε να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας από οικονομικά υλικά. Πώς να το εφαρμόσετε αυτό θα συζητηθεί σε αυτό το υλικό.

Πώς λειτουργεί ένας ηλιακός συλλέκτης;

Η αρχή λειτουργίας του συλλέκτη βασίζεται στην απορρόφηση (απορρόφηση) της θερμικής ενέργειας του ήλιου από μια ειδική συσκευή λήψης και τη μεταφορά της στο ψυκτικό με ελάχιστες απώλειες. Ως δέκτης χρησιμοποιούνται χάλκινοι ή γυάλινοι σωλήνες βαμμένοι μαύροι.

Άλλωστε, είναι γνωστό ότι τα αντικείμενα που έχουν σκούρο ή μαύρο χρώμα απορροφούν καλύτερα τη θερμότητα. Το ψυκτικό είναι συνήθως νερό, μερικές φορές αέρας. Σύμφωνα με το σχεδιασμό, οι ηλιακοί συλλέκτες για οικιακή θέρμανση και παροχή ζεστού νερού είναι των ακόλουθων τύπων:

• αέρας;
• νερό επίπεδο?
• κενό νερού.

Μεταξύ άλλων, ο αερομεταφερόμενος ηλιακός συλλέκτης διακρίνεται για την απλότητα του σχεδιασμού του και, κατά συνέπεια, τη χαμηλότερη τιμή. Είναι ένα πάνελ - ένας δέκτης ηλιακής ακτινοβολίας από μέταλλο, που περικλείεται σε ένα σφραγισμένο περίβλημα. Για καλύτερη μεταφορά θερμότητας, το φύλλο χάλυβα είναι εξοπλισμένο με νευρώσεις στην πίσω πλευρά και στο κάτω μέρος με θερμομόνωση. Υπάρχει διαφανές γυαλί τοποθετημένο μπροστά και στα πλαϊνά της θήκης υπάρχουν ανοίγματα με φλάντζες για τη σύνδεση αεραγωγών ή άλλων πλαισίων, όπως φαίνεται στο διάγραμμα:

Ο αέρας που εισέρχεται από το άνοιγμα στη μία πλευρά περνά ανάμεσα στις χαλύβδινες νευρώσεις και, έχοντας λάβει θερμότητα από αυτές, εξέρχεται από την άλλη.

Πρέπει να πούμε ότι η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών με θέρμανση αέρα έχει τα δικά της χαρακτηριστικά. Λόγω της χαμηλής τους απόδοσης, πολλά παρόμοια πάνελ συνδυασμένα σε μια μπαταρία πρέπει να χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση των δωματίων. Επιπλέον, θα χρειαστείτε οπωσδήποτε ανεμιστήρα, αφού ο θερμαινόμενος αέρας από τους συλλέκτες που βρίσκονται στην οροφή δεν θα κατέβει μόνος του. Το σχηματικό διάγραμμα του συστήματος αέρα φαίνεται παρακάτω στο σχήμα:

Η απλή συσκευή και η αρχή λειτουργίας σας επιτρέπουν να φτιάξετε πολλαπλές τύπου αέρα με τα χέρια σας. Αλλά θα χρειαστείτε πολύ υλικό για αρκετούς συλλέκτες και ακόμα δεν θα μπορείτε να θερμάνετε το νερό με τη βοήθειά τους. Για αυτούς τους λόγους, οι οικιακές τεχνίτες προτιμούν να εργάζονται με θερμοσίφωνες.

Επίπεδος σχεδιασμός συλλέκτη

Για αυτοπαραγωγή, το μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες που έχουν σχεδιαστεί για θέρμανση νερού. Ένα περίβλημα από μέταλλο ή κράμα αλουμινίου με ορθογώνιο σχήμα στεγάζει έναν δέκτη θερμότητας - μια πλάκα με ένα πηνίο χάλκινου σωλήνα πιεσμένο σε αυτό. Ο δέκτης είναι κατασκευασμένος από αλουμίνιο ή χαλκό επικαλυμμένο με μαύρο στρώμα απορρόφησης. Όπως και στην προηγούμενη έκδοση, το κάτω μέρος της πλάκας χωρίζεται από το κάτω μέρος με ένα στρώμα θερμομονωτικού υλικού και ο ρόλος του καπακιού παίζει από ανθεκτικό γυαλί ή πολυανθρακικό. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τη δομή ενός ηλιακού συλλέκτη:

Η μαύρη πλάκα απορροφά θερμότητα και τη μεταφέρει στο ψυκτικό υγρό που κινείται μέσα από τους σωλήνες (νερό ή αντιψυκτικό). Το γυαλί εκτελεί 2 λειτουργίες: μεταδίδει την ηλιακή ακτινοβολία στον εναλλάκτη θερμότητας και χρησιμεύει ως προστασία από τις βροχοπτώσεις και τον άνεμο, που μειώνουν την απόδοση του θερμαντήρα. Όλες οι συνδέσεις γίνονται ερμητικά για να μην μπαίνει σκόνη μέσα και το γυαλί να μην χάνει τη διαφάνειά του. Και πάλι, η θερμότητα των ακτίνων του ήλιου δεν πρέπει να αερίζεται από τον εξωτερικό αέρα μέσω των ρωγμών· η αποτελεσματική λειτουργία του ηλιακού συλλέκτη εξαρτάται από αυτό.

Αυτός ο τύπος είναι ο πιο δημοφιλής μεταξύ των αγοραστών λόγω της βέλτιστης αναλογίας τιμής-ποιότητας και μεταξύ των οικιακών τεχνιτών λόγω του σχετικά απλού σχεδιασμού του. Αλλά ένας τέτοιος συλλέκτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για θέρμανση μόνο στις νότιες περιοχές· καθώς πέφτει η θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα, η απόδοσή του μειώνεται σημαντικά λόγω των υψηλών απωλειών θερμότητας μέσω του περιβλήματος.

Συσκευή πολλαπλής κενού

Ένας άλλος τύπος ηλιακών θερμοσιφώνων κατασκευάζεται με χρήση σύγχρονων τεχνολογιών και προηγμένων τεχνικών λύσεων και επομένως ανήκει σε κατηγορία υψηλών τιμών. Υπάρχουν δύο τέτοιες λύσεις που εφαρμόζονται στον συλλέκτη:

• θερμομόνωση με χρήση κενού.
• χρησιμοποιώντας την ενέργεια εξάτμισης και συμπύκνωσης μιας ουσίας που βράζει σε χαμηλή θερμοκρασία.

Η ιδανική επιλογή για την προστασία του απορροφητή συλλέκτη από απώλεια θερμότητας είναι να τον εγκλωβίσετε σε κενό. Ένας χάλκινος σωλήνας γεμάτος με ψυκτικό και καλυμμένος με απορροφητικό στρώμα τοποθετείται μέσα σε μια φιάλη από ανθεκτικό γυαλί, ο αέρας από το μεταξύ τους χώρο αντλείται έξω. Τα άκρα του χαλκοσωλήνα προσαρμόζονται στον σωλήνα μέσω του οποίου ρέει το ψυκτικό. Τι συμβαίνει: το ψυκτικό βράζει υπό την επίδραση του ηλιακού φωτός και μετατρέπεται σε ατμό, ανεβαίνει στον σωλήνα και, από την επαφή με το ψυκτικό μέσω ενός λεπτού τοιχώματος, μετατρέπεται ξανά σε υγρό. Το διάγραμμα εργασίας του συλλέκτη φαίνεται παρακάτω:

Το κόλπο είναι ότι κατά τη διαδικασία μετατροπής σε ατμό, η ουσία απορροφά πολύ περισσότερη θερμική ενέργεια από ό,τι κατά τη διάρκεια της κανονικής θέρμανσης. Η ειδική θερμότητα εξάτμισης οποιουδήποτε υγρού είναι υψηλότερη από την ειδική θερμοχωρητικότητα του, και επομένως οι ηλιακοί συλλέκτες κενού είναι πολύ αποτελεσματικοί. Συμπυκνώνοντας σε έναν σωλήνα με ένα ρέον ψυκτικό, το ψυκτικό μεταφέρει όλη τη θερμότητα σε αυτό και το ίδιο ρέει προς τα κάτω για ένα νέο μέρος της ενέργειας του ήλιου.

Χάρη στο σχεδιασμό τους, οι θερμαντήρες κενού δεν φοβούνται τις χαμηλές θερμοκρασίες και παραμένουν λειτουργικοί ακόμα και στο κρύο, και ως εκ τούτου μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε βόρειες περιοχές. Η ένταση της θέρμανσης του νερού σε αυτή την περίπτωση είναι χαμηλότερη από ό,τι το καλοκαίρι, καθώς το χειμώνα λιγότερη θερμότητα από τον ήλιο φτάνει στο έδαφος και τα σύννεφα συχνά παρεμβαίνουν. Είναι σαφές ότι η κατασκευή μιας γυάλινης φιάλης με εκκενωμένο αέρα στο σπίτι είναι απλώς μη ρεαλιστική.

Σημείωση.Υπάρχουν σωλήνες κενού για τον συλλέκτη που γεμίζονται απευθείας με ψυκτικό. Το μειονέκτημά τους είναι ότι συνδέονται σε σειρά· εάν αποτύχει ένας λαμπτήρας, θα πρέπει να αντικατασταθεί ολόκληρος ο θερμοσίφωνας.

Πώς να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη;

Πριν ξεκινήσετε την εργασία, θα πρέπει να αποφασίσετε για τις διαστάσεις της μελλοντικής συσκευής θέρμανσης νερού. Δεν είναι εύκολο να υπολογιστεί με ακρίβεια η περιοχή ανταλλαγής θερμότητας· πολλά εξαρτώνται από την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας σε μια δεδομένη περιοχή, τη θέση του σπιτιού, το υλικό του κυκλώματος θέρμανσης και ούτω καθεξής. Θα ήταν σωστό να πούμε ότι όσο μεγαλύτερος είναι ο θερμικός συλλέκτης, τόσο το καλύτερο. Ωστόσο, το μέγεθός του μάλλον περιορίζεται από τον χώρο που σχεδιάζεται να εγκατασταθεί. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να προχωρήσουμε από την περιοχή αυτού του τόπου.

Ο ευκολότερος τρόπος για να φτιάξετε ένα σώμα είναι από ξύλο, τοποθετώντας ένα στρώμα αφρού ή ορυκτοβάμβακα στο κάτω μέρος. Είναι επίσης βολικό για το σκοπό αυτό να χρησιμοποιήσετε τα φύλλα παλαιών ξύλινων παραθύρων, όπου έχει διατηρηθεί τουλάχιστον ένα ποτήρι. Η επιλογή του υλικού για τον δέκτη θερμότητας είναι απροσδόκητα μεγάλη, κάτι που δεν χρησιμοποιούν οι τεχνίτες για τη συναρμολόγηση του συλλέκτη. Ακολουθεί μια λίστα με δημοφιλείς επιλογές:

• σωλήνες χαλκού με λεπτό τοίχωμα.
• διάφοροι σωλήνες πολυμερούς με λεπτά τοιχώματα, κατά προτίμηση μαύρους. Ένας σωλήνας πολυαιθυλενίου PEX για παροχή νερού λειτουργεί καλά.
• σωλήνες αλουμινίου. Είναι αλήθεια ότι η σύνδεσή τους είναι πιο δύσκολη από τα χάλκινα.
• θερμαντικά σώματα από χάλυβα.
• μαύρο λάστιχο κήπου.

Σημείωση.Εκτός από αυτές που αναφέρονται, υπάρχουν πολλές εξωτικές εκδόσεις. Για παράδειγμα, ένας ηλιακός συλλέκτης αέρα κατασκευασμένος από κουτιά μπύρας ή πλαστικά μπουκάλια. Τέτοια πρωτότυπα διακρίνονται για την πρωτοτυπία τους, αλλά απαιτούν σημαντική επένδυση εργασίας με αμφίβολες αποδόσεις.

Ένα μεταλλικό φύλλο που καλύπτει ολόκληρη την περιοχή του μελλοντικού θερμαντήρα πρέπει να τοποθετηθεί σε μια συναρμολογημένη ξύλινη θήκη ή σε ένα παλιό φύλλο παραθύρου με προσαρτημένο πυθμένα και να τοποθετηθεί μόνωση. Είναι καλό αν μπορείτε να βρείτε ένα φύλλο αλουμινίου, αλλά ο λεπτός χάλυβας θα κάνει. Πρέπει να βαφτεί μαύρο και στη συνέχεια να τοποθετηθούν οι σωλήνες με τη μορφή πηνίου.

Χωρίς αμφιβολία, ο συλλέκτης για τη θέρμανση του νερού είναι καλύτερα κατασκευασμένος από χάλκινους σωλήνες, μεταφέρουν θερμότητα καλά και θα διαρκέσει για πολλά χρόνια. Το πηνίο είναι σφιχτά στερεωμένο στη μεταλλική οθόνη με βραχίονες ή οποιαδήποτε άλλη διαθέσιμη μέθοδο, 2 εξαρτήματα για την παροχή νερού είναι οδήγησε έξω.

Δεδομένου ότι πρόκειται για επίπεδο και όχι συλλέκτη κενού, ο απορροφητής θερμότητας πρέπει να καλύπτεται από πάνω με μια ημιδιαφανή δομή - γυαλί ή πολυανθρακικό. Το τελευταίο είναι ευκολότερο στην επεξεργασία και πιο αξιόπιστο στη λειτουργία του· δεν θα σπάσει από τις επιπτώσεις του χαλαζιού.

Μετά τη συναρμολόγηση, ο ηλιακός συλλέκτης πρέπει να εγκατασταθεί στη θέση του και να συνδεθεί στη δεξαμενή αποθήκευσης νερού. Όταν το επιτρέπουν οι συνθήκες εγκατάστασης, είναι δυνατό να οργανωθεί η φυσική κυκλοφορία του νερού μεταξύ της δεξαμενής και του θερμαντήρα, διαφορετικά μια αντλία κυκλοφορίας περιλαμβάνεται στο σύστημα.

συμπέρασμα

Η θέρμανση του σπιτιού σας με ηλιακούς συλλέκτες DIY είναι μια ελκυστική προοπτική για πολλούς ιδιοκτήτες σπιτιού. Για τους κατοίκους των νότιων περιοχών, αυτή η επιλογή είναι πιο προσιτή, απλά πρέπει να γεμίσουν το σύστημα με αντιψυκτικό και να μονώσουν σωστά το σώμα. Στα βόρεια, ένας σπιτικός συλλέκτης θα βοηθήσει στη θέρμανση του νερού για τις οικιακές ανάγκες, αλλά δεν θα είναι αρκετός για τη θέρμανση ενός σπιτιού. Το κρύο και οι σύντομες ώρες φωτός της ημέρας κάνουν τον φόρο τους.

Οι εναλλακτικές πηγές ανανεώσιμης ενέργειας είναι εξαιρετικά δημοφιλείς. Σε ορισμένες χώρες της ΕΕ, οι αυτόνομες παροχές θέρμανσης καλύπτουν περισσότερο από το 50% των ενεργειακών αναγκών. Στη Ρωσική Ομοσπονδία, οι ηλιακοί συλλέκτες δεν έχουν γίνει ακόμη ευρέως διαδεδομένοι. Ένας από τους κύριους λόγους: το υψηλό κόστος του εξοπλισμού. Για ένα ηλιακό πάνελ από εγχώριο κατασκευαστή θα χρειαστεί να πληρώσετε τουλάχιστον 16-20 χιλιάδες ρούβλια. Τα προϊόντα από ευρωπαϊκές μάρκες θα κοστίζουν ακόμη περισσότερο, ξεκινώντας από 40-45 χιλιάδες ρούβλια.

Η κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη με τα χέρια σας θα είναι τουλάχιστον μισή φθηνότερη. Ένας σπιτικός ηλιακός συλλέκτης θα παρέχει αρκετή θερμότητα για να ζεστάνει το νερό του ντους για 3-4 άτομα. Για να το φτιάξετε θα χρειαστείτε εργαλεία κατασκευής, ευρηματικότητα και διαθέσιμα υλικά.

Από τι μπορεί να κατασκευαστεί ένα ηλιακό σύστημα;

Αρχικά, πρέπει να κατανοήσετε ποια αρχή λειτουργίας χρησιμοποιεί ένας ηλιακός θερμοσίφωνας. Η εσωτερική δομή του μπλοκ περιέχει τα ακόλουθα στοιχεία:

• πλαίσιο;
• απορροφητήρας;
• έναν εναλλάκτη θερμότητας μέσα στον οποίο θα κυκλοφορεί το ψυκτικό υγρό.
• ανακλαστήρες για να εστιάζουν τις ακτίνες του ήλιου.

Ο εργοστασιακός ηλιακός συλλέκτης θέρμανσης νερού λειτουργεί ως εξής:

• Απορρόφηση θερμότητας - οι ακτίνες του ήλιου περνούν μέσα από το γυαλί που βρίσκεται στην κορυφή του σώματος ή μέσω σωλήνων κενού. Το εσωτερικό απορροφητικό στρώμα σε επαφή με τον εναλλάκτη θερμότητας βάφεται με επιλεκτική βαφή. Όταν το ηλιακό φως χτυπά τον απορροφητή, απελευθερώνεται μεγάλη ποσότητα θερμότητας, η οποία συλλέγεται και χρησιμοποιείται για τη θέρμανση του νερού.
• Μεταφορά θερμότητας - ο απορροφητής βρίσκεται σε στενή επαφή με τον εναλλάκτη θερμότητας. Η θερμότητα που συσσωρεύεται από τον απορροφητή και μεταφέρεται στον εναλλάκτη θερμότητας θερμαίνει το υγρό που κινείται μέσω των σωλήνων στο πηνίο μέσα στη δεξαμενή αποθήκευσης θερμότητας. Η κυκλοφορία του νερού στον θερμοσίφωνα πραγματοποιείται με αναγκαστικά ή φυσικά μέσα.
• ΖΝΧ - χρησιμοποιούνται δύο αρχές θέρμανσης ζεστού νερού:
  1. Άμεση θέρμανση - το ζεστό νερό μετά τη θέρμανση απλώς απορρίπτεται σε ένα θερμομονωμένο δοχείο. Σε ένα μονομπλόκ ηλιακό σύστημα, το συνηθισμένο οικιακό νερό χρησιμοποιείται ως ψυκτικό.
  2. Η δεύτερη επιλογή είναι η παροχή ζεστού νερού με παθητικό θερμοσίφωνα με βάση την αρχή της έμμεσης θέρμανσης. Το ψυκτικό υγρό (συχνά αντιψυκτικό) αποστέλλεται υπό πίεση στον εναλλάκτη θερμότητας του ηλιακού συλλέκτη. Μετά τη θέρμανση, το θερμαινόμενο υγρό τροφοδοτείται σε μια δεξαμενή αποθήκευσης, μέσα στην οποία είναι χτισμένο ένα πηνίο (που παίζει το ρόλο του θερμαντικού στοιχείου), που περιβάλλεται από νερό για το σύστημα παροχής ζεστού νερού.
     Το ψυκτικό θερμαίνει το πηνίο, μεταφέροντας έτσι θερμότητα στο νερό στο δοχείο. Όταν ανοίξει η βρύση, το θερμαινόμενο νερό από τη δεξαμενή αποθήκευσης θερμότητας ρέει στο σημείο συλλογής νερού. Η ιδιαιτερότητα ενός ηλιακού συστήματος με έμμεση θέρμανση είναι η ικανότητά του να λειτουργεί όλο το χρόνο.

Η αρχή λειτουργίας που χρησιμοποιείται σε ακριβά εργοστασιακά ηλιακά συστήματα αντιγράφεται και επαναλαμβάνεται σε συλλέκτες do-it-yourself.

Τα σχέδια εργασίας των ηλιακών θερμοσιφώνων έχουν παρόμοια δομή. Κατασκευάζονται μόνο από παλιοσίδερα. Υπάρχουν σχέδια για την παραγωγή συλλεκτών από:

• πολυανθρακικό?
• σωλήνες κενού?
• Φιάλες PET?
• κουτιά μπύρας?
• ψυγείο ψυγείο?
• σωλήνες χαλκού?
• Σωλήνες HDPE και PVC.

Κρίνοντας από τα διαγράμματα, τα σύγχρονα "Kulibin" προτιμούν τα σπιτικά συστήματα με φυσική κυκλοφορία, τύπου thermosiphon. Η ιδιαιτερότητα της λύσης είναι ότι η δεξαμενή αποθήκευσης βρίσκεται στο επάνω σημείο του συστήματος παροχής ζεστού νερού. Το νερό κυκλοφορεί μέσω του συστήματος μέσω της βαρύτητας και παρέχεται στον καταναλωτή.

Πολυκαρβονική πολλαπλή

Είναι κατασκευασμένα από κυψελωτά πάνελ με καλές θερμομονωτικές ιδιότητες. Πάχος φύλλου από 4 έως 30 mm. Η επιλογή του πάχους πολυανθρακικού εξαρτάται από την απαιτούμενη μεταφορά θερμότητας. Όσο πιο παχύ είναι το φύλλο και οι κυψέλες σε αυτό, τόσο περισσότερο νερό μπορεί να θερμάνει η εγκατάσταση.

Για να φτιάξετε μόνοι σας ένα ηλιακό σύστημα, ιδιαίτερα έναν σπιτικό ηλιακό θερμοσίφωνα από πολυανθρακικό, θα χρειαστείτε τα ακόλουθα υλικά:

• δύο ράβδοι με σπείρωμα.
• γωνίες προπυλενίου, τα εξαρτήματα πρέπει να έχουν εξωτερική σύνδεση με σπείρωμα.
• Πλαστικοί σωλήνες PVC: 2 τμχ, μήκος 1,5 m, διάμετρος 32;
• 2 βύσματα.

Οι σωλήνες τοποθετούνται παράλληλα με το περίβλημα. Συνδέστε στην παροχή ζεστού νερού μέσω βαλβίδων διακοπής. Γίνεται μια λεπτή τομή κατά μήκος του σωλήνα στον οποίο μπορεί να εισαχθεί ένα φύλλο πολυανθρακικού. Χάρη στην αρχή του thermosiphon, το νερό θα ρέει ανεξάρτητα στις αυλακώσεις (κελιά) του φύλλου, θα θερμανθεί και θα εισέλθει στη δεξαμενή αποθήκευσης που βρίσκεται στην κορυφή ολόκληρου του συστήματος θέρμανσης. Για τη σφράγιση και τη στερέωση των φύλλων που εισάγονται στον σωλήνα, χρησιμοποιείται θερμικά ανθεκτική σιλικόνη.

Για να αυξηθεί η θερμική απόδοση ενός κυψελωτού πολυανθρακικού συλλέκτη, το φύλλο επικαλύπτεται με οποιαδήποτε επιλεκτική βαφή. Η θέρμανση του νερού μετά την εφαρμογή επιλεκτικής επίστρωσης επιταχύνεται περίπου δύο φορές.

Πολλαπλή σωλήνα κενού

Σε αυτή την περίπτωση, δεν θα είναι δυνατό να τα βγάλετε πέρα ​​μόνο με αυτοσχέδια μέσα. Για να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη θα πρέπει να αγοράσετε σωλήνες κενού. Πωλούνται από εταιρείες που ασχολούνται με τη συντήρηση ηλιακών συστημάτων και απευθείας από κατασκευαστές ηλιακών θερμοσιφώνων.

Για ανεξάρτητη παραγωγή, είναι καλύτερο να επιλέξετε φιάλες με ράβδους φτερών και θερμικό κανάλι θερμότητας. Οι σωλήνες τοποθετούνται ευκολότερα και αλλάζουν εάν είναι απαραίτητο.

Πρέπει επίσης να αγοράσετε ένα μπλοκ συγκεντρωτή για έναν ηλιακό συλλέκτη κενού. Κατά την επιλογή, δώστε προσοχή στην απόδοση του κόμβου (καθορίζεται από τον αριθμό των ακουστικών που μπορούν να συνδεθούν ταυτόχρονα στη συσκευή). Το πλαίσιο κατασκευάζεται ανεξάρτητα συναρμολογώντας ένα ξύλινο πλαίσιο. Η εξοικονόμηση κατά την κατασκευή στο σπίτι, λαμβάνοντας υπόψη την αγορά έτοιμων σωλήνων κενού, θα είναι τουλάχιστον 50%.

Ηλιακό σύστημα από πλαστικά μπουκάλια

Για την προετοιμασία θα χρειαστείτε περίπου 30 τεμ. μπουκάλια PET. Κατά τη συναρμολόγηση, είναι πιο βολικό να χρησιμοποιείτε δοχεία ίδιου μεγέθους, 1 ή 1,5 λίτρου. Στο προπαρασκευαστικό στάδιο, οι ετικέτες αφαιρούνται από τα μπουκάλια και η επιφάνεια πλένεται καλά. Εκτός από τα πλαστικά δοχεία, θα χρειαστείτε τα εξής:

• 12 m σωλήνα για πότισμα φυτών, διάμετρος 20 mm.
• 8 αντάπτορες Τ.
• 2 γόνατα?
• ρολό φιλμ τεφλόν?
• 2 σφαιρικές βαλβίδες.

Κατά την κατασκευή ηλιακών συλλεκτών από πλαστικά μπουκάλια, δημιουργείται μια τρύπα στο κάτω μέρος της βάσης ίση με τη διάμετρο του λαιμού, στην οποία εισάγεται ένας ελαστικός σωλήνας ή ένας σωλήνας PVC. Ο συλλέκτης συναρμολογείται σε 5 σειρές των 6 φιαλών σε κάθε γραμμή.

Σε μια καθαρή μέρα, μέσα σε 15 λεπτά. το νερό θα θερμανθεί σε θερμοκρασία 45°C. Λαμβάνοντας υπόψη την υψηλή απόδοση, είναι λογικό να συνδέσετε έναν ηλιακό θερμοσίφωνα από πλαστικά μπουκάλια σε μια δεξαμενή αποθήκευσης 200 λίτρων. Το τελευταίο είναι καλά μονωμένο για να αποτρέπει την απώλεια θερμότητας.

Συλλέκτης δοχείων μπύρας αλουμινίου

Το αλουμίνιο έχει καλά θερμικά χαρακτηριστικά. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι το μέταλλο χρησιμοποιείται για την κατασκευή καλοριφέρ θέρμανσης.

Τα δοχεία αλουμινίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην κατασκευή σπιτικών ηλιακών συστημάτων. Τα δοχεία από κασσίτερο ή οποιοδήποτε άλλο μέταλλο δεν είναι κατάλληλα για παραγωγή.

Για ένα ηλιακό πάνελ θα απαιτηθούν τα ακόλουθα εξαρτήματα:

• βάζα, περίπου 15 τεμ. ανά γραμμή, το σώμα φιλοξενεί 10-15 σειρές.
• εναλλάκτης θερμότητας - χρησιμοποιείται συλλέκτης κατασκευασμένος από ελαστικό σωλήνα ή πλαστικούς σωλήνες.
• κόλλα για τη συγκόλληση δοχείων μεταξύ τους.
• επιλεκτική βαφή.

Η επιφάνεια των κονσερβών είναι βαμμένη σκούρα. Το κουτί είναι καλυμμένο με χοντρό γυαλί ή πολυανθρακικό.

Ένας ηλιακός συλλέκτης από δοχεία αλουμινίου κατασκευάζεται συχνά για θέρμανση αέρα. Όταν χρησιμοποιείτε ψυκτικό νερό, η θερμική απόδοση της συσκευής μειώνεται.

Ηλιακό σύστημα από το ψυγείο

Μια άλλη δημοφιλής λύση που απαιτεί ελάχιστο χρόνο και χρήματα. Ο ηλιακός συλλέκτης είναι κατασκευασμένος από το καλοριφέρ ενός παλιού ψυγείου. Το πηνίο είναι ήδη βαμμένο μαύρο. Αρκεί απλώς να τοποθετήσετε τη σχάρα σε ξύλινη θήκη με μόνωση και να τη συνδέσετε στην παροχή ζεστού νερού χρησιμοποιώντας συγκόλληση.

Υπάρχει δυνατότητα κατασκευής κλιματιστικού από συμπυκνωτή. Για να γίνει αυτό, πολλά θερμαντικά σώματα συνδέονται σε ένα ενιαίο δίκτυο. Εάν είναι δυνατόν να αγοράσετε φθηνά περίπου 8 τεμ. πυκνωτές, η κατασκευή συλλέκτη είναι αρκετά δυνατή.

Συλλέκτης χάλκινου σωλήνα

Ο χαλκός έχει καλές θερμικές ιδιότητες. Στην κατασκευή ενός χάλκινου ηλιακού συλλέκτη χρησιμοποιούνται τα εξής:

• σωλήνες με διάμετρο 1 1/4", που χρησιμοποιούνται στην εγκατάσταση συστημάτων θέρμανσης και παροχής ζεστού νερού.
• Σωλήνες 1/4" που χρησιμοποιούνται σε συστήματα κλιματισμού.
• καυστήρας αερίου?
• συγκόλληση και ροή.

Το σώμα της μάσκας ψυγείου συναρμολογείται από χάλκινους σωλήνες μεγάλης διαμέτρου. Ανοίγονται τρύπες ίσες με 1/4" στην επιφάνεια. Σωλήνες κατάλληλης διαμέτρου εισάγονται στις αυλακώσεις που προκύπτουν. Το ψυγείο καλύπτεται με γυαλί ή πολυανθρακικό. Ο χαλκός βάφεται με επιλεκτική βαφή.

Ηλιακός λέβητας από σωλήνες HDPE και σωλήνες PVC

Στην παραγωγή ηλιακών συστημάτων χρησιμοποιείται σχεδόν οποιοδήποτε διαθέσιμο υλικό. Υπάρχουν λύσεις που σας επιτρέπουν να φτιάξετε έναν συλλέκτη από κυματοειδές σωλήνα, έναν ελαστικό σωλήνα που χρησιμοποιείται για το πότισμα φυτών.

Τα ηλιακά συστήματα δεν κατασκευάζονται από μεταλλικούς-πλαστικούς σωλήνες λόγω ελαστικών στεγανοποιήσεων που δεν αντέχουν την ισχυρή θερμότητα. Με την έντονη ηλιακή ακτινοβολία, η θέρμανση στον συλλέκτη φτάνει τους 300°C. Εάν υπερθερμανθούν, οι φλάντζες σίγουρα θα διαρρεύσουν.

Είναι δυνατή η κατασκευή ηλιακού συλλέκτη από κυματοειδές ανοξείδωτο σωλήνα. Η δημοτικότητα της λύσης οφείλεται στην ταχύτητα και την ευκολία εγκατάστασης. Ο κυματοειδές σωλήνας από ανοξείδωτο χάλυβα τοποθετείται σε δαχτυλίδια ή φίδια. Το μειονέκτημα είναι το σχετικά υψηλό κόστος των ανοξείδωτων κυματοειδών σωλήνων.

Παρά τις υπάρχουσες επιλογές που περιγράφονται παραπάνω, οι ηλιακοί συλλέκτες από προπυλένιο και σωλήνες HDPE παραμένουν οι πιο δημοφιλείς. Κάθε επιλογή έχει τα δικά της πλεονεκτήματα:

• Ηλιακός συλλέκτης από σωλήνες HDPE- για την κατασκευή, επιλέξτε ένα υλικό που είναι ανθεκτικό στη θερμότητα. Πωλείται μεγάλος αριθμός εξαρτημάτων για τη διευκόλυνση της συναρμολόγησης ενός καλοριφέρ αποθήκευσης θερμότητας. Οι σωλήνες από πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας έχουν αρχικά μαύρο ή σκούρο μπλε χρώμα, επομένως δεν απαιτούν βαφή.
• Ηλιακός συλλέκτης από σωλήνες PVC- η δημοτικότητα της λύσης έγκειται στην ευκολία εγκατάστασης της δομής, που πραγματοποιείται με συγκόλληση. Η παρουσία μεγάλου αριθμού γωνιών, μπλουζάκια, θηλυκά αμερικανικά και άλλα εξαρτήματα διευκολύνει τη διαδικασία συναρμολόγησης. Χρησιμοποιώντας συγκόλληση, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν εναλλάκτη θερμότητας συλλέκτη οποιασδήποτε διαμόρφωσης.

Κατασκευή ηλιακού συλλέκτη ζεστού νερού από σωλήνα PEX:

Όλοι οι σωλήνες που περιγράφονται χρησιμοποιούνται με ποικίλη απόδοση ως πυρήνας στην κατασκευή ενός αυτοσχέδιου ηλιακού συλλέκτη από πλαστικά μπουκάλια και δοχεία αλουμινίου.

Πώς να κάνετε επιλεκτική επίστρωση

Ένας συλλέκτης υψηλής απόδοσης έχει υψηλό βαθμό απορρόφησης ηλιακής ενέργειας. Οι ακτίνες χτυπούν μια σκοτεινή επιφάνεια και στη συνέχεια τη θερμαίνουν. Όσο λιγότερη ακτινοβολία απωθείται από τον απορροφητή ηλιακού συλλέκτη, τόσο περισσότερη θερμότητα παραμένει στο ηλιακό σύστημα.

Για να εξασφαλιστεί επαρκής συσσώρευση θερμότητας, είναι απαραίτητο να δημιουργηθεί μια επιλεκτική επίστρωση. Υπάρχουν πολλές επιλογές παραγωγής:

• Σπιτική επιλεκτική συλλεκτική επίστρωση- χρησιμοποιήστε τυχόν μαύρα χρώματα που αφήνουν ματ επιφάνεια μετά το στέγνωμα. Υπάρχουν λύσεις όταν χρησιμοποιείται ένα αδιαφανές σκούρο λαδόπανο ως απορροφητής συλλέκτη. Το μαύρο σμάλτο εφαρμόζεται στους σωλήνες του εναλλάκτη θερμότητας, στην επιφάνεια των κουτιών και των μπουκαλιών, με ματ αποτέλεσμα.
• Ειδικές απορροφητικές επιστρώσεις- μπορείτε να πάτε αντίστροφα αγοράζοντας μια ειδική επιλεκτική βαφή για τον συλλέκτη. Τα επιλεκτικά χρώματα και βερνίκια περιέχουν πολυμερείς πλαστικοποιητές και πρόσθετα που παρέχουν καλή πρόσφυση, αντοχή στη θερμότητα και υψηλό βαθμό απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας.

Τα ηλιακά συστήματα που χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για τη θέρμανση του νερού το καλοκαίρι μπορούν εύκολα να τα βγάλουν πέρα ​​βάφοντας τον απορροφητήρα μαύρο χρησιμοποιώντας κανονική βαφή. Οι σπιτικοί ηλιακοί συλλέκτες για τη θέρμανση ενός σπιτιού το χειμώνα πρέπει να έχουν επιλεκτική επίστρωση υψηλής ποιότητας. Δεν μπορείτε να τσιγκουνευτείτε τη βαφή.

Σπιτικό ή εργοστασιακό ηλιακό σύστημα - ποιο είναι καλύτερο;

Δεν είναι ρεαλιστικό να φτιάχνουμε έναν ηλιακό συλλέκτη στο σπίτι που να μπορεί να συγκριθεί με τα εργοστασιακά προϊόντα όσον αφορά τα τεχνικά χαρακτηριστικά και την απόδοση. Από την άλλη πλευρά, εάν απλά χρειάζεται να παρέχετε αρκετό νερό για ένα καλοκαιρινό ντους, η ηλιακή ενέργεια θα είναι αρκετή για να λειτουργήσει ένας απλός σπιτικός θερμοσίφωνας.

Όσον αφορά τους συλλέκτες υγρών που λειτουργούν το χειμώνα, ούτε καν όλα τα εργοστασιακά ηλιακά συστήματα δεν μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλές θερμοκρασίες. Τα συστήματα όλων των εποχών είναι συνήθως συσκευές με σωλήνες θερμότητας κενού, με αυξημένη απόδοση, ικανές να λειτουργούν σε θερμοκρασίες έως -50°C.

Οι εργοστασιακές ηλιακές συλλέκτες είναι συχνά εξοπλισμένοι με έναν περιστρεφόμενο μηχανισμό που προσαρμόζει αυτόματα τη γωνία κλίσης και την κατεύθυνση του πίνακα στα κύρια σημεία, ανάλογα με τη θέση του Ήλιου.

Ένας αποτελεσματικός ηλιακός θερμοσίφωνας είναι αυτός που ανταποκρίνεται πλήρως στον προορισμό του. Για να ζεστάνετε νερό για 2-3 άτομα το καλοκαίρι, μπορείτε να τα βγάλετε πέρα ​​με έναν συνηθισμένο ηλιακό συλλέκτη, κατασκευασμένο με τα χέρια σας από αυτοσχέδια υλικά. Για θέρμανση το χειμώνα, παρά το αρχικό κόστος, είναι προτιμότερο να εγκαταστήσετε ένα εργοστασιακό ηλιακό σύστημα.

Βίντεο μάθημα κατασκευής ηλιακού θερμοσίφωνα με πάνελ

Η έννοια ενός ενεργειακώς αποδοτικού σπιτιού περιλαμβάνει τη δημιουργία, υλοποίηση και λειτουργία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Φτιάξτο μόνος σου ηλιακοί συλλέκτες, οι οποίοι ήταν εξαιρετικά σπάνιοι πριν από λίγο καιρό, έχουν γίνει ολοένα και πιο συνηθισμένοι.

Η συνεχής βελτίωση των ηλιακών συστημάτων και η σημαντική πτώση των τιμών για αυτά έχουν οδηγήσει στην ακόμη μεγαλύτερη εμφάνισή τους στην καθημερινή ζωή. Το κόστος των εργοστασιακών μοντέλων σήμερα είναι συγκρίσιμο με το κόστος που απαιτείται για την εγκατάσταση ενός κλασικού συστήματος θέρμανσης. Ωστόσο, ο καθένας μπορεί να κάνει αυτήν την τεχνολογία μόνος του.

Η αρχή λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη

Για να περιγράψουμε συνοπτικά την αρχή λειτουργίας του συλλέκτη, είναι απαραίτητο να συλλάβουμε την ηλιακή θερμική ενέργεια. Στη συνέχεια, συμπυκνώνεται και χρησιμοποιείται από τον άνθρωπο.

Το σύστημα συλλογής αποτελείται από τα ακόλουθα στοιχεία:

• Θερμικός συσσωρευτής (κανονικό δοχείο υγρού)
• Κύκλωμα ανταλλαγής θερμότητας
• Απευθείας συλλέκτης

Υγρό ή αέριο ψυκτικό κυκλοφορεί μέσω του συλλέκτη. Η ενέργεια που προκύπτει το θερμαίνει και, μέσω μιας τοποθετημένης δεξαμενής αποθήκευσης, μεταφέρει θερμότητα στο νερό.

Το θερμαινόμενο υγρό αποθηκεύεται στη δεξαμενή μέχρι να χρησιμοποιηθεί. Το πεδίο εφαρμογής του είναι πολύ ευρύ - από τις συνηθισμένες οικιακές ανάγκες μέχρι τη θέρμανση του σπιτιού. Για να μην κρυώσει γρήγορα το νερό, είναι απαραίτητο να μονώσετε σωστά το δοχείο.

Η κυκλοφορία του νερού στον συλλέκτη γίνεται με έναν από τους δύο τρόπους: ή αναγκαστική. Ένα πρόσθετο στοιχείο που θερμαίνει το υγρό μπορεί να τοποθετηθεί στη δεξαμενή αποθήκευσης, η οποία θα ενεργοποιείται όταν επιτυγχάνονται χαμηλές θερμοκρασίες περιβάλλοντος και θα διατηρεί τη θερμοκρασία του νερού, για παράδειγμα, το χειμώνα, όταν το ηλιοστάσιο είναι σύντομο.

Εισαγωγικό βίντεο για το σχεδιασμό ενός θερμοσίφωνα

Τύποι ηλιακών συλλεκτών

Όταν σχεδιάζετε να εγκαταστήσετε έναν ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας στο σπίτι, πρέπει να αποφασίσετε για τον τύπο του σχεδιασμού:

Τα μοντέλα στα οποία ο αέρας είναι το ψυκτικό χρησιμοποιούνται εξαιρετικά σπάνια. Αυτό οφείλεται στις ιδιότητες του υγρού - μεταφέρει τη θερμότητα πολύ καλύτερα από το αέριο. Οι συλλέκτες αέρα κατασκευάζονται συχνά σε επίπεδο σχήμα έτσι ώστε ο αέρας, σε επαφή με τη συσκευή απορρόφησης, να θερμαίνεται φυσικά.

διάγραμμα ηλιακού συλλέκτη αέρα

Ηλιακοί συλλέκτες κενού

Τα μοντέλα κενού είναι τα πιο περίπλοκα. Αντί για κουτί που καλύπτεται με γυαλί, χρησιμοποιεί μεγάλους γυάλινους σωλήνες. Στο εσωτερικό τους υπάρχουν σωλήνες μικρότερης διαμέτρου, που περιέχουν απορροφητή που συλλέγει θερμική ενέργεια. Υπάρχει ένα κενό μεταξύ των σωλήνων, λειτουργεί ως θερμομονωτικό.

Επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες

Ο πιο συνηθισμένος είναι ένας επίπεδος ηλιακός συλλέκτης, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει ένα ειδικό απορροφητικό στρώμα τοποθετημένο σε γυάλινο κουτί. Συνδέεται με σωλήνες μέσω των οποίων κινείται το ψυκτικό υγρό (συνήθως προπυλενογλυκόλη).

διάγραμμα επίπεδου ηλιακού συλλέκτη

Αλλά όταν αποφασίζετε να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας, πρέπει να καταλάβετε ότι είναι αδύνατο να φτιάξετε τέτοιες πολύπλοκες συσκευές, παρόμοιες με τις βιομηχανικές. Επιπλέον, η απόδοσή τους θα είναι σημαντικά χαμηλότερη, η διάρκεια ζωής τους θα είναι μικρότερη, αλλά και οι υλικές επενδύσεις τους.

Δομικά σχέδια

Ας αρχίσουμε

Πριν την κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη, είναι απαραίτητο να γίνουν οι κατάλληλοι υπολογισμοί και να προσδιοριστεί πόση ενέργεια θα πρέπει να παράγει. Αλλά δεν πρέπει να περιμένετε υψηλή απόδοση από μια σπιτική εγκατάσταση. Έχοντας αποφασίσει ότι θα είναι αρκετό, μπορείτε να ξεκινήσετε.

Η εργασία μπορεί να χωριστεί σε πολλά κύρια στάδια:

1. Φτιάξτε ένα κουτί
2. Φτιάξτε ένα καλοριφέρ ή έναν εναλλάκτη θερμότητας
3. Δημιουργήστε μια μπροστινή κάμερα και μια συσκευή αποθήκευσης
4. Συναρμολογήστε τον συλλέκτη

Για να φτιάξετε ένα κουτί για ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας, θα πρέπει να προετοιμάσετε μια σανίδα πάχους με άκρα 25-35 mm και πλάτος 100-130 mm. Ο πυθμένας του πρέπει να είναι κατασκευασμένος από textolite, εξοπλισμένος με νευρώσεις. Θα πρέπει επίσης να είναι καλά μονωμένο χρησιμοποιώντας αφρό πολυστυρενίου (αλλά προτιμάται ο ορυκτοβάμβακας), καλυμμένο με γαλβανισμένο φύλλο.

Έχοντας ετοιμάσει το κουτί, ήρθε η ώρα να φτιάξετε τον εναλλάκτη θερμότητας. Θα πρέπει να ακολουθήσετε τις οδηγίες:

1. Είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε 15 μεταλλικούς σωλήνες με λεπτά τοιχώματα μήκους 160 cm και σωλήνες δύο ιντσών μήκους 70 cm
2. Και στους δύο παχείς σωλήνες ανοίγονται τρύπες με τη διάμετρο των μικρότερων σωλήνων στους οποίους θα εγκατασταθούν. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι είναι ομοαξονικά στη μία πλευρά, το μέγιστο βήμα μεταξύ τους είναι 4,5 cm
3. Το επόμενο στάδιο είναι ότι όλοι οι σωλήνες πρέπει να συναρμολογηθούν σε μια ενιαία δομή και να συγκολληθούν με ασφάλεια
4. Ο εναλλάκτης θερμότητας είναι τοποθετημένος σε γαλβανισμένο φύλλο (που είχε προηγουμένως συνδεθεί στο κουτί) και στερεώνεται με χαλύβδινους σφιγκτήρες (μπορούν να κατασκευαστούν μεταλλικοί σφιγκτήρες)
5. Συνιστάται να βάψετε το κάτω μέρος του κουτιού σε σκούρο χρώμα (για παράδειγμα, μαύρο) - θα απορροφήσει καλύτερα την ηλιακή θερμότητα, αλλά για να μειωθεί η απώλεια θερμότητας, τα εξωτερικά στοιχεία είναι βαμμένα λευκά
6. Για να ολοκληρωθεί η εγκατάσταση του συλλέκτη, είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε ένα γυαλί κάλυψης κοντά στους τοίχους, χωρίς να ξεχνάτε την αξιόπιστη στεγανοποίηση των αρμών
7. Αφήνεται απόσταση 10-12 mm μεταξύ των σωλήνων και του γυαλιού

Το μόνο που μένει είναι να κατασκευαστεί μια δεξαμενή αποθήκευσης για τον ηλιακό συλλέκτη. Ο ρόλος του μπορεί να διαδραματιστεί από ένα σφραγισμένο δοχείο, ο όγκος του οποίου ποικίλλει περίπου 150-400 l. Εάν δεν μπορείτε να βρείτε ένα τέτοιο βαρέλι, μπορείτε να συγκολλήσετε πολλά μικρά μεταξύ τους.

Όπως και ο συλλέκτης, η δεξαμενή αποθήκευσης είναι καλά μονωμένη από απώλεια θερμότητας. Το μόνο που μένει είναι να φτιάξουμε έναν πρόσθιο θάλαμο - ένα μικρό δοχείο με όγκο 35-40 λίτρα. Θα πρέπει να είναι εξοπλισμένο με συσκευή πτώσης νερού (περιστρεφόμενη βαλβίδα).

Το πιο υπεύθυνο και σημαντικό στάδιο παραμένει - η συναρμολόγηση του συλλέκτη μαζί. Μπορείτε να το κάνετε με αυτόν τον τρόπο:

1. Πρώτα πρέπει να εγκαταστήσετε την μπροστινή κάμερα και τον αποθηκευτικό χώρο. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι η στάθμη του υγρού στο τελευταίο είναι 0,8 m χαμηλότερη από ό,τι στον μπροστινό θάλαμο. Δεδομένου ότι μπορεί να συσσωρευτεί πολύ νερό σε τέτοιες συσκευές, είναι απαραίτητο να σκεφτούμε πώς θα απενεργοποιηθούν αξιόπιστα
2. Ο συλλέκτης τοποθετείται στην ταράτσα του σπιτιού. Με βάση την πρακτική, συνιστάται να το κάνετε αυτό στη νότια πλευρά, γέρνοντας την εγκατάσταση υπό γωνία 35-40 μοιρών προς την οριζόντια
3. Αλλά πρέπει να λάβετε υπόψη ότι η απόσταση μεταξύ της δεξαμενής αποθήκευσης και του εναλλάκτη θερμότητας δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,5-0,7 m, διαφορετικά οι απώλειες θα είναι πολύ σημαντικές
4. Στο τέλος, θα πρέπει να ληφθεί η ακόλουθη σειρά: η μπροστινή κάμερα πρέπει να βρίσκεται πάνω από τη μονάδα δίσκου, η τελευταία - πάνω από τον συλλέκτη

Το πιο σημαντικό στάδιο έρχεται - είναι απαραίτητο να συνδέσετε όλα τα εξαρτήματα μαζί και να συνδέσετε το δίκτυο ύδρευσης στο ολοκληρωμένο σύστημα. Για να το κάνετε αυτό, θα χρειαστεί να επισκεφτείτε ένα κατάστημα υδραυλικών και να αγοράσετε τα απαραίτητα εξαρτήματα, προσαρμογείς, πρίζες και άλλες βαλβίδες διακοπής. Συνιστάται η σύνδεση τμημάτων υψηλής πίεσης με σωλήνα διαμέτρου 0,5 ίντσες, τμημάτων χαμηλής πίεσης με διάμετρο 1 ίντσας.

Η θέση σε λειτουργία γίνεται ως εξής:

1. Η μονάδα γεμίζει με νερό μέσω της κάτω οπής αποστράγγισης
2. Ο πρόσθιος θάλαμος συνδέεται και τα επίπεδα του υγρού ρυθμίζονται
3. Είναι απαραίτητο να περπατήσετε κατά μήκος του συστήματος και να ελέγξετε ότι δεν υπάρχουν διαρροές
4. Όλα είναι έτοιμα για καθημερινή χρήση

Ηλιακός συλλέκτης από πηνίο ψυγείου

Μπορείτε να φτιάξετε έναν ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας από ένα συνηθισμένο πηνίο που λαμβάνεται από ένα παλιό ψυγείο. Για να εργαστείτε θα χρειαστεί να προετοιμάσετε:

1. Απευθείας κουλούρα
2. Πήχες και αλουμινόχαρτο για το πλαίσιο
3. Βαρέλι ή δεξαμενή νερού
4. Λαστιχένιο χαλάκι
5. Βαλβίδες διακοπής (βαλβίδες, σωλήνες κ.λπ.)
6. Ποτήρι

Αφού πλύνετε το πηνίο του φρέον, πρέπει να γκρεμίσετε το πλαίσιο του ραφιού γύρω του. Οι ακριβείς διαστάσεις του θα εξαρτηθούν από το μέγεθος της μονάδας εργασίας που αφαιρέθηκε από το ψυγείο. Το χαλί πρέπει να προσαρμόζεται στα πηχάκια, μεταξύ των οποίων το πηνίο πρέπει να τοποθετείται ελεύθερα.

Στο λαστιχένιο χαλάκι (κάτω μέρος του πλαισίου) τοποθετείται ένα στρώμα φύλλου. Στη συνέχεια, το πηνίο στερεώνεται χρησιμοποιώντας βιδωτούς σφιγκτήρες. Στους τοίχους γίνονται τρύπες από τις οποίες θα περνούν σωλήνες. Η παραγωγικότητα μπορεί να αυξηθεί με σφράγιση αρμών με στεγανωτικά.

Το κάτω μέρος είναι επίσης ενισχυμένο με πηχάκια. Το γυαλί είναι τοποθετημένο στην κορυφή και στερεώνεται με ταινία. Για να αποφύγετε την ανησυχία, μπορείτε να κόψετε πολλές πλάκες αλουμινίου και να φτιάξετε σφιγκτήρες από αυτές.

Βίντεο σχετικά με τον τεχνικό σχεδιασμό και τη δοκιμή του ηλιακού συλλέκτη:

Υπό κράτηση

Μια δομή όπως ένας ηλιακός συλλέκτης «φτιάξ' το μόνος σου» μπορεί να αυξήσει σημαντικά το επίπεδο άνεσης σε μια εξοχική κατοικία ή εξοχική κατοικία. Αν και ασήμαντο, μειώνει το κόστος της καταναλισκόμενης ενέργειας που παράγεται από κλασικές πηγές ενέργειας.

Ήταν πάντα ένα όνειρο η χρήση της ηλιακής ενέργειας για οικιακές ανάγκες. Αυτή η ιδέα άρχισε να αναπτύσσεται ιδιαίτερα επειγόντως τα τελευταία πενήντα χρόνια, όταν εμφανίστηκαν νέα υλικά που κατέστησαν δυνατή την κατασκευή αρκετά αποτελεσματικών κατασκευών. Έχουν επίσης εμφανιστεί εργαλεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή πολύπλοκων τεχνολογικών κατασκευών στο σπίτι.

Η ιδέα της θέρμανσης του νερού με τη βοήθεια του ήλιου εφαρμόστηκε στην αρχαιότητα. Τα συνηθισμένα βαρέλια που εκτίθενται στον ήλιο ή τη σκιά απορρόφησαν τη ροή θερμότητας από το περιβάλλον για ορισμένο χρονικό διάστημα. Η θερμοκρασία του υγρού αυξανόταν με την αύξηση της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας.

Στη δεκαετία του εβδομήντα και του ογδόντα του 19ου αιώνα, ο Joseph Stefan και ο Ludwig Boltzmann ανακάλυψαν το νόμο της θερμικής ακτινοβολίας. Εξήγαγαν τύπους υπολογισμού βάσει των οποίων προσδιορίζεται η ροή θερμότητας που λαμβάνεται από τον Ήλιο στην επιφάνεια της Γης. Για αντικείμενα που βρίσκονται στη Γη, χρησιμοποιήστε τον ακόλουθο τύπο:

Οπου σ = 5,670367·10 -4, W/(m 2 ·K 4) ​​- σταθερά Stefan-Boltzmann;

F – εμβαδόν επιφάνειας απορρόφησης θερμότητας, m2;

C 2 – βαθμός εκπομπής της επιφάνειας αντίληψης θερμότητας.

T 1 είναι η θερμοκρασία του θερμικού εκπομπού· για την επιφάνεια του Ήλιου είναι γενικά αποδεκτό ότι είναι T 1 = 6000 K.

T 2 – θερμοκρασία της ψύκτρας – αυτή είναι η επιφάνεια που θερμαίνεται από την ηλιακή ακτινοβολία, (T 2 = t 2 + 273), K;

όπου t 2 είναι η θερμοκρασία της ψύκτρας (σώμα στη Γη), °C;

ϕ – γωνία πρόσπτωσης των ηλιακών ακτίνων, °.

Τι είναι ο συλλέκτης και ο σκοπός των ηλιακών συλλεκτών

Ο ηλιακός συλλέκτης είναι μια συσκευή που συλλέγει ενέργεια ακτινοβολίας και στη συνέχεια μεταφέρει τη συσσωρευμένη θερμότητα στους καταναλωτές. Στην πράξη, χρησιμοποιείται ένας άλλος όρος - ηλιακός συλλέκτης.

Σύμφωνα με τον προορισμό τους, οι ηλιακές εγκαταστάσεις (ηλιακές εγκαταστάσεις) χωρίζονται σε:

• Οι ηλιακοί συγκεντρωτές είναι συσκευές που συλλέγουν την ηλιακή ενέργεια σε ένα στενό ρεύμα. Χρησιμοποιούνται για την τήξη μετάλλων. Στο NPO Physics-Sun Institute (Τασκένδη), αναπτύχθηκαν και κατασκευάστηκαν κλίβανοι τήξης στους οποίους επιτεύχθηκαν θερμοκρασίες άνω των 5000...5500 °C.
• ηλιακά πάνελ – συσκευές για τη μετατροπή της ακτινοβολίας από τον Ήλιο σε ηλεκτρική ενέργεια.
• ηλιακές εγκαταστάσεις αφαλάτωσης - μηχανές σχεδιασμένες για την παραγωγή φρέσκου νερού από νερό με υψηλή περιεκτικότητα σε μεταλλικά άλατα.
• Τα ηλιακά στεγνωτήρια είναι θερμικές συσκευές που αφαιρούν την υγρασία από τα λαχανικά και τα φρούτα χρησιμοποιώντας ηλιακή ενέργεια.
• ηλιακοί θερμοσίφωνες (ηλιακός συλλέκτης αέρα) – εγκαταστάσεις για τη μεταφορά ροής θερμότητας από την υπέρυθρη ακτινοβολία σε ψυκτικά μέσα.

Πώς λειτουργεί ένας ηλιακός συλλέκτης;

Εκτός από το ορατό φως, η ηλιακή ακτινοβολία έχει επίσης ένα αόρατο υπέρυθρο φάσμα. Είναι αυτός που μεταφέρει θερμική ενέργεια. Με βάση έρευνες, έχει διαπιστωθεί ότι στην εύκρατη κλιματική ζώνη η ένταση της θερμικής ακτινοβολίας το μεσημέρι φθάνει πάνω από 5 kW/m2. Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει την εξάρτηση της συνολικής ηλιοφάνειας για 48° βόρειο γεωγραφικό πλάτος.

Ρύζι. 1 Ολική ηλιακή ακτινοβολία για διαφορετικές περιόδους της εύκρατης ζώνης της Ευρώπης

Τροφή για σκέψη! Η θερμική ακτινοβολία χωρίζεται σε: άμεση και διάχυτη. Επομένως, ακόμη και σε μια συννεφιασμένη μέρα, η ροή της ηλιακής ροής θερμότητας είναι αισθητή. Από την εικόνα που παρουσιάζεται είναι σαφές ότι η ποσότητα της εισερχόμενης θερμότητας κατά τη θερινή και χειμερινή περίοδο έχει σημαντικές διαφορές. Επομένως, κατά το σχεδιασμό συσκευών, λαμβάνεται υπόψη η πιθανή απόδοση, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος.

Το σχηματικό διάγραμμα του ηλιακού συλλέκτη φαίνεται στο Σχ. 2. Η ηλιακή ακτινοβολία εισέρχεται στον συλλέκτη μέσω ενός ημιδιαφανούς φράχτη. Ο πίνακας λήψης, βαμμένος μαύρος, απορροφά τη θερμότητα. Ως αποτέλεσμα, το μαύρο σώμα θερμαίνεται. Η επακόλουθη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας λαμβάνει χώρα με συναγωγή. Η θερμότητα μεταφέρεται από το θερμαινόμενο τοίχωμα στη ροή του υγρού (αερίου) που κινείται μέσω των σωληνώσεων. Το κινούμενο μέσο θερμαίνεται.

Προσοχή! Για την αποφυγή απωλειών θερμότητας, το περίβλημα του συλλέκτη είναι θερμομονωμένο. Εφόσον η θερμότητα που λαμβάνεται στο εσωτερικό χρησιμοποιείται για τη θέρμανση της ροής, η ένταση της ανακλώμενης ακτινοβολίας από τον πίνακα που δέχεται την ακτινοβολία είναι χαμηλή.

Η αύξηση του κόστους των παραδοσιακών πηγών ενέργειας ενθαρρύνει τους ιδιοκτήτες ιδιωτικών κατοικιών να αναζητήσουν εναλλακτικές επιλογές για τη θέρμανση των σπιτιών τους και τη θέρμανση του νερού. Συμφωνώ, η οικονομική συνιστώσα του θέματος θα παίξει σημαντικό ρόλο κατά την επιλογή ενός συστήματος θέρμανσης.

Μία από τις πιο υποσχόμενες μεθόδους παροχής ενέργειας είναι η μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούνται ηλιακά συστήματα. Η κατανόηση της αρχής του σχεδιασμού τους και του μηχανισμού λειτουργίας τους, η κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη για θέρμανση με τα χέρια σας δεν θα είναι δύσκολη.

Θα σας πούμε για τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού των ηλιακών συστημάτων, θα προσφέρουμε ένα απλό διάγραμμα συναρμολόγησης και θα περιγράψουμε τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Τα στάδια της εργασίας συνοδεύονται από οπτικές φωτογραφίες, το υλικό συμπληρώνεται από βίντεο σχετικά με τη δημιουργία και την ανάθεση ενός σπιτικού συλλέκτη.

Τα σύγχρονα ηλιακά συστήματα είναι μια από τις πηγές θερμότητας. Χρησιμοποιούνται ως βοηθητικός εξοπλισμός θέρμανσης που μετατρέπει την ηλιακή ακτινοβολία σε ενέργεια χρήσιμη για τους ιδιοκτήτες σπιτιού.

Είναι σε θέση να παρέχουν πλήρως παροχή ζεστού νερού και θέρμανση κατά την ψυχρή περίοδο μόνο στις νότιες περιοχές. Και μόνο εάν καταλαμβάνουν μια αρκετά μεγάλη περιοχή και είναι εγκατεστημένα σε ανοιχτούς χώρους που δεν σκιάζονται από δέντρα.

Παρά τον μεγάλο αριθμό ποικιλιών, η αρχή λειτουργίας τους είναι η ίδια. Οποιοδήποτε είναι ένα κύκλωμα με μια διαδοχική διάταξη συσκευών που παρέχουν θερμική ενέργεια και τη μεταδίδουν στον καταναλωτή.

Τα κύρια στοιχεία εργασίας είναι οι ηλιακοί συλλέκτες. Η τεχνολογία στις φωτογραφικές πλάκες είναι κάπως πιο περίπλοκη από αυτή ενός σωληνωτού συλλέκτη.

Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τη δεύτερη επιλογή - ένα σύστημα ηλιακών συλλεκτών.

Οι ηλιακοί συλλέκτες εξακολουθούν να λειτουργούν ως βοηθητικοί προμηθευτές ενέργειας. Είναι επικίνδυνο να αλλάξει εντελώς η θέρμανση του σπιτιού σε ένα ηλιακό σύστημα λόγω της αδυναμίας πρόβλεψης ενός σαφούς αριθμού ηλιόλουστων ημερών

Οι συλλέκτες είναι ένα σύστημα σωλήνων που συνδέονται σε σειρά με τις γραμμές εξόδου και εισόδου ή είναι τοποθετημένοι με τη μορφή πηνίου. Το νερό διεργασίας, η ροή αέρα ή ένα μείγμα νερού και κάποιου είδους μη παγωμένο υγρό κυκλοφορεί μέσω των σωλήνων.

Η κυκλοφορία διεγείρεται από φυσικά φαινόμενα: εξάτμιση, αλλαγές στην πίεση και την πυκνότητα από τη μετάβαση από τη μια κατάσταση συσσωμάτωσης στην άλλη, κ.λπ.

Η συλλογή και η συσσώρευση της ηλιακής ενέργειας πραγματοποιείται από απορροφητές. Πρόκειται είτε για συμπαγή μεταλλική πλάκα με μαυρισμένη εξωτερική επιφάνεια είτε για ένα σύστημα μεμονωμένων πλακών προσαρτημένες σε σωλήνες.

Για την κατασκευή του πάνω μέρους του σώματος, του καπακιού, χρησιμοποιούνται υλικά με υψηλή ικανότητα μετάδοσης φωτός. Αυτό μπορεί να είναι πλεξιγκλάς, παρόμοια πολυμερή υλικά, σκληρυμένοι τύποι παραδοσιακού γυαλιού.

Προκειμένου να εξαλειφθεί η απώλεια ενέργειας, τοποθετείται θερμομόνωση στο κουτί στην πίσω πλευρά της συσκευής

Πρέπει να ειπωθεί ότι τα πολυμερή υλικά δεν ανέχονται αρκετά καλά την επίδραση των υπεριωδών ακτίνων. Όλοι οι τύποι πλαστικού έχουν αρκετά υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής, ο οποίος συχνά οδηγεί σε αποσυμπίεση του περιβλήματος. Επομένως, η χρήση τέτοιων υλικών για την κατασκευή του σώματος συλλέκτη θα πρέπει να περιοριστεί.

Το νερό ως ψυκτικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε συστήματα που έχουν σχεδιαστεί για την παροχή πρόσθετης θερμότητας την περίοδο του φθινοπώρου/άνοιξης. Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε το ηλιακό σύστημα όλο το χρόνο, πριν από το πρώτο κρύο, αλλάξτε το νερό επεξεργασίας σε ένα μείγμα από αυτό και αντιψυκτικό.

Εάν τοποθετηθεί ηλιακός συλλέκτης για τη θέρμανση ενός μικρού κτιρίου που δεν έχει σύνδεση με την αυτόνομη θέρμανση του εξοχικού ή με κεντρικά δίκτυα, κατασκευάζεται ένα απλό μονοκύκλωμα με συσκευή θέρμανσης στην αρχή.

Η αλυσίδα δεν περιλαμβάνει αντλίες κυκλοφορίας και συσκευές θέρμανσης. Το σχέδιο είναι εξαιρετικά απλό, αλλά μπορεί να λειτουργήσει μόνο τα ηλιόλουστα καλοκαίρια.

Όταν ένας συλλέκτης περιλαμβάνεται σε μια τεχνική δομή διπλού κυκλώματος, όλα είναι πολύ πιο περίπλοκα, αλλά το εύρος των ημερών που είναι κατάλληλες για χρήση αυξάνεται σημαντικά. Ο συλλέκτης επεξεργάζεται μόνο ένα κύκλωμα. Το κυρίαρχο φορτίο τοποθετείται στην κύρια μονάδα θέρμανσης, που λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια ή οποιοδήποτε τύπο καυσίμου.

Οι οικιακοί τεχνίτες έχουν εφεύρει μια φθηνότερη επιλογή - έναν σπειροειδή εναλλάκτη θερμότητας από.

Μια ενδιαφέρουσα λύση προϋπολογισμού είναι ένας απορροφητής ηλιακού συστήματος κατασκευασμένος από εύκαμπτο σωλήνα πολυμερούς. Χρησιμοποιούνται κατάλληλα εξαρτήματα για τη σύνδεση με τις συσκευές στην είσοδο και στην έξοδο Η επιλογή των διαθέσιμων υλικών από τα οποία μπορεί να κατασκευαστεί ένας εναλλάκτης θερμότητας ηλιακού συλλέκτη είναι αρκετά μεγάλη. Αυτός θα μπορούσε να είναι ο εναλλάκτης θερμότητας ενός παλιού ψυγείου, οι σωλήνες νερού από πολυαιθυλένιο, τα καλοριφέρ από χάλυβα κ.λπ.

Σημαντικό κριτήριο απόδοσης είναι η θερμική αγωγιμότητα του υλικού από το οποίο κατασκευάζεται ο εναλλάκτης θερμότητας.

Για αυτοπαραγωγή, ο χαλκός είναι η καλύτερη επιλογή. Έχει θερμική αγωγιμότητα 394 W/m². Για το αλουμίνιο, αυτή η παράμετρος κυμαίνεται από 202 έως 236 W/m².

Ωστόσο, η μεγάλη διαφορά στις παραμέτρους θερμικής αγωγιμότητας μεταξύ σωλήνων χαλκού και πολυπροπυλενίου δεν σημαίνει ότι ένας εναλλάκτης θερμότητας με χάλκινους σωλήνες θα παράγει εκατοντάδες φορές μεγαλύτερους όγκους ζεστού νερού.

Υπό ίσες συνθήκες, η απόδοση ενός εναλλάκτη θερμότητας από χαλκοσωλήνες θα είναι 20% πιο αποδοτική από την απόδοση των επιλογών μεταλλικού πλαστικού. Έτσι, οι εναλλάκτες θερμότητας από πολυμερείς σωλήνες έχουν δικαίωμα στη ζωή. Επιπλέον, τέτοιες επιλογές θα είναι πολύ φθηνότερες.

Ανεξάρτητα από το υλικό του σωλήνα, όλες οι συνδέσεις, συγκολλημένες και με σπείρωμα, πρέπει να σφραγίζονται. Οι σωλήνες μπορούν να τοποθετηθούν είτε παράλληλα μεταξύ τους είτε σε μορφή πηνίου.

Το κύκλωμα τύπου πηνίου μειώνει τον αριθμό των συνδέσεων - αυτό μειώνει την πιθανότητα διαρροών και εξασφαλίζει πιο ομοιόμορφη ροή ψυκτικού.

Το πάνω μέρος του κουτιού στο οποίο βρίσκεται ο εναλλάκτης θερμότητας είναι καλυμμένο με γυαλί. Εναλλακτικά, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σύγχρονα υλικά, όπως ακρυλικό ανάλογο ή μονολιθικό πολυανθρακικό. Το ημιδιαφανές υλικό μπορεί να μην είναι λείο, αλλά αυλακωτό ή ματ.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Διαδικασία κατασκευής βασικού ηλιακού συλλέκτη:

Πώς να συναρμολογήσετε και να θέσετε σε λειτουργία ένα ηλιακό σύστημα:

Φυσικά, ένας αυτοδημιούργητος ηλιακός συλλέκτης δεν θα είναι σε θέση να ανταγωνιστεί τα βιομηχανικά μοντέλα. Χρησιμοποιώντας διαθέσιμα υλικά, είναι αρκετά δύσκολο να επιτευχθεί η υψηλή απόδοση που έχουν τα βιομηχανικά σχέδια. Αλλά το οικονομικό κόστος θα είναι πολύ χαμηλότερο σε σύγκριση με την αγορά έτοιμων εγκαταστάσεων.