Solfångare från plastflaskor: en steg-för-steg-guide för att montera en solcellsenhet

Vad är en solfångare

Ett antal mönster har utvecklats och patenterats:

1. Platt.
2. Rörformig.
3. vakuumrör.
4. Termosyfoner.

En gör-det-själv-solfångare är lättast att göra i platt eller rörformig design.

Hur monterar man installationen? Ett samlarblock (deras antal är redan ungefär känt från beräkningarna utförda enligt ovanstående metod) består av följande element:

• En uppsättning rörformade element av koppar eller aluminium;
• absorberande platta;
• Förseglat värmeisolerat hölje;
• Lock, som kan tillverkas av transparent värmebeständig polymer eller härdat glas.

Effektiviteten av isoleringen avgör kollektorns effektivitet. Den kan ökas om det finns en lagringskrets i kretsen, som kan ge värme under molniga dagar eller för drift av kylsystem.

Processen för tillverkning och efterföljande installation av solfångare är möjlig inte bara för taket utan också för byggnadens södra väggar. I detta fall är husen försedda med perforeringar för att underlätta luftflödet. När den uppvärmda luften stiger till toppen av väggen kommer den att ledas till byggnadens ventilationskanaler för distribution.

Typer av solfångare

Standardanordningen har formen av en metallplatta, som placeras i en plast- eller glaslåda. Ytan på denna platta ackumulerar solenergi, behåller värme och överför den för olika hushållsbehov: uppvärmning, vattenuppvärmning, etc. Det finns flera typer av integrerade samlare.

Kumulativ

Förvaringssamlare kallas även termosifon. En sådan gör-det-själv-solfångare utan pump är den mest lönsamma. Dess kapacitet tillåter inte bara att värma vatten, utan också att hålla temperaturen på önskad nivå under en tid.

En sådan solfångare för uppvärmning består av flera tankar fyllda med vatten, som är placerade i en värmeisolerande låda. Tankarna är täckta med ett glaslock, genom vilket solens strålar bryter igenom och värmer vattnet. Detta alternativ är det mest ekonomiska, lätta att använda och underhålla, men dess effektivitet på vintern är nästan noll.

platt

P representerar en stor metallplatta - en absorbator, som är placerad inuti en aluminiumlåda med ett glaslock.En gör-det-själv platt solfångare blir effektivare när man använder en glaskåpa. Absorberar solenergi genom hagelbeständigt glas, som överför ljuset bra och praktiskt taget inte reflekterar det.

Inuti lådan finns värmeisolering, vilket avsevärt kan minska värmeförlusten. Själva plattan har en låg effektivitet, så den är belagd med en amorf halvledare, vilket avsevärt ökar den termiska energiackumuleringshastigheten.

När du gör en solfångare för en pool med dina egna händer, är en platt integrerad enhet ofta att föredra. Den klarar dock inte sämre andra uppgifter, såsom: uppvärmning av vatten för husbehov och rumsuppvärmning. Platt är det mest använda alternativet. Det är att föredra att göra en gör-det-själv-absorbent för en solfångare av koppar.

Flytande

Från namnet är det tydligt att huvudkylvätskan i dem är vätskan. En gör-det-själv-vattensolfångare är gjord enligt följande schema. Genom en metallplatta som absorberar solenergi överförs värme genom rör som är fästa på den till en tank med vatten eller icke-frysande vätska eller direkt till konsumenten.

Det finns två rör fästa på plattan. Genom en av dem tillförs kallt vatten från tanken, och genom den andra kommer redan uppvärmd vätska in i tanken. Rör ska ha inlopps- och utloppsöppningar. Ett sådant uppvärmningssystem kallas stängt.

När uppvärmt vatten direkt tillförs för att möta användarens behov kallas ett sådant system öppet.

Oglaserade sådana används oftare för att värma vatten i poolen, så att montera sådana termiska solfångare med egna händer kräver inte köp av dyra material - gummi och plast kommer att göra.Glasade har högre effektivitet, så de kan värma upp huset och förse konsumenten med varmvatten.

Luft

Luftanordningar är mer ekonomiska än ovanstående analoger som använder vatten som värmebärare. Luften fryser inte, läcker inte och kokar inte som vatten. Om det uppstår en läcka i ett sådant system medför det inte så många problem, men det är ganska svårt att avgöra var det hände.

Gör-det-själv-produktion är inte dyrt för konsumenten. Solpanelen, som är täckt med glas, värmer luften som finns mellan den och den värmeisolerande plattan. Grovt sett är detta en platt uppsamlare med plats för luft inuti. Kall luft kommer in inuti och under påverkan av solenergi tillförs varm luft till konsumenten.

Sådana alternativ är hållbara och pålitliga och lättare att underhålla än enheter som använder vätska som kylvätska. För att upprätthålla den önskade lufttemperaturen i källaren eller för att värma växthuset med en solfångare, är just ett sådant alternativ lämpligt.

Flexibel rörkonstruktion

För att skapa en pålitlig solfångare används endast material av hög kvalitet. För detta ändamål är metall-plaströr eller vanliga slangar som används för bevattning lämpliga. Samlaren kan bestå av flera moduler. Rör måste läggas och tätt fixeras i dem.

Denna design är den enklaste. Dess största nackdel är behovet av att använda en pump. Eftersom naturlig cirkulation är omöjlig i en sådan design. Om rören är för långa blir det hydrauliska motståndet större än huvudkraften som skapas av temperaturskillnaden.

Observera att installationen av pumpen inte innebär några problem. Dessutom lönar sig ett sådant system ganska snabbt.

Pool installation

Den övervägda versionen av uppsamlaren kan också användas för att värma vatten i poolen. Den måste anslutas till ett filtreringssystem med pumputrustning. Vätskan som cirkulerar inuti kommer att värmas upp innan den kommer in i pooltanken.

Det finns alternativ där det är tillåtet att vägra installationen av en lagringstank. Detta tillvägagångssätt kan implementeras om det uppvärmda vattnet uteslutande är avsett för användning under dagsljus i en liten volym. Till exempel är längden på kretsen etthundrafemtio meter. I det här fallet är indikatorn för den inre diametern sexton millimeter. I denna design placeras trettio liter vätska. Om konstruktionen består av flera fack kopplade till ett system blir det mycket mer uppvärmt vatten.

Solfångare - vatten eller luft

Var och en av värmarna är effektiv, bara huvudsyftet och funktionsprincipen skiljer sig åt:

• Vattenuppsamlare - används för att möta behoven av varmvatten och lågtemperaturgolvvärmesystem. Effektiviteten av arbetet under vinterperioden minskar avsevärt. Indirekt uppvärmda vakuum- och panelkollektorer kopplade till en bufferttank fortsätter att ackumulera värme under hela året. Den största nackdelen är den höga kostnaden för solfångaren, installation och rörledningar.
• Luftventilationsgrenrör - har en enkel design och en anordning som, om så önskas, kan tillverkas oberoende. Huvudsyftet: uppvärmning av rum. Naturligtvis finns det system som tillåter användning av den mottagna värmen för varmvattenförsörjning, men samtidigt sjunker effektiviteten hos luftsamlare med nästan hälften.Fördelar: låg kostnad för kit och installation.

Solvärmesystem fungerar bara på dagtid. Luftvärmning börjar även i molnigt väder, med tunga moln och under regn. Driften av luftvärmare på vintern slutar inte.

Det här är intressant: Vad är skillnaden mellan ett ryskt bad och en finsk bastu (video)

Från kopparrör

En samlare med en kopparserpentin, klädd på insidan med ark av samma material, är extremt effektiv. Kanske den mest effektiva av de vi hittade på nätet. Rör och remsor är lödda med en speciell autogen lödkolv vid sömmar, leder, så kopparabsorbatorn var det mest tidskrävande steget, som tog 2 dagar.

Koppar svärtades genom att placera den i ett bad med kaliumpersulfat:

Höljet var isolerat, folie fästes på bakväggen för att reflektera värme. Alla luckor är noggrant tätade:

Strukturen flyttades på plats, för detta lindades den med vanlig matfilm, och först efter transport och anslutning installerades glas:

Resultat: i ett varmt sydligt klimat, under direkta strålar, blev kopparn varm, vattnet värmdes upp till en kokning, det fanns till och med märkbara spår av smältning av polymerens strukturella element. Det är tillrådligt att blanda kall vätska i en dusch med en solabsorbent av denna typ, för vilken det är nödvändigt att tillhandahålla en separat tunna med den eller mata från en kran.

Tillverkning av absorbatorer

Vi monterar rören enligt följande:

1. Väggen som täcker toppen av burken (i vilken det finns ett hål) skärs med metallsax till "kronblad", som böjs inåt. Det är bekvämt att böja "kronbladen" genom att placera burken på ett plaströr med största möjliga diameter (för att passera inuti burken).
2. I botten av varje burk med en konisk borr måste du göra 3 hål med en diameter på 20 mm, så att deras centra är i hörnen på en liksidig triangel.
3. Nu kan du samla rör från burkar - 8 st. i varje. Burkar bör förslutas med en hög temperatur skorstenstätning såsom High Heat Mortar. Denna komposition bör appliceras på en tidigare avfettad och fuktad yta. Kompositionen utjämnas med fingrar, bär gummihandskar, som också bör fuktas med vatten.

För att rören ska vara perfekt jämna, under monteringen, bör burkarna placeras i en mall som är nedslagen från två brädor och har formen av ett hörn med lika vinkel. Den är installerad i en liten vinkel mot vertikalen (du kan luta dig mot väggen).

På det nymonterade röret, som finns i mallen, måste en vikt installeras ovanifrån tills tätningsmedlet är helt härdat.

Vad är en solfångare?

I grunden är detta klimatutrustning som används för att producera varmvatten med efterföljande användning i VVS- och värmesystemet. Principen för driften av ett sådant system är att ändra vattentätheten under dess uppvärmning, på grund av vilken den heta vätskan trycks upp.

Den största skillnaden mellan sådana system är att naturresurser används för uppvärmning, i synnerhet solenergi, som är helt gratis. Och en korrekt designad solfångare låter dig utvinna denna energi även på en frostig dag eller i molnigt väder. Därför är användningen av en sådan enhet möjlig inte bara på sommaren, utan även på hösten och vintern.

Solfångaranordning

Utformningen av ett komplett solfångarsystem innehåller nödvändigtvis flera grundläggande element - dessa är:

• en anordning för utvinning av solenergi;
• behållare för ackumulering av varmt vatten;
• värmeväxlare;
• värmeisoleringsstruktur, vilket minskar kylningshastigheten för kylvätskan.

Att göra en enhet av wellpapp

Detta är en ännu enklare solfångardesign. Du kommer att bygga det mycket snabbare.

Första stadiet. Gör först en trälåda på samma sätt som i den tidigare versionen. Lägg sedan en stång längs bakväggens omkrets (cirka 4x4 cm) och lägg mineralull på botten.

Andra fasen. Gör ett utgångshål i botten.

Tredje etappen. Lägg wellpapp på balken och måla om den senare i svart. Naturligtvis, om det ursprungligen var en annan färg.

Fjärde etappen. Gör perforeringar över hela wellpappområdet för luftflöde.

Femte etappen. Om du vill kan du glasera hela strukturen med polykarbonat - detta kommer att öka absorbatorns uppvärmningstemperatur. Men glöm inte att du också måste ge ett utlopp för luftflöde från utsidan.

Egenskaper hos en vakuumsolfångare för uppvärmning av hem på vintern

Vakuum solfångare är en ganska komplicerad enhet. Huvudarbetselementet representeras av en dyr ljusabsorberande glödlampa med en transparent yta, i vilken röret är placerat. Grunden för arbetet är principen om en termos. Vakuumkolven låter solljus passera in i innerröret, där det inte finns någon luft, vilket gör att du kan spara upp till 95% av värmen.

Vakuum solfångare. Dyrare, men fungerar även på vintern

Botten av det inre vakuumet rör för solfångare upptar frostskyddsmedel, som övergår i ett gasformigt tillstånd när det värms upp. I dess övre del överförs värme till en kollektor med kylvätska. Samtidigt kyls och kondenserar frostskyddsmedlet och återgår till sitt ursprungliga tillstånd.

Vakuumsolfångare kännetecknas av hög effektivitet i dåliga ljusförhållanden och temperaturer under -37 °C. Den har designats speciellt för nordliga breddgrader och kan fungera i frånvaro av direkt solstrålning. För effektiv drift behöver strukturen konstant vård, vilket består i att rengöra dess yta från föroreningar.

Den största nackdelen är den höga kostnaden för konstruktion. Om minst ett rör går sönder blir reparationen problematisk, eftersom alla produkter är seriemonterade.

"Sommar"-schema

Detta alternativ är bekvämt för en sommardusch. Om den kommer att ligga på gatan, bör behållaren som ackumulerar varmvatten monteras där.

Om vi ​​pratar om ledningar inuti byggnaden, måste behållaren med vätskan installeras i huset.

Det aktuella systemet fungerar på grundval av naturlig cirkulation. Uppsamlaren måste monteras under tanken, där varmt vatten kommer att samlas, cirka en meter. Detta beror på de olika densiteterna av kalla och varma vätskor. För att ansluta uppsamlaren till tanken är det nödvändigt att använda rör med ett tvärsnitt på 0,75 tum och över.

För att effektivt hålla vattnet i ett varmt tillstånd måste tankens väggar isoleras. För detta ändamål är det nödvändigt att använda mineralull. Dess tjocklek bör vara minst tio centimeter. Om ett tak är placerat ovanför pannan, är det nödvändigt att dessutom använda polyeten för isolering.

Detta system kallas inte "sommar" för ingenting. Det kan bara värma vatten under den varma årstiden. Under den kalla perioden måste vätskan dräneras från systemet. Annars kan frysning skada den använda rörledningen.

Processen att montera en hemmagjord solfångare

Början av monteringen av denna solenergiprodukt börjar med tillverkningen av spolen. Om du lyckades plocka upp en färdig spole kommer den slutliga monteringen att ta mycket kortare tid. Den valda spolen bör tvättas mycket noggrant under rinnande vatten (helst varmt) för att tvätta alla blockeringar från insidan och bli av med freonrester. Om du inte hittade lämpliga rör, kan du köpa rätt mängd i butiken. Men i det här fallet måste du göra själva spolen. För att göra det, skär rören till önskad längd. Därefter, med hjälp av hörnövergångar, löd dem i form av en spolestruktur. Vidare, så att kollektorn kan anslutas till vattenförsörjningssystemet, löd ¾ VVS-övergångar på spolens kanter. Det finns flera alternativ för formen och designen av spolen, till exempel kan du löda rör i form av en "stege" (om du ska implementera det här alternativet, köp sedan adaptrar som inte är hörn, du behöver tees) .

Solfångarmontage

Sedan, på en förberedd plåt, applicerar du en selektiv beläggning med svart matt färg, det är lämpligt att göra detta i minst ett par lager. Vänta tills luftflödet har torkat färgen och börja löda spolen (omålad sida). Hela spolstrukturen måste lödas längs hela längden av rören, genom att göra detta garanterar du den mest effektiva värmeöverföringen och som ett resultat den maximala värmeöverföringen till vattenförsörjningssystemet. Om du gör allt rätt kommer solfångaren du har monterat att fungera som den var tänkt.

Platta samlare

Platta solfångare är en metallram på vilken, sett nedifrån och upp, är fästa:

• kroppsplatta;
• värmeisoleringsskikt;
• reflekterande lager (finns inte i alla modeller);
• värmeuppsamlarplatta (kylfläns eller även kallad adsorberande platta), till vilken värmeväxlarrör är lödda;
• transparent ljusgenomsläppande lock (härdat glas med 95 % ljusgenomsläpplighet eller inte mindre transparent polykarbonat).

Också på kroppen finns ett utlopp och ett inloppsrör - kylvätskan cirkulerar genom dem.

Det finns modeller öppna - utan lock. Deras enda fördel är deras låga pris, men de är mycket ineffektiva och helt obrukbara vid låga temperaturer. På grund av det faktum att det inte finns något lock, förstörs absorptionsbeläggningen snabbt, så öppna samlare tjänar i flera säsonger, och på grund av deras egenskaper kan de användas för att värma vatten i en pool eller i en dusch. De är värdelösa för uppvärmning.

Funktionsprincipen för en platt solfångare är som följer: solens strålar passerar nästan helt genom det övre skyddsglaset. Från dessa strålar värms kylflänsen upp. Värme, naturligtvis, utstrålas, men kommer nästan inte ut: glaset är genomskinligt för solens strålar, det släpper inte igenom värme (position "c" i diagrammen). Det visar sig att den termiska energin inte försvinner, utan lagras inuti panelen. Från denna värme värms värmeväxlarrör och värme överförs från dem till kylvätskan som cirkulerar genom dem.

Regler för placering av platta samlare

Samlare av denna typ måste placeras i en vinkel på 90o i förhållande till de infallande ljusstrålarna. Ju mer exakt denna vinkel är inställd, desto mer värme samlar systemet upp. Det är klart att det är orealistiskt att hela tiden behålla denna vinkel på ett fast tak, men du måste placera panelen så att ljus faller på den så länge som möjligt.Det finns ganska dyra enheter som ändrar panelens position i förhållande till solen, vilket bibehåller den optimala infallsvinkeln för solens strålar. De kallas spårningssystem.

Vad beror priset på

Priset på en plattsamlare beror till stor del på de material som används. Så karossen kan vara aluminium eller galvaniserat stål. En aluminiumkropp är att föredra, men den kostar mer. Det finns även polymerfodral. De kännetecknas av hög styrka och tillförlitlighet.

Värmeväxlarrören och värmeuppsamlarplattans material har stor inverkan på effektiviteten. De är aluminium (sådana paneler är billigare) och koppar. Koppar är dyrare, men också mer hållbara, de har också en högre effektivitet. För Ryssland, även för dess södra regioner, är det önskvärt att använda dem. Eftersom solinstrålningen, även i söder, sällan är överdriven, räcker den snarare inte alltid till för uppvärmning.

Beläggningen av värmeuppsamlarplattan är också viktig: ju närmare den är absolut svart, desto mindre strålar kommer att reflekteras och mer värme kommer att resultera. Därför arbetar teknologer ständigt för att förbättra denna beläggning.

I de första modellerna var det en vanlig svart färg, men idag är det en svart nickelbeläggning.

Plastgrenrör

I en separat typ kan solfångare av plast urskiljas. I den enklaste versionen är det två polykarbonatpaneler som är monterade på en aluminiumram. Mellan dem svetsas eller svetsas ribbor, vilket skapar en labyrint för vattenflödet i panelen. Inloppet är placerat på toppen av panelen och utloppet är i botten.Kallt vatten hälls i den övre, som passerar genom labyrinten, värms upp och går ut med en högre temperatur genom den nedre. Systemet används för att värma vatten på sommaren. På grund av det låga hydrauliska motståndet fungerar den mycket bra i ett gravitationsflödessystem. Denna typ av solvärmare är ett idealiskt alternativ för att leverera varmvatten till ett sommarhus under trädgårdssäsongen.

Men ibland kallas fullfjädrade solfångare för uppvärmning plastsolfångare. Det är bara det att i dem är topplocket inte av glas, utan av samma polykarbonat eller annan plast som överför solljus bra. Sådana modeller är mindre i riskzonen: plaster är mer hållbara än glas (även härdat).

Utrusta system som arbetar med solfångare med automation

Detaljerna för driften av solcellsanläggningar, ständigt förändrade initiala data (säsong, väderförhållanden och så vidare) säkerställer inte stabiliteten hos parametrar (temperatur, värmebärarflöde och andra), vilket kräver inkludering av styrsystem i installationsschema.

Elektroniska enheter som en styrenhet, baserat på analys av temperaturen på vissa platser i installationsdiagrammet, ger kommandon för att öppna / stänga ventiler, slå på / av pumpenheter för att välja den optimala rörelsen av kylvätskan längs kretsen. Så, till exempel, om temperaturen på vattnet i kylvätskans lagringstank överskrids, kommer regulatorn att stoppa sin rörelse längs kretsen, vilket stoppar värmeförlusten som kan släppas ut i miljön genom kollektorn.

Arbetsprincip för solvärmare

Innan man påbörjar tillverkningen av ett hemmagjort solsystem är det värt att studera designen av fabrikstillverkade solfångare - luft och vatten.De förra används för direkt uppvärmning av rum, de senare används som vattenvärmare eller icke-frysande kylvätska - frostskyddsmedel.

Huvudelementet i solsystemet är själva solfångaren, som erbjuds i 3 versioner:

1. Platt varmvattenberedare. Det är en förseglad låda, isolerad underifrån. Inuti finns en värmemottagare (absorbator) gjord av en metallplåt, på vilken en kopparspole är fixerad. Uppifrån stängs elementet av starkt glas.
2. Utformningen av luftvärmegrenröret liknar den tidigare versionen, endast luften som pumpas av fläkten cirkulerar genom rören istället för kylvätskan.
3. Enheten för en rörformig vakuumsamlare skiljer sig fundamentalt från platta modeller. Apparaten består av tåliga glaskolvar, där kopparrör är placerade. Deras ändar är anslutna till 2 linjer - tillförsel och retur, luften pumpas ut ur kolvarna.

Tillägg. Det finns en annan typ av vakuumvattenberedare, där glasflaskor är tätt förslutna och fyllda med ett speciellt ämne som avdunstar vid låg temperatur. Under avdunstning absorberar gasen en stor mängd värme som överförs till vattnet. Under värmeväxlingsprocessen kondenserar ämnet igen och strömmar till botten av kolven, som visas på bilden.

Enheten av ett direkt uppvärmt vakuumrör (vänster) och en kolv som arbetar genom avdunstning / kondensation av vätska

De listade typerna av samlare använder principen om direkt överföring av värmen från solstrålning (annars - insolering) till en strömmande vätska eller luft. En platt varmvattenberedare fungerar så här:

1. Genom en kopparvärmeväxlare med en hastighet av 0,3-0,8 m / s rör sig vatten eller frostskyddsmedel, pumpat av en cirkulationspump (även om det också finns gravitationsmodeller för en utomhusdusch).
2. Solens strålar värmer upp det absorberande arket och spolröret tätt anslutet till det. Temperaturen på den strömmande kylvätskan stiger med 15-80 grader beroende på årstid, tid på dygnet och gatuväder.
3. För att utesluta värmeförluster är kroppens botten- och sidoytor isolerade med polyuretanskum eller extruderat polystyrenskum.
4. Det genomskinliga toppglaset har 3 funktioner: det skyddar absorbatorns selektiva beläggning, det tillåter inte vinden att blåsa över spolen och det skapar ett lufttätt lager som håller värmen.
5. Den varma kylvätskan kommer in i värmeväxlaren i lagringstanken - bufferttank eller indirekt värmepanna.

Eftersom temperaturen på vattnet i enhetens krets varierar med årstidernas och dagars förändringar, kan solfångaren inte användas för uppvärmning och varmvatten direkt. Energin som tas emot från solen överförs till huvudkylvätskan genom tankens spole - ackumulator (panna).

Effektiviteten hos rörformiga apparater ökar på grund av vakuumet och den inre reflekterande väggen i varje kolv. Solens strålar passerar fritt genom det luftlösa lagret och värmer kopparröret med frostskyddsmedel, men värmen kan inte övervinna vakuumet och gå ut, så förlusterna är minimala. En annan del av strålningen kommer in i reflektorn och fokuseras på vattenlinjen. Enligt tillverkarna når installationens effektivitet 80%.

När vattnet i tanken värms upp till rätt temperatur växlar solvärmeväxlarna till poolen med hjälp av en trevägsventil