Încălzitor Solar De Apă DIY: Diagramă, Dispozitiv Etc. + Video

2024 Autor: Bailey Albertson | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 13:04

Încălzitor solar de apă: posibilitatea de a utiliza un geo-colector și auto-fabricarea dispozitivului

Soarele este cea mai mare sursă de energie sigură și gratuită. Și dacă oamenii anteriori nu au putut să o folosească, acum există tehnologii care ajută la asigurarea unei case cu căldură și apă caldă numai în detrimentul soarelui. Utilizarea colectorilor este o modalitate rentabilă și accesibilă de a face o casă de țară mai confortabilă. Trebuie doar să alegeți colectorul solar potrivit (sau să îl creați singur) și apoi să îl introduceți în sistemul de încălzire existent.

Conţinut

• 1 Ce este un încălzitor solar de apă

  1.1 Domeniul de utilizare a plantelor solare

• 2 Tipuri de colectoare solare

  • 2.1 Tabel: Caracteristici comparative ale colectoarelor plate și de vid
  • 2.2 Caracteristici ale încălzitoarelor solare cu ecran plat
  • 2.3 Caracteristicile colectoarelor de vid

• 3 În ce sistem să se integreze un încălzitor solar de apă

  • 3.1 Tipuri de circulație
  • 3.2 Selectarea tipului de circuit de circulație

• 4 Cum se face un colector solar plat cu propriile mâini

  • 4.1 Instrumente și materiale pentru lucru
  • 4.2 Video: cum se realizează un încălzitor solar cu tub plat de cupru
  • 4.3 Instalarea colectorului solar
  • 4.4 Întreținerea colectorului solar
• 5 Video: instrucțiuni pentru asamblarea unui colector solar din cutii de aluminiu

Ce este un încălzitor solar de apă

Un colector (încălzitor de apă) este un dispozitiv care colectează energia din razele soarelui și o transformă în căldură. Soarele încălzește lichidul de răcire din colector, care este apoi utilizat pentru alimentarea cu apă caldă și încălzire sau pentru generarea de electricitate.

Încălzitoarele solare moderne de apă pot fi complexe, dar orice proprietar al unei case private poate realiza în mod independent un dispozitiv pentru propriile nevoi. Principalul lucru este să vă dați seama pentru ce este acest dispozitiv.

Trei colectoare satisfac pe deplin nevoile familiei de apă caldă și încălzire

Domeniul de utilizare a plantelor solare

În țara noastră, expresia încălzitor solar de apă este încă asociată cu un rezervor negru pe acoperișul cabinei de duș de vară, dar această tehnologie este utilizată cu succes în întreaga lume. Colectoarele solare sunt comune în regiunile sudice ale Europei. Locuitorii caselor particulare din Italia, Spania și Grecia sunt obligați prin lege să folosească încălzitoare solare de apă. Nici China nu rămâne în urma Occidentului. Acolo, încălzitoarele solare de apă sunt instalate pe acoperișurile clădirilor înalte și furnizează apă caldă tuturor apartamentelor. În 2000, existau atât de multe centrale solare în lume încât, împreună, ar ocupa mai mult de 71 de milioane de m ². Aproape 15 milioane de m ² dintre aceștia ar fi europeni.

Colectoarele solare de vid ocupă aproape complet acoperișurile clădirilor noi chinezești

Astfel de dispozitive sunt utilizate pentru alimentarea cu apă caldă a clădirilor menajere și a clădirilor industriale, încălzirea caselor particulare, clădirilor administrative, atelierelor. Acestea sunt cele mai solicitate în industria alimentară și textilă, deoarece în acest domeniu există multe procese de producție care utilizează apă caldă.

În sectorul privat, fiecare persoană din Germania are 0,14 m ² de suprafață a colectorului solar, din Austria - 0,45 m ², din Cipru - 0,8 m ², și din Rusia - 0,0002 m ². Intensitatea luminii solare în Rusia cu doar 0,5 kWh / m ² mai mică decât în sudul Germaniei. Aceasta înseamnă că popularitatea redusă a colectoarelor solare din regiunile nordice nu se datorează unor motive geografice.

Chiar și apa din piscină poate fi încălzită cu un sistem de distribuție extins

Tipuri de colectoare solare

Inginerii au dezvoltat concentratoare plate, tubulare cu vid, cu reflector parabolic, antene, turnuri solare și alte tipuri de instalații. Cele mai populare pentru uz casnic sunt încălzitoarele de apă plate și cu vid.

Tabel: Caracteristici comparative ale colectoarelor plate și vidate

Colector plat	Colector de vid
Ușor de făcut cu propriile mâini din materiale uzate.	Fabricat într-un mediu industrial sau asamblat din piese din fabrică.
Plătește repede.	Se plătește de trei ori mai mult decât plat.
Mai puțin probabil să se supraîncălzească pe timp cald.	Împiedică revenirea căldurii acumulate în mediu.
Funcționează eficient vara sau în țările cu climă caldă.	Potrivit pentru regiunile reci, funcționează iarna la temperaturi de până la -30 o C.
Are vânt puternic, astfel încât o rafală puternică de vânt îl poate sufla de pe acoperiș.	Vântul trece liber între tuburile de vid, astfel încât probabilitatea ca colectorul să nu fie lovit de furtună este mai mare.
Se curăță de zăpadă, îngheț și gheață.	Productivitatea este de 2-3 ori mai mare decât cea a unui colector plat (cu suprafețe egale).

Caracteristici ale încălzitoarelor solare cu ecran plat

Dispozitivul este un panou, în interiorul căruia există tuburi de cupru cu un strat întunecat. Încălzesc apa, care este apoi colectată într-un rezervor și utilizată pentru alimentarea cu apă caldă (alimentare cu apă caldă). Dacă faceți colectorul dvs., componentele scumpe pot fi înlocuite cu materialele disponibile:

• în loc de țevi de cupru, puteți lua oțel, polietilenă sau doar un radiator de la un frigider vechi;
• un cadru din lemn poate deveni un înlocuitor pentru unul metalic, deși cântărește mai mult;
• absorbantul cromat va înlocui vopseaua neagră obișnuită;
• o foaie de sticlă sau policarbonat celular va servi bine ca un capac de protecție, iar spuma va servi ca încălzitor.

Principalul lucru este să asigurați etanșeitatea panoului, dar pentru aceasta este suficient să sigilați toate cusăturile cu silicon de construcție. Principalul dezavantaj al acestor dispozitive este că lichidul de răcire încălzit radiază căldură în aer și se răcește puțin înainte de a intra în rezervorul de stocare. Utilizarea izolației termice și etanșarea cusăturilor sunt concepute pentru a combate exact acest efect.

Părțile scumpe ale unui colector industrial pot fi înlocuite cu omologi mai ieftini, de exemplu, țevile de oțel pot fi utilizate în locul țevilor de cupru, iar cadrul dispozitivului poate fi din lemn

Dacă nu se ia apă din colectorul plat, într-o zi fierbinte și însorită se poate încălzi până la 190-210 ^o C, ceea ce poate duce la ruperea țevilor cu lichid de răcire sau elemente de legătură. Pentru cei care folosesc ocazional un încălzitor solar de apă, este important să instalați un rezervor de stocare care poate elimina excesul de presiune în conducte. O altă opțiune este utilizarea uleiului mineral mai degrabă decât a apei ca radiator. Punctul său de fierbere este mai mare, ceea ce reduce riscul deteriorării sistemului. În acest caz, este necesar un schimbător de căldură, în care uleiul să transfere căldura acumulată în apă fără contact direct.

Caracteristicile colectoarelor de vid

Acest tip de încălzitor solar de apă constă din tuburi individuale, fiecare dintre ele aflându-se într-un mediu fără aer. Acest design a făcut posibilă reducerea pierderilor de căldură pe drumul de la colector la rezervorul de stocare și creșterea eficienței sistemului. Datorită acestui fapt, aspiratoarele funcționează perfect în timpul schimbării anotimpurilor (toamna, primăvara) și iarna.

Colectorul de vid este format din tuburi plasate într-un mediu fără aer

Tuburile de cupru sunt folosite și în încălzitoarele solare cu vid, deoarece acest material asigură un bun transfer de căldură și igienă în același timp. Restul elementelor sunt similare: sticlă (borosilicat pentru o mai bună transmitere a căldurii), sub el se află un strat absorbant de negru, un tub cu agent de răcire și un substrat. Este mai ușor să asigurați etanșeitatea sistemului, deoarece există o singură cusătură - conexiunea dintre tub și rezervorul de stocare.

Conductele separate sunt conectate la conducta principală a încălzitorului de apă cu vid

Apa rece se încălzește treptat la contactul alternativ cu țevile fierbinți de cupru. Acesta este singurul mod de a disipa căldura dintr-o instalație solară sub vid, deci este important să îi asigurați un flux regulat de apă rece, adică să folosiți apă fierbinte pe tot parcursul zilei. Antigelul este utilizat ca agent de răcire în colectoarele solari cu vid pentru a crește durabilitatea sistemului. Acesta tolerează încălzirea la 300 ^de grade C și nu îngheață atunci când într-o zi înnorată, temperatura dispozitivului este redusă la -40 ^{până la} S.

Este imposibil să creați un colector solar vid cu propriile mâini: realizarea unui tub cu pereți groși din sticlă borosilicată este de neconceput în condiții artizanale. Prin urmare, o opțiune mai fiabilă ar fi achiziționarea baloanelor din fabrică (sunt oferite soiuri coaxiale și de pene) și asamblarea încălzitorului solar de apă la fața locului. Dar, deoarece chiar și o astfel de muncă necesită abilități remarcabile de lăcătuș, este mai bine să cumpărați un produs finit cu o garanție de la producător.

În ce sistem să integreze un încălzitor solar de apă

Pentru ca apa fierbinte să înceapă să curgă din robinet, este important nu numai să alegeți un colector, ci și să creați un întreg sistem pentru acesta dintr-un rezervor de stocare, conectând țevi, robinete și alte elemente.

Tipuri de circulație

Determinați dacă puteți instala rezervorul de stocare deasupra nivelului colectorului. Depinde care dintre cele două tipuri de circulație va fi în sistem.

1. Circulația naturală se creează datorită diferenței de densitate dintre apa rece și cea caldă. Lichidul încălzit tinde să crească, ceea ce determină amplasarea rezervorului de stocare. Dacă acoperișul este complex, alegeți un loc bine luminat pentru colector și așezați rezervorul sub creastă.

   

   Cu circulația naturală, apa se deplasează prin sistem datorită diferenței de densitate între apa rece și cea caldă.

2. Sistemele cu circulație forțată funcționează datorită unei pompe care pompează apă caldă într-un rezervor pregătit. În acest caz, devine posibil să plasați elementele sistemului departe unul de celălalt, de exemplu, să puneți un rezervor de depozitare în pod sau în subsol. Este mai bun pentru exterior și necesită mai puțin efort pentru a izola rezervorul în sine. Dar conductele care duc de la colector la rezervor trebuie să fie prevăzute cu izolație termică, altfel există riscul de a pierde toată căldura pe parcurs. Circulația forțată necesită utilizarea energiei electrice, deci dacă nu există electricitate la dacha sau dacă electricitatea se stinge adesea, această opțiune nu va funcționa.

   

   În sistemele cu circulație forțată, apa fierbinte este deplasată de o pompă

Dacă decideți să utilizați un ulei de transfer de căldură în colector, furnizați o pompă pentru circulație forțată. În caz contrar, datorită coeficientului redus de expansiune a uleiului, sistemul pur și simplu nu va funcționa.

Selectarea tipului de circuit de circulație

Trei tipuri de sisteme sunt comune:

1. Buclă deschisă. Acesta este cel mai simplu mod de a furniza apă caldă casei dumneavoastră. Principala sa diferență este că lichidul de răcire din colector este neapărat apă. În primul rând, se încălzește în tuburi, apoi intră în rezervorul de depozitare și apoi direct în robinetul din bucătărie sau baie. Adică apa nu circulă într-un cerc, dar o nouă porțiune este încălzită de fiecare dată într-un circuit deschis.

   

   Într-un sistem de apă caldă cu buclă deschisă, apa nu circulă în cerc

2. Circuit unic. Este de preferat atunci când se presupune că se încălzește casa cu ajutorul căldurii solare sau pentru a reduce funcționarea încălzirii electrice. Diferența sa este că apa încălzită de soare intră în conductele de încălzire. Lichidul de răcire se deplasează în cerc în sistem. Acesta este un ciclu de circulație închis. Deoarece colectorul solar este utilizat iarna și în afara sezonului, alegeți modele de vid și includeți un sistem de încălzire suplimentar în sistem. Un cazan electric sau pe gaz ajută la aducerea lichidului de răcire la temperatura dorită în zilele reci și înnorate, precum și noaptea.

   

   Într-un sistem de circulație cu un singur circuit, colectorul solar funcționează în paralel cu cazanul

3. Circuit dublu. Această opțiune implică transferul de căldură de la colector la sistem printr-un schimbător de căldură special. Deoarece nu există contact direct între lichidul de răcire și apă, în colector se utilizează ulei sau antigel. Sistemul este optim pentru casele de țară în care oamenii trăiesc pe tot parcursul anului. În acesta, colectorul este utilizat atât pentru alimentarea cu apă caldă, cât și pentru încălzirea în același timp. De regulă, un cazan și / sau cazan este, de asemenea, integrat în acesta pentru încălzirea suplimentară a apei și sunt folosiți mai mulți colectoare (în funcție de numărul de locuitori și de caracteristicile climatice ale regiunii).

   

   Într-un sistem de circulație cu dublu circuit, nu există contact direct între lichidul de răcire al încălzitorului solar de apă și apă

Cum să faci un colector solar plat cu propriile mâini

Acest lucru necesită un desen. De asemenea, va trebui să calculați suprafața încălzitorului de apă în conformitate cu nevoile familiei. Acest parametru este determinat de formula: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, unde:

• A - zona colectorului, m2;
• AW este aria redusă care este capabilă să genereze 1 kW * oră pe zi, m2 * zi / (kW * oră);
• Η - eficiența unui colector,%;
• G - radiația solară totală pe zi, tipică pentru o anumită zonă, kW * oră / (m2 * zi);
• K - coeficient ținând cont de valoarea unghiului de înclinare a colectoarelor și de orientarea lor față de punctele cardinale;
• F este energia necesară pentru încălzirea apei pe zi, kW * oră / zi;
• SF este ponderea energiei solare în acoperirea cererii de căldură,%.

Pentru construcția unui colector, veți avea nevoie de un desen detaliat care să indice numărul și dimensiunea pieselor

Unelte și materiale pentru muncă

Pentru fabricarea unui colector solar plat de 2,28x1,9x0,1 m cu țevi metal-plastic și cadru din lemn, veți avea nevoie de:

• ferăstrău sau ferăstrău pentru tăierea lemnului și a placajului;
• foarfece pentru țevi metal-plastic;
• şurubelniţă;
• perii și pistol de pulverizare sau cutie de vopsea pentru înnegrirea țevilor montate.

Secvențierea:

1. Asamblați o cutie pentru baza colectorului din două foi de placaj de 1,52x1,52 m, grosime 1 cm. Una dintre ele decupată pentru a crea laturi pentru detalii: 0,76x0,38 m în dimensiune - 4 buc., 1,52x0 Dimensiunea de.76 m - 1 PC.

   

   Foile de placaj sunt folosite pentru a crea o cutie de colecție

2. Vopsiți suprafața interioară a cutiei rezultate cu vopsea neagră mată, iar suprafața exterioară cu alb sau acoperiți cu un lac protector.

3. Creați un cadru pentru atașarea unei cutii dintr-o bară de 5x5 cm, conform schemei atașate. În total, vor fi necesari 60 m de cherestea. Înainte de asamblare, este important să tratați piesele cu un conservant pentru lemn pentru a proteja materialul de precipitații și temperaturi extreme. Fixați piesele împreună cu șuruburi pentru lemn folosind colțuri metalice de 5x5 cm.

   

   Un suport (cadru) pentru cutie este format dintr-o bară

4. Fixați cutia pe suportul pregătit și efectuați asamblarea suplimentară pe acest suport înclinat.

5. Faceți marcaje unde vor merge țevile și unde se vor potrivi țevile. Colorează-le și ele în negru, pentru a nu crește pierderile de căldură.

   

   Pentru o fixare sigură, tuburile de montare sunt așezate în patru rânduri

6. Tăiați țevile de plastic armat gros de 0,5 "în bucăți la lungimea dorită. Pentru a evita să faceți o greșeală, utilizați primul fragment ca referință. Ar trebui să obțineți 45 de bucăți de 2,14 m fiecare.
7. Asamblați șarpele din țevile de pe suport, folosind fitinguri pentru țevi metal-plastic la viraje. Sunt necesare un total de 44 de coate unghiulare de tip „mamă-mamă” și „mamă-tată” și 88 de adaptoare de la țeava metal-plastic până la montaj. Folosiți un filet de etanșare pentru a sigila îmbinările. La începutul și la sfârșitul șarpelui, fixați adaptorii pentru conectarea furtunurilor de alimentare cu apă și de scurgere.

8. Vopsiți structura în negru folosind un pistol sau o cutie.

   

   Bobina colector este vopsită cu vopsea neagră

9. Conectați bobina la pompă și asigurați-vă că nu există scurgeri la pomparea apei. Dacă o conexiune nu este suficient de strânsă, scurgeți-o și reasamblați-o, apoi verificați din nou.

10. Acoperiți partea superioară a cutiei cu sticlă transparentă sau policarbonat solid. Dacă nu este posibil să folosiți o foaie solidă, realizați un cadru de aluminiu în mărimea fragmentelor disponibile (de preferință nu mai mult de patru) și fixați panourile în siguranță. Tratați cu atenție fiecare articulație cu silicon transparent, astfel încât încălzitorul de apă să fie strâns.

    

    Scutul colectorului poate fi asamblat din mai multe piese, consolidând în continuare îmbinările

Conform schemei descrise, este asamblat un colector cu o capacitate de 1,6-2 kW.

Video: cum se face un încălzitor solar de apă cu tub plat de cupru

Instalare colector solar

Dispozitivul este instalat pe acoperiș. Această opțiune este potrivită pentru case de țară și clădiri înalte. Este mai bine dacă acoperișul este înclinat și unghiul de înclinare este aproape de latitudinea acestei regiuni. În acest caz, va trebui să atașați consolele la plăcile din partea sa sudică prin materialul de acoperiș. Colectorul va fi plasat la 15-20 cm deasupra nivelului acoperișului, paralel cu rampa. Aceasta este cea mai armonioasă soluție, mai ales dacă în casă se folosesc mai multe încălzitoare de apă. Uneori colectorul este încastrat în acoperiș, astfel încât ecranul de protecție să fie la același nivel cu acoperirea decorativă a acoperișului. Dar această metodă este mult mai costisitoare și poate slăbi structura acoperișului.

Cel mai bine este să montați sistemul colector de plăci plate pe un acoperiș înclinat

Pe acoperișurile plate, colectoarele sunt montate pe structuri speciale care le țin la un unghi dat. Standurile pot fi achiziționate gata făcute sau sudate singure din colțuri. Structura metalică este atașată la bază cu șuruburi mari de ancorare.

Pe un acoperiș plat, colectoarele sunt montate pe structuri speciale

În căsuțele de vară, colectoarele solare sunt instalate lângă casă sau piscină într-o zonă deschisă și însorită. În acest caz, aleg un loc pe un site deja creat sau echipează separat o bază de încredere. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de o platformă dreptunghiulară cu o pernă în vrac, cu impermeabilizare și un strat de dale de pavaj, gresie porțelanată și alt material durabil, dur și rezistent la intemperii. Ulterior, este montat pe el un suport de șevalet din metal sau lemn, pe care este atașat colectorul solar.

Instalarea unui colector solar pe suporturi care nu au o bază comună este considerată mai puțin fiabilă, dar ajută la economisirea spațiului

Întreținerea colectorului solar

Ca orice alt echipament, dispozitivul necesită service. Cele mai frecvente lucrări:

1. Spălarea sticlei. Panoul de protecție al colectorului devine tulbure în timp din cauza prafului și a depunerilor. Pentru a împiedica acest lucru să afecteze eficiența sistemului, merită să îl curățați o dată pe lună (în perioada de lucru) cu un curățător obișnuit de sticlă sau doar cu apă cu săpun (dacă panoul transparent nu este din sticlă). Deoarece carcasa este sigilată, nu este necesară nicio lucrare pregătitoare pentru oprirea sistemului.
2. Scurgerea colectoarelor de plăci plate dacă nu este folosită iarna. Congelarea apei în timpul vremii tulbure de iarnă poate rupe țevile și armăturile. Prin urmare, odată cu apariția vremii reci, este necesar să opriți alimentarea cu apă și să scurgeți complet lichidul din conducte. Apoi, până la următoarea cabană de vară, colecționarul va fi din nou gata de lucru. Restul încălzitorului solar de apă este rezistent la intemperii, deci nu este necesar să le scoateți de pe acoperișul casei de la țară.
3. Înlocuirea lichidului de răcire dacă se deteriorează din cauza încălcării regulilor de funcționare. Antigelul utilizat în colectoarele solare sub vid este foarte sensibil la supraîncălzire. Dacă încălzitorul de apă nu a putut transfera căldura în apă (nu a fost folosită apă caldă în casă, sistemul de încălzire a fost oprit), se formează fulgi în tuburile de cupru lichide și subțiri și un filtru sunt înfundate. Ca urmare, colectorul nu este în măsură să-și îndeplinească funcțiile în mod normal. În acest caz, scurgeți complet antigelul din fiecare balon, spălați tubul și umpleți sistemul cu un antigel specializat (pentru colectoare, nu pentru mașini). De asemenea, filtrul trebuie curățat și cartușul înlocuit. După pornirea sistemului, fulgii rămași accidental pot reapărea în filtru, prin urmare, pentru prima zi de funcționare a colectorului, este necesar să-l controlați și, dacă este necesar, să curățați cartușul.

4. Înlocuirea sticlei sparte. Panoul de protecție se rup uneori din cauza grindinei, a vandalilor și a altor motive. Nu este dificil să înlocuiți sticla într-un colector plat: pur și simplu îndepărtați-l pe cel vechi și fixați-l pe cel nou cu etanșant siliconic. Lucrarea nu va dura mai mult de o jumătate de oră, nu trebuie să opriți sistemul. În colectorul de vid, întregul bec va trebui înlocuit. Va trebui să îl comandați de la același producător.

   

   Este mai bine să încredințați înlocuirea unui balon colector de vid deteriorat profesioniștilor.

Dacă colectorul a fost achiziționat, la prima defecțiune merită să sunați la comandant și, în perioada de garanție - contactați reprezentantul producătorului. Un încălzitor solar de casă va trebui reparat de unul singur, dar găsirea unei defecțiuni și fixarea acestuia într-un produs de casă este mult mai ușor decât în fabrică. Experiența reparatorilor de colectoare sugerează că trebuie mai întâi să verificați starea supapelor, a senzorilor, a rezervorului de stocare și a pompei, deoarece acestea sunt mai puțin fiabile decât instalația solară în sine.

În sistemele de apă caldă menajeră cu colector solar, supapele și senzorii se defectează cel mai adesea.

Video: instrucțiuni pentru asamblarea unui colector solar din cutii de aluminiu

Proprietarii colectoarelor solare sunt siguri: odată ce evaluați capacitățile acestui dispozitiv, va fi pur și simplu imposibil să faceți fără el. Acum puteți oferi casei sau cabanei de vară căldură ieftină și sigură.