Ηλιακός θερμοσίφωνας: εγκατάσταση DIY

Ηλιακός θερμοσίφωνας: εγκατάσταση DIY

Το επίπεδο ανάπτυξης των σύγχρονων τεχνολογιών και υλικών είναι τόσο υψηλό που η μη χρήση της ενέργειας του ήλιου είναι παράλογη από οικονομική άποψη και εγκληματική σε σχέση με το περιβάλλον. Δυστυχώς, η αγορά βιομηχανικών εγκαταστάσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας είναι παράλογη λόγω του υψηλού κόστους τους. Ωστόσο, υπάρχει μια λύση: να φτιάξετε έναν παραγωγικό ηλιακό συλλέκτη με τα χέρια σας από υλικά που μπορείτε να βρείτε στο πλησιέστερο κατάστημα υλικού.

Σκοπός του ηλιακού συλλέκτη, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του

Ένας ηλιακός θερμοσίφωνας (υγρός ηλιακός συλλέκτης) είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί την ενέργεια του ήλιου για τη θέρμανση του ψυκτικού. Χρησιμοποιείται για θέρμανση χώρου, οργάνωση παροχής ζεστού νερού, θέρμανση νερού σε πισίνες κ.λπ.

Ηλιακός συλλέκτης τοποθετημένος στην οροφή του κτιρίου

Ο ηλιακός συλλέκτης θα παρέχει στο σπίτι ζεστό νερό και θερμότητα.

Προαπαιτούμενα για τη χρήση ενός φιλικού προς το περιβάλλον θερμοσίφωνα είναι το γεγονός ότι η ηλιακή ακτινοβολία πέφτει στη Γη όλο το χρόνο, αν και διαφέρει σε ένταση το χειμώνα και το καλοκαίρι. Έτσι, για τα μεσαία γεωγραφικά πλάτη, η ημερήσια ποσότητα ενέργειας κατά την κρύα περίοδο φτάνει τα 1-3 kW * h ανά 1 τετραγωνικά M, ενώ στην περίοδο από το Μάρτιο έως τον Οκτώβριο αυτή η τιμή κυμαίνεται από 4 έως 8 kW * h / m2. Εάν μιλάμε για τις νότιες περιοχές, τότε οι αριθμοί μπορούν να αυξηθούν με ασφάλεια κατά 20-40%.

Όπως μπορείτε να δείτε, η αποδοτικότητα της εγκατάστασης εξαρτάται από την περιοχή, αλλά ακόμη και στα βόρεια της χώρας μας, ο ηλιακός συλλέκτης θα παρέχει την ανάγκη για ζεστό νερό - το κύριο πράγμα είναι ότι υπάρχουν λιγότερα σύννεφα στον ουρανό. Εάν μιλάμε για τη μεσαία λωρίδα και τις νότιες περιοχές, τότε η εγκατάσταση που λειτουργεί από την Sun θα είναι σε θέση να αντικαταστήσει το λέβητα και να καλύψει τις ανάγκες του μέσου θέρμανσης το χειμώνα. Φυσικά, μιλάμε για παραγωγικούς θερμοσίφωνες αρκετών δεκάδων τετραγωνικών μέτρων.

Η εξοικονόμηση χρημάτων από τον οικογενειακό προϋπολογισμό θα βοηθήσει την ηλιακή μπαταρία. Το να φτιάξετε μόνοι σας θα βοηθήσει το ακόλουθο υλικό:https://aquatech.tomathouse.com/el/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Πίνακας: Κατανομή της ηλιακής ενέργειας ανά περιοχή

Η μέση ημερήσια ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας, kW * h / m2
Μούρμανσκ Αρχάγγελσκ Αγία Πετρούπολη Μόσχα Νοβοσιμπίρσκ Ουλάν-Οντέ Καμπαρόφσκ Ροστόφ Ον Ντον Σότσι Εύρημα
2,19 2,29 2,60 2,72 2,91 3,47 3,69 3,45 4,00 3,99
Η μέση ημερήσια ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας τον Δεκέμβριο, kW * h / m2
0 0,05 0,17 0,33 0,62 0,97 1,29 1,00 1,25 2,04
Η μέση ημερήσια ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας τον Ιούνιο, kW * h / m2
5,14 5,51 5,78 5,56 5,48 5,72 5,94 5,76 6,75 5,12

Οι ηλιακοί συλλέκτες που κατασκευάζονται στο σπίτι δεν μπορούν να συγκριθούν με εργοστασιακές συσκευές, αλλά μια οικιακή ηλιακή εγκατάσταση θα μειώσει το κόστος θέρμανσης νερού για οικιακούς σκοπούς και θα εξοικονομήσει ηλεκτρικό ρεύμα όταν συνδέεται με πλυντήριο ρούχων και πλυντήριο πιάτων.

Πλεονεκτήματα των ηλιακών θερμοσιφώνων:

  • σχετικά απλός σχεδιασμός.
  • υψηλή αξιοπιστία;
  • αποτελεσματική λειτουργία ανεξάρτητα από την εποχή?
  • μεγάλη διάρκεια ζωής
  • τη δυνατότητα εξοικονόμησης φυσικού αερίου και ηλεκτρικής ενέργειας ·
  • Δεν απαιτείται άδεια εγκατάστασης εξοπλισμού.
  • ελαφρύ βάρος
  • ευκολία εγκατάστασης
  • πλήρης αυτονομία.

Όσον αφορά τις αρνητικές πτυχές, καμία εγκατάσταση για την παραγωγή εναλλακτικής ενέργειας δεν μπορεί να γίνει χωρίς αυτές. Στην περίπτωσή μας, τα μειονεκτήματα περιλαμβάνουν:

  • υψηλό κόστος του εργοστασιακού εξοπλισμού
  • εξάρτηση της αποδοτικότητας του ηλιακού συλλέκτη από την εποχή και το γεωγραφικό πλάτος.
  • έκθεση στο χαλάζι
  • πρόσθετες δαπάνες για την εγκατάσταση δεξαμενής αποθήκευσης θερμότητας ·
  • εξάρτηση της ενεργειακής απόδοσης της συσκευής από θολότητα.
Λαμβάνοντας υπόψη τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ηλιακών θερμοσιφώνων, δεν πρέπει να ξεχνάμε την περιβαλλοντική πλευρά του ζητήματος - τέτοιες εγκαταστάσεις είναι ασφαλείς για τον άνθρωπο και δεν βλάπτουν τον πλανήτη μας.
Τοποθέτηση του ηλιακού συλλέκτη στην οροφή

Ο εργοστασιακός ηλιακός συλλέκτης μοιάζει με σχεδιαστή, με τον οποίο μπορείτε να συναρμολογήσετε γρήγορα την εγκατάσταση της απαιτούμενης απόδοσης

Τύποι ηλιακών θερμοσιφώνων: η επιλογή σχεδιασμού για αυτοπαραγωγή

Ανάλογα με τη θερμοκρασία που αναπτύσσουν οι ηλιακοί θερμοσίφωνες, διακρίνουν:

  • συσκευές χαμηλής θερμοκρασίας - σχεδιασμένες για θέρμανση υγρών έως 50 ° C.
  • ηλιακοί συλλέκτες μέσης θερμοκρασίας - αύξηση της θερμοκρασίας του νερού εξόδου στους 80 ° C;
  • εγκαταστάσεις υψηλής θερμοκρασίας - θερμάνετε το ψυκτικό σε σημείο βρασμού.

Στο σπίτι, μπορείτε να δημιουργήσετε έναν ηλιακό θερμοσίφωνα πρώτου ή δεύτερου τύπου. Για την κατασκευή συλλέκτη υψηλών θερμοκρασιών, απαιτείται βιομηχανικός εξοπλισμός, νέες τεχνολογίες και ακριβά υλικά.

Σχετικά με το σχεδιασμό, όλοι οι υγροί ηλιακοί συλλέκτες χωρίζονται σε τρεις τύπους:

  • θερμοσίφωνες
  • συσκευές θερμοσιφώνου κενού.
  • ηλιοσυγκεντρωτές.

Ο επίπεδος ηλιακός συλλέκτης είναι ένα κουτί με χαμηλή θερμομόνωση. Μια εσωτερική πλάκα απορρόφησης φωτός και ένα σωληνοειδές περίγραμμα εγκαθίστανται στο εσωτερικό. Ο απορροφητικός πίνακας (απορροφητής) έχει αυξημένη θερμική αγωγιμότητα. Λόγω αυτού, είναι δυνατόν να επιτευχθεί η μέγιστη μεταφορά ενέργειας στο ψυκτικό που κυκλοφορεί κατά μήκος του κυκλώματος θερμοσίφωνας. Η απλότητα και η αποτελεσματικότητα των επίπεδων φυτών αντικατοπτρίζεται σε πολλά σχέδια που αναπτύχθηκαν από τεχνίτες.

Σχεδίαση επίπεδου ηλιακού συλλέκτη

Μέσα σε έναν επίπεδο ηλιακό συλλέκτη - μια πλάκα απορρόφησης φωτός και ένα σωληνοειδές κύκλωμα

Η αρχή της λειτουργίας των ηλιακών θερμοσιφώνων κενού βασίζεται στην επίδραση ενός θερμού. Ο σχεδιασμός βασίζεται σε δεκάδες γυάλινες φιάλες. Ο εξωτερικός σωλήνας είναι κατασκευασμένος από ανθεκτικό σε κρούση γυαλί που αντέχει σε μοίρες και αέρα. Ο εσωτερικός σωλήνας έχει ειδική επίστρωση για την αύξηση της απορρόφησης φωτός. Ο αέρας αντλείται έξω από το χώρο μεταξύ των στοιχείων του λαμπτήρα, ο οποίος αποτρέπει την απώλεια θερμότητας. Στο κέντρο της δομής υπάρχει ένα χαλκό θερμικό κύκλωμα γεμάτο με ψυκτικό χαμηλού σημείου βρασμού (freon) - είναι ο θερμαντήρας του ηλιακού συλλέκτη κενού. Στη διαδικασία, το υγρό διεργασίας εξατμίζεται και μεταφέρει τη θερμική ενέργεια του ρευστού επεξεργασίας στο κύριο κύκλωμα. Με αυτήν την ικανότητα, το αντιψυκτικό χρησιμοποιείται συχνότερα. Αυτός ο σχεδιασμός εξασφαλίζει την απόδοση του συστήματος σε θερμοκρασίες έως -50 ° C. Στο σπίτι, είναι δύσκολο να κατασκευαστεί ένα τέτοιο εργοστάσιο, οπότε υπάρχουν μερικές οικιακές κατασκευές τύπου κενού.

Η αρχή της λειτουργίας του ηλιακού συλλέκτη κενού

Στην καρδιά του σχεδιασμού του κενού ηλιακού συλλέκτη - πολλές διπλές γυάλινες φιάλες

Ο ήλιος συμπυκνωτής έχει βασικά έναν σφαιρικό καθρέφτη ικανό να εστιάσει την ηλιακή ακτινοβολία σε ένα σημείο. Η θέρμανση του υγρού πραγματοποιείται σε ένα σπιράλ μεταλλικό κύκλωμα, το οποίο τοποθετείται στο επίκεντρο της εγκατάστασης. Το πλεονέκτημα των ηλιακών συμπυκνωτών είναι η ικανότητα ανάπτυξης υψηλής θερμοκρασίας, αλλά η ανάγκη για ένα σύστημα παρακολούθησης για τον Ήλιο μειώνει τη δημοτικότητά τους μεταξύ των σπιτικών κατασκευαστών.

Ηλιακός συμπυκνωτής

Η κατασκευή ενός παραγωγικού ηλιακού συμπυκνωτή στο σπίτι δεν είναι εύκολη υπόθεση

Για την κατασκευή στο σπίτι, οι ηλιακοί θερμοσίφωνες είναι κατασκευασμένοι με θερμομονωτικά υλικά, γυαλί με υψηλή μετάδοση και απορροφητές χαλκού.

Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας ενός επίπεδου ηλιακού συλλέκτη

Ο σπιτικός ηλιακός θερμοσίφωνας αποτελείται από ένα επίπεδο ξύλινο πλαίσιο (κουτί) με έναν κενό πίσω τοίχο. Στο κάτω μέρος βρίσκεται το κύριο στοιχείο της συσκευής - ο απορροφητής. Τις περισσότερες φορές, είναι κατασκευασμένο από μεταλλικό φύλλο προσαρτημένο σε σωληνοειδή πολλαπλή. Η αποτελεσματικότητα της μεταφοράς ενέργειας εξαρτάται από την επαφή της πλάκας απορρόφησης με τους σωλήνες του εναλλάκτη θερμότητας, επομένως αυτά τα μέρη συγκολλούνται ή συγκολλούνται με συνεχή ραφή.

Το ίδιο το υγρό κύκλωμα είναι μια σειρά από κάθετα τοποθετημένους σωλήνες. Στα άνω και κάτω μέρη, συνδέονται με οριζόντιους σωλήνες αυξημένης διαμέτρου, οι οποίοι προορίζονται για την παροχή και την επιλογή ψυκτικού. Η είσοδος και η έξοδος του υγρού διατάσσονται διαγώνια - εξαιτίας αυτού, εξασφαλίζεται πλήρης αφαίρεση θερμότητας από τα στοιχεία του εναλλάκτη θερμότητας. Το αντιψυκτικό για συστήματα θέρμανσης ή άλλες λύσεις μη κατάψυξης χρησιμοποιούνται ως φορέας θερμότητας.

Ο απορροφητής καλύπτεται με βαφή απορρόφησης φωτός, τοποθετείται γυαλί στην κορυφή και το κουτί προστατεύεται με στρώμα θερμομόνωσης. Για να απλοποιηθεί η εργασία, η περιοχή των υαλοπινάκων χωρίζεται σε μέρη και για να αυξηθεί η παραγωγικότητα, χρησιμοποιούνται παράθυρα με διπλά τζάμια. Ο κλειστός σχεδιασμός δημιουργεί θερμικό αποτέλεσμα στον ηλιακό συλλέκτη και ταυτόχρονα αποτρέπει την απώλεια θερμότητας λόγω ανέμου, βροχής και άλλων εξωτερικών παραγόντων.

Ο ήλιος είναι μια πηγή ενέργειας διαθέσιμη σε κάθε άτομο. Αυτό το άρθρο θα βοηθήσει στον εξοπλισμό του ηλιακού συλλέκτη:https://aquatech.tomathouse.com/el/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

Ο ηλιακός θερμοσίφωνας λειτουργεί ως εξής:

  1. Το αντιψυκτικό υγρό που θερμαίνεται στον ηλιακό συλλέκτη ανεβαίνει μέσω των σωλήνων και εισέρχεται στη δεξαμενή αποθήκευσης θερμότητας μέσω του κλάδου μεταφοράς θερμότητας.
  2. Μετακινώντας τον εναλλάκτη θερμότητας που είναι εγκατεστημένος μέσα στη δεξαμενή αποθήκευσης, το αντιψυκτικό εκπέμπει θερμότητα στο νερό.
  3. Το ψυχθέν υγρό εργασίας εισέρχεται στο κάτω μέρος του κυκλώματος ηλιακού θερμοσίφωνα.
  4. Το νερό που θερμαίνεται στη δεξαμενή ανεβαίνει και λαμβάνεται για τις ανάγκες παροχής ζεστού νερού. Η αναπλήρωση του υγρού στη δεξαμενή αποθήκευσης θερμότητας συμβαίνει λόγω της παροχής νερού που είναι συνδεδεμένη στο κάτω μέρος. Εάν ο ηλιακός συλλέκτης λειτουργεί ως θερμαντήρας συστήματος θέρμανσης, τότε χρησιμοποιείται μια αντλία κυκλοφορίας για την κυκλοφορία του νερού σε κλειστό δευτερεύον κύκλωμα.

Η συνεχής κίνηση του ψυκτικού και η παρουσία ενός συσσωρευτή θερμότητας σάς επιτρέπει να συσσωρεύετε ενέργεια ενώ ο ήλιος λάμπει και σταδιακά να τον ξοδεύετε ακόμα και όταν το αστέρι κρύβεται πίσω από τον ορίζοντα.

Κύκλωμα ηλιακού συλλέκτη

Το σχέδιο σύνδεσης του ηλιακού συλλέκτη με τη δεξαμενή αποθήκευσης δεν είναι τόσο περίπλοκο

Επιλογές σπιτικής ηλιακής εγκατάστασης

Ένα χαρακτηριστικό των ηλιακών θερμοσιφώνων είναι ότι σχεδόν όλες οι συσκευές έχουν τον ίδιο σχεδιασμό με θερμομονωτικά κιβώτια. Συχνά το πλαίσιο συναρμολογείται από ξυλεία και καλύπτεται με ορυκτό μαλλί και μεμβράνη που αντανακλά τη θερμότητα. Όσον αφορά τον απορροφητή, χρησιμοποιούνται μεταλλικοί και πλαστικοί σωλήνες για την παραγωγή του, καθώς και έτοιμα εξαρτήματα από περιττό οικιακό εξοπλισμό.

Από μάνικα κήπου

Ένας σωλήνας κήπου ή ένας σωλήνας νερού από PVC που διπλώνεται από ένα σαλιγκάρι έχει μεγάλη επιφάνεια, το οποίο σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε ένα παρόμοιο κύκλωμα με έναν θερμοσίφωνα για τις ανάγκες ενός εξωτερικού ντους, κουζίνα ή θέρμανση πισίνας. Φυσικά, για τους σκοπούς αυτούς είναι καλύτερο να παίρνετε μαύρα υλικά και να είστε βέβαιος να χρησιμοποιήσετε το δοχείο αποθήκευσης, διαφορετικά ο απορροφητής θα υπερθερμανθεί στην κορυφή της καλοκαιρινής ζέστης.

Σωλήνας ηλιακού συλλέκτη

Επίπεδος συλλέκτης σωλήνων κήπου - ο ευκολότερος τρόπος θέρμανσης νερού της πισίνας

Από τον συμπυκνωτή ενός παλιού ψυγείου

Ένας εξωτερικός εναλλάκτης θερμότητας ψυγείου ή καταψύκτη που έχει λήξει είναι ένας έτοιμος απορροφητής ηλιακού συλλέκτη. Το μόνο που μένει να κάνουμε είναι να το εφοδιάσουμε με ένα φύλλο απορρόφησης θερμότητας και να το εγκαταστήσουμε στο περίβλημα. Φυσικά, η απόδοση ενός τέτοιου συστήματος θα είναι μικρή, αλλά στη ζεστή εποχή, ο θερμοσίφωνας από τα μέρη του εξοπλισμού ψύξης θα καλύψει τις ανάγκες για ζεστό νερό σε ένα μικρό εξοχικό σπίτι ή εξοχικό σπίτι.

Συλλέκτης ψυγείου

Ο εναλλάκτης θερμότητας ενός παλιού ψυγείου είναι ένας σχεδόν έτοιμος απορροφητής για έναν μικρό ηλιακό θερμαντήρα

Από ένα επίπεδο καλοριφέρ του συστήματος θέρμανσης

Η κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη από χάλυβα καλοριφέρ δεν απαιτεί ούτε την εγκατάσταση απορροφητικής πλάκας. Αρκεί να καλύψετε τη συσκευή με μαύρο χρώμα ανθεκτικό στη θερμότητα και να την τοποθετήσετε σε σφραγισμένο περίβλημα. Η παραγωγικότητα μιας εγκατάστασης είναι περισσότερο από αρκετή για ένα σύστημα ζεστού νερού. Εάν φτιάξετε αρκετούς θερμοσίφωνες, μπορείτε να εξοικονομήσετε χρήματα από τη θέρμανση του σπιτιού όταν ο καιρός είναι κρύος. Παρεμπιπτόντως, μια ηλιακή εγκατάσταση συναρμολογημένη από καλοριφέρ θα θερμαίνει βοηθητικούς χώρους, ένα γκαράζ ή ένα θερμοκήπιο.

Πολλαπλή ψυγείου

Το χαλύβδινο καλοριφέρ του συστήματος θέρμανσης θα χρησιμεύσει ως βάση για την κατασκευή ενός φιλικού προς το περιβάλλον θερμοσίφωνα

Από σωλήνες πολυπροπυλενίου ή πολυαιθυλενίου

Σωλήνες από μέταλλο-πλαστικό, πολυαιθυλένιο και πολυπροπυλένιο, καθώς και εξαρτήματα και συσκευές για την εγκατάστασή τους, επιτρέπουν την κατασκευή των περιγραμμάτων των ηλιακών συστημάτων οποιουδήποτε μεγέθους και διαμόρφωσης. Τέτοια φυτά έχουν καλή απόδοση και χρησιμοποιούνται για τη θέρμανση των δωματίων και την παραγωγή ζεστού νερού για οικιακές ανάγκες (κουζίνα, μπάνιο κ.λπ.).

Πολλαπλό πολυπροπυλένιο

Το πλεονέκτημα ενός ηλιακού συλλέκτη από πλαστικούς σωλήνες είναι το χαμηλό κόστος και η ευκολία εγκατάστασης

Από χαλκοσωλήνες

Οι απορροφητές που κατασκευάζονται από χάλκινες πλάκες και σωλήνες έχουν την υψηλότερη μεταφορά θερμότητας, επομένως, χρησιμοποιούνται επιτυχώς για τη θέρμανση του μέσου θέρμανσης των συστημάτων θέρμανσης και στην παροχή ζεστού νερού. Τα μειονεκτήματα των συλλεκτών χαλκού περιλαμβάνουν το υψηλό κόστος εργασίας και το κόστος των υλικών.

Ηλιακός συλλέκτης χαλκού

Η χρήση χαλκού σωλήνων και πλακών για την κατασκευή του απορροφητή εγγυάται υψηλή ηλιακή απόδοση

Μεθοδολογία υπολογισμού ηλιακού

Ο υπολογισμός της απόδοσης του ηλιακού ηλιακού συλλέκτη βασίζεται στο γεγονός ότι ανά εγκατάσταση 1 τετραγωνικού μέτρου σε μια καθαρή ημέρα αντιστοιχεί σε 800 έως 1.000 βατ θερμικής ενέργειας. Οι απώλειες αυτής της θερμότητας στην πίσω πλευρά και τα τοιχώματα της κατασκευής υπολογίζονται με τον συντελεστή θερμομόνωσης της μόνωσης που χρησιμοποιείται. Εάν χρησιμοποιείται αφρός πολυστυρολίου, τότε ο συντελεστής απώλειας θερμότητας είναι 0,05 W / m × ° C. Με πάχος υλικού 10 cm και διαφορά θερμοκρασίας 50 ° C εντός και εκτός της δομής, η απώλεια θερμικής ενέργειας είναι 0,05 / 0,1 × 50 = 25 W. Λαμβάνοντας υπόψη τα πλευρικά τοιχώματα και τους σωλήνες, αυτή η τιμή διπλασιάζεται. Έτσι, η συνολική ποσότητα εξερχόμενης ενέργειας θα είναι 50 W ανά 1 τετραγωνικό M της επιφάνειας του ηλιακού θερμαντήρα.

Για τη θέρμανση 1 λίτρου νερού ανά βαθμό, απαιτείται 1,16 W θερμικής ενέργειας, επομένως, για το μοντέλο μας ενός ηλιακού συλλέκτη με εμβαδόν 1 τετραγωνικού μέτρου και διαφορά θερμοκρασίας 50 ° C, θα είμαστε σε θέση να επιτύχουμε έναν συντελεστή απόδοσης υπό όρους 800 / 1,16 = 689,65 / kg × ° ΝΤΟ. Αυτή η τιμή δείχνει ότι μια εγκατάσταση 1 τετραγωνικού μέτρου θα θερμαίνει 20 λίτρα νερού στους 35 ° C μέσα σε μια ώρα.

Ο υπολογισμός της απαιτούμενης παραγωγικότητας ενός ηλιακού θερμοσίφωνα πραγματοποιείται σύμφωνα με τον τύπο W = Q × V × δT, όπου Q είναι η θερμική ικανότητα του νερού (1,16 W / kg × ° C). V - όγκος, l; δT είναι η διαφορά θερμοκρασίας στην είσοδο και την έξοδο της εγκατάστασης.

Σύμφωνα με στατιστικές, για έναν ενήλικα, απαιτούνται 50 λίτρα ζεστού νερού την ημέρα. Κατά μέσο όρο, για την παροχή ζεστού νερού αρκεί η αύξηση της θερμοκρασίας του νερού κατά 40 ° C, η οποία, όταν υπολογίζεται σύμφωνα με αυτόν τον τύπο, απαιτεί κατανάλωση ενέργειας W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 kW. Για να μάθετε την περιοχή του ηλιακού συλλέκτη, αυτή η τιμή πρέπει να διαιρεθεί με την ποσότητα της ηλιακής ενέργειας ανά 1 τετραγωνικό μέτρο της επιφάνειας σε δεδομένο γεωγραφικό πλάτος.

Τα γραφήματα για τον υπολογισμό των παραμέτρων του ηλιακού συλλέκτη

Υπολογισμός των απαιτούμενων ηλιακών παραμέτρων

Κατασκευή ηλιακού θερμοσίφωνα με απορροφητή χαλκού

Ο ηλιακός συλλέκτης που προτείνεται για κατασκευή μια χειμερινή ηλιόλουστη μέρα θερμαίνει το νερό σε θερμοκρασία πάνω από 90 ° C και σε συννεφιά - έως και 40 ° C. Αυτό είναι αρκετό για να παρέχει στο σπίτι ζεστό νερό. Εάν θέλετε να θερμάνετε την κατοικία με ηλιακή ενέργεια, τότε θα απαιτηθούν πολλές τέτοιες εγκαταστάσεις.

Η ηλιακή ενέργεια είναι ιδανική για τη λειτουργία μιας αντλίας άντλησης νερού. Οι αποχρώσεις κατασκευής μιας τέτοιας μονάδας περιγράφονται εδώ:https://aquatech.tomathouse.com/el/vodosnab/nasos/nasosy-montazh/samodelnyj-nasos-dlya-otkachki-vody.html

Απαραίτητα υλικά και εργαλεία

Για να φτιάξετε έναν θερμοσίφωνα θα χρειαστείτε:

  • φύλλο χαλκού με πάχος τουλάχιστον 0,2 mm σε μέγεθος 0,98 × 2 m ·
  • χαλκός σωλήνας Ø10 mm, μήκος 20 m;
  • Copper22 mm χαλκός σωλήνας μήκους 2,5 m.
  • Νήμα 3 / 4˝ - 2 τεμ.
  • Βύσμα 3 / 4˝ - 2 τεμ.
  • μαλακό συγκολλητικό SANHA ή POS-40 - 0,5 kg.
  • ροή;
  • χημικές ουσίες για μαυρίσματος του απορροφητή.
  • Πλάκα OSB πάχους 10 mm.
  • γωνίες επίπλων - 32 τεμ.
  • Μαλλί βασάλτη πάχους 50 mm.
  • θερμομονωτική μόνωση φύλλου πάχους 20 mm.
  • ράγα 20x30 - 10μ.
  • τσιμούχα πόρτας ή παραθύρου - 6 μ.
  • τζάμι παραθύρου με πάχος 4 mm ή παράθυρο με διπλά τζάμια 0,98x2,01 m.
  • αυτοβιδωτές βίδες.
  • χρώμα.

Επιπλέον, προετοιμάστε τα ακόλουθα εργαλεία:

  • ηλεκτρικό τρυπάνι;
  • ένα σετ τρυπανιών για μέταλλο.
  • "Κορώνα" ή κοπτικό άλεσης για ξυλουργική Ø20 mm.
  • κόφτης σωλήνων
  • καυστήρας αερίου
  • αναπνευστήρας;
  • πινελο ΖΩΓΡΑΦΙΚΗΣ;
  • σετ κατσαβιδιών ή κατσαβίδι.
  • ηλεκτρικό παζλ.

Για να ελέγξετε την πίεση του κυκλώματος, θα χρειαστείτε επίσης έναν συμπιεστή και ένα μανόμετρο σχεδιασμένο για πίεση έως και 10 ατμόσφαιρες.

Καυστήρας αερίου

Ένας απλός καυστήρας αερίου είναι κατάλληλος για μαλακή συγκόλληση

Οδηγίες για την πρόοδο της εργασίας

  1. Χρησιμοποιώντας ένα κοπτικό σωλήνα, ένας χαλκός σωλήνας κόβεται σε κομμάτια. Θα έχετε 2 μέρη Ø22 mm 1,25 m μήκος και 10 στοιχεία Ø10 mm 2 m μήκος.
  2. Σε χοντρούς σωλήνες, εσοχή από την άκρη των 150 mm και εκτελέστε 10 γεωτρήσεις Ø10 mm κάθε 100 mm.
  3. Λεπτοί σωλήνες εισάγονται στις οπές που λαμβάνονται έτσι ώστε να προεξέχουν προς τα μέσα κατά όχι περισσότερο από 1-2 mm. Διαφορετικά, στο ψυγείο θα εμφανιστεί υπερβολική υδραυλική αντίσταση.
  4. Χρησιμοποιώντας καυστήρα αερίου, πιστόλι ζεστού αέρα και κολλητή, όλα τα μέρη του καλοριφέρ αλληλοσυνδέονται.
    Κύκλωμα ηλιακού συλλέκτη

    Το κύκλωμα ηλιακού συλλέκτη λειτουργεί υπό πίεση, οπότε δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στη στεγανότητα των συνδέσεων

     

    Για τη συναρμολόγηση του ψυγείου, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ειδικά εξαρτήματα, αλλά σε αυτήν την περίπτωση, το κόστος του ηλιακού συστήματος θα αυξηθεί σημαντικά. Επιπλέον, οι πτυσσόμενοι σύνδεσμοι δεν εγγυώνται τη στεγανότητα της κατασκευής υπό μεταβλητά θερμοδυναμικά φορτία.

  5. Τα βύσματα και τα σπειρώματα συγκολλούνται σε ζεύγη στους σωλήνες 3/4 περίπου κατά μήκος των διαγώνων του καλοριφέρ.
  6. Έχοντας κλείσει το σπείρωμα εξόδου με ένα βύσμα, ένα εξάρτημα βιδώνεται στην είσοδο του συναρμολογημένου συλλέκτη και συνδέεται ένας συμπιεστής.

    Εγκατάσταση εξαρτήματος στον ηλιακό συλλέκτη

    Ο συμπιεστής συνδέεται χρησιμοποιώντας ένα εξάρτημα

  7. Το ψυγείο τοποθετείται σε δοχείο με νερό και αντλείται πίεση 7-8 atm από τον συμπιεστή. Με τις φυσαλίδες που ανεβαίνουν στις αρθρώσεις, κρίνουν τη στεγανότητα των συγκολλημένων αρθρώσεων.

    Εάν δεν μπορούσε να βρεθεί κατάλληλη δεξαμενή για έλεγχο του συλλέκτη, τότε μπορείτε να τη συναρμολογήσετε με τα χέρια σας. Για να το κάνετε αυτό, από τα αυτοσχέδια μέσα (πριστή ξυλεία, τούβλο κ.λπ.) φτιάξτε ένα κουτί ή έναν απλό φράχτη και καλύψτε το με πλαστικό περιτύλιγμα.

  8. Αφού ελέγξετε τη στεγανότητα, το ψυγείο στεγνώνει και απολιπαίνεται. Στη συνέχεια προχωρήστε στη συγκόλληση του χαλκού φύλλου. Η συγκόλληση του απορροφητικού φύλλου στους σωλήνες πρέπει να είναι συνεχής ραφή σε όλο το μήκος κάθε στοιχείου του κυκλώματος χαλκού.
    Απορροφητής για ηλιακό συλλέκτη

    Η συγκόλληση του απορροφητικού πλέγματος πραγματοποιείται με συνεχή ραφή

  9. Δεδομένου ότι ο απορροφητής ηλιακού συλλέκτη είναι κατασκευασμένος από χαλκό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί χημικό μαυρίσμα αντί για βαφή.Αυτό θα σας επιτρέψει να έχετε μια πραγματική επιλεκτική επίστρωση στην επιφάνεια, όπως αυτό που λαμβάνεται στο εργοστάσιο. Για αυτό, ένα θερμαινόμενο χημικό διάλυμα χύνεται στη δεξαμενή για έλεγχο της στεγανότητας και ο απορροφητής τοποθετείται στραμμένος προς τα κάτω. Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης, η θερμοκρασία των αντιδραστηρίων διατηρείται με οποιονδήποτε δυνατό τρόπο (για παράδειγμα, αντλώντας συνεχώς το διάλυμα μέσω ενός δοχείου με λέβητα).
    Απορροφητής ηλιακού συλλέκτη

    Το μαυρίσματος του χαλκού είναι ένα από τα πιο κρίσιμα στάδια κατασκευής ενός απορροφητή

     

    Ως υγρό για χημικό μαυρίσματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου (60 g) και υπερθειικού καλίου ή θειικού αμμωνίου (16 g) σε νερό (1 l). Να θυμάστε ότι αυτές οι ουσίες είναι επικίνδυνες για τον άνθρωπο και η διαδικασία οξείδωσης του χαλκού σχετίζεται με την απελευθέρωση επιβλαβών αερίων. Επομένως, η χρήση προστατευτικού εξοπλισμού - αναπνευστήρα, γυαλιά και λαστιχένια γάντια είναι υποχρεωτική και η ίδια η εργασία γίνεται καλύτερα σε εξωτερικούς χώρους ή σε καλά αεριζόμενο χώρο.

  10. Από το φύλλο OSB, κόβονται λεπτομέρειες για τη συναρμολόγηση του σώματος του ηλιακού συλλέκτη - ο πυθμένας είναι 1x2 m, οι πλευρές είναι 0,16x2 m, το άνω 0,18x1 m και το κάτω 0,17 x 1 m του πίνακα, καθώς και 2 τοίχοι στήριξης 0,13 x 0,98 m.
  11. Μια ράγα 20 x 30 mm κόβεται σε κομμάτια: 1,94 m - 4 τεμ. και 0,98 m - 2 τεμ.
  12. Στα πλευρικά τοιχώματα, γίνονται οπές Ø20 mm για τους σωλήνες εισόδου και εξόδου και 3-4 οπές Ø8 mm για μικροαερισμό στο κάτω μέρος του συλλέκτη.
    Εξαερισμός ηλιακού συλλέκτη

    Απαιτούνται οπές για μικροαερισμό.

  13. Στα χωρίσματα, γίνονται κοψίματα κάτω από τους σωλήνες απορρόφησης.
  14. Ένα πλαίσιο στήριξης συναρμολογείται από ράγες 20x30 mm.
  15. Χρησιμοποιώντας γωνίες επίπλων και βίδες αυτοεπιπεδούμενου, το πλαίσιο είναι επενδυμένο με πάνελ OSB. Σε αυτήν την περίπτωση, τα πλευρικά τοιχώματα πρέπει να στηρίζονται στο κάτω μέρος - αυτό θα αποτρέψει την εκτροπή του σώματος. Το κάτω πλαίσιο χαμηλώνει 10 mm από τα υπόλοιπα για να το καλύψει με γυαλί. Αυτό θα αποτρέψει την καθίζηση από την είσοδο στο πλαίσιο.
  16. Εγκαταστήστε εσωτερικά διαμερίσματα.
    Πλαίσιο ηλιακού συλλέκτη

    Κατά τη συναρμολόγηση της θήκης, πρέπει να χρησιμοποιούν ένα τετράγωνο κατασκευής, διαφορετικά το σχέδιο μπορεί να αποδειχθεί πολύ ομαλό

  17. Το κάτω μέρος και οι πλευρές του σώματος είναι μονωμένα με ορυκτό μαλλί και καλύπτονται με ρολό υλικού που αντανακλά τη θερμότητα.
    Περίβλημα ηλιακού συλλέκτη

    Είναι καλύτερα να χρησιμοποιείτε ορυκτό μαλλί με υδατοαπωθητικό εμποτισμό

  18. Ο απορροφητής τοποθετείται στον προετοιμασμένο χώρο. Για να το κάνετε αυτό, αποσυναρμολογήστε ένα από τα πλαϊνά πάνελ, τα οποία στη συνέχεια τοποθετούνται στη θέση τους.
    Τμηματικός ηλιακός συλλέκτης

    Σχέδιο της εσωτερικής «πίτας» του ηλιακού συλλέκτη

  19. Σε απόσταση 1 cm από το άνω άκρο του κιβωτίου, η εσωτερική περίμετρος της δομής είναι επενδυμένη με ξύλινη λωρίδα 20x30 mm, έτσι ώστε η φαρδιά πλευρά της να αγγίζει τους τοίχους.
  20. Γύρω από την περιμετρική κολλημένη τσίχλα.
    Ηλιακός συλλέκτης

    Για στεγανότητα χρησιμοποιήστε ένα συμβατικό σφράγισμα παραθύρου

  21. Στοίβα γυαλί ή παράθυρο με διπλά τζάμια, το περίγραμμα του οποίου είναι επίσης κολλημένο με σφράγιση παραθύρου.
  22. Η δομή συμπιέζεται με μια γωνία αλουμινίου, στην οποία οι τρύπες για βίδες αυτοεπιπεδούμενων τρυπανίζονται. Σε αυτό το στάδιο, η συναρμολόγηση του συλλέκτη θεωρείται πλήρης.
    Έτοιμος ηλιακός συλλέκτης

    Συναρμολογημένο, το πάχος του ηλιακού συλλέκτη είναι περίπου 17 cm

Για την αποφυγή διαρροής υγρασίας και θερμότητας, σε όλα τα στάδια, οι αρμοί και οι συνδέσεις των μερών υφίστανται επεξεργασία με στεγανωτικό σιλικόνης. Για την προστασία της δομής από την καταβύθιση, το ξύλο επικαλύπτεται με ειδική σύνθεση και χρωματίζεται με σμάλτο.

Χαρακτηριστικά εγκατάστασης και λειτουργίας πολλαπλών θέρμανσης υγρού

Για να τοποθετήσετε τον ηλιακό συλλέκτη, επιλέγεται ένα ευρύχωρο μέρος που δεν αποκρύπτει ολόκληρες τις ώρες της ημέρας. Το στήριγμα στήριξης ή το υποπλαίσιο είναι κατασκευασμένο από ξύλινες πλάκες ή μέταλλο με τέτοιο τρόπο ώστε η κλίση του θερμοσίφωνα να ρυθμίζεται από 45 έως 60 μοίρες από τον κατακόρυφο άξονα.

Εγκατάσταση ηλιακού συλλέκτη

Για να εγκαταστήσετε έναν ηλιακό θερμοσίφωνα συναρμολογήστε το πλαίσιο στήριξης

Σύνδεση με λέβητα έμμεσης θέρμανσης ή ο συσσωρευτής θερμότητας εκτελείται χρησιμοποιώντας σπειροειδή εξαρτήματα και χαλκού, μεταλλικών πλαστικών ή πολυστρωματικών σωλήνων πολυπροπυλενίου. Καλύπτονται με στρώμα θερμομόνωσης.

Διάγραμμα σύνδεσης ηλιακού συλλέκτη

Διάγραμμα σύνδεσης ηλιακού θερμαντήρα σε σύστημα με αναγκαστική κίνηση του ψυκτικού

Ένα δοχείο συσσώρευσης τοποθετείται όσο το δυνατόν πιο κοντά στην εγκατάσταση για να μειώσει την απώλεια θερμότητας. Ανάλογα με τις συνθήκες, οργανώνεται η φυσική ή αναγκαστική κυκλοφορία του ψυκτικού. Στην τελευταία περίπτωση, ένας ελεγκτής χρησιμοποιείται με έναν αισθητήρα θερμοκρασίας ενσωματωμένο στον σωλήνα εξόδου. Η άντληση του υγρού λειτουργίας κατά μήκος του κυκλώματος θα ενεργοποιηθεί όταν η θερμοκρασία του φτάσει στην προγραμματισμένη τιμή.

Ένα εποχιακά λειτουργικό σύστημα φορτίζεται με νερό, ενώ η χρήση ενός ηλιακού θερμοσίφωνα καθ 'όλη τη διάρκεια του έτους απαιτεί τη χρήση υγρού χωρίς κατάψυξη. Μια ιδανική επιλογή είναι ένα ειδικό αντιψυκτικό για ηλιακά συστήματα, αλλά υγρά που προορίζονται για καλοριφέρ αυτοκινήτου ή οικιακά συστήματα θέρμανσης χρησιμοποιούνται επίσης για εξοικονόμηση.

Βίντεο: ηλιακός θερμοσίφωνας

Η κατασκευή ενός ηλιακού συλλέκτη δεν είναι μόνο μια ενδιαφέρουσα και συναρπαστική δραστηριότητα. Ένας ηλιακός θερμοσίφωνας θα εξοικονομήσει τον οικογενειακό σας προϋπολογισμό και θα αποδείξει ότι είναι δυνατό να προστατέψετε το περιβάλλον όχι μόνο με λόγια, αλλά και σε πραγματικές πράξεις.

 

 

Συνιστούμε να διαβάσετε:

Πώς να φτιάξετε έναν σωλήνα ντους από μόνος σας