Solvattenberedare: DIY-installation

Utvecklingsnivån för modern teknik och material är så hög att det inte är orimligt att använda solens energi ur ett ekonomiskt perspektiv och kriminellt i förhållande till miljön. Tyvärr är förvärvet av industrianläggningar för produktion av el och värme irrationellt på grund av deras höga kostnader. Ändå finns det en lösning: att skapa en produktiv solfångare med dina egna händer av material som finns i närmaste järnaffär.

Syftet med solfångaren, dess fördelar och nackdelar

En solvattenberedare (flytande soluppsamlare) är en enhet som använder solens energi för att värma kylvätskan. Det används för uppvärmning av rum, organisering av varmvattenförsörjning, uppvärmning av vatten i pooler etc.

Soluppsamlaren kommer att förse huset med varmt vatten och värme.

Förutsättningar för användning av en miljövänlig vattenvärmare är det faktum att solstrålning faller på jorden året runt, även om den skiljer sig i intensitet på vintern och sommaren. Så för medelstora breddegrader når den dagliga mängden energi under den kalla säsongen 1-3 kW * h per 1 kvm, medan under perioden från mars till oktober varierar detta värde från 4 till 8 kW * h / m². Om vi ​​talar om de södra regionerna, kan antalet säkert ökas med 20-40%.

Som ni ser beror effektiviteten på installationen på regionen, men även i norra landet kommer solfångaren att ge behov av varmt vatten - det viktigaste är att det finns färre moln på himlen. Om vi ​​talar om mittfältet och de södra regionerna, kommer installationen som fungerar från solen att kunna byta ut pannan och täcka värmemediets behov på vintern. Vi talar naturligtvis om produktiva vattenvärmare på flera tiotals kvadratmeter.

Spara pengar från familjens budget kommer att hjälpa solbatteriet. Att göra det själv hjälper följande material:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Tabell: Distribution av solenergi per region

Soluppsamlare byggda hemma kan inte jämföras med fabriksanpassade enheter, men en hemmagjord solinstallation kommer att sänka kostnaden för uppvärmning av vatten för hushållsändamål och spara el vid anslutning till en tvättmaskin och diskmaskin.

Fördelar med solvattenberedare:

• relativt enkel design;
• hög tillförlitlighet;
• effektiv drift oavsett säsong;
• lång livslängd;
• möjligheten att spara gas och el;
• tillstånd att installera utrustning krävs inte;
• lättvikt;
• enkel installation;
• full autonomi.

Vad gäller de negativa aspekterna kan inte en enda installation för att producera alternativ energi klara sig utan dem. I vårt fall inkluderar nackdelarna:

• höga kostnader för fabriksutrustning;
• beroende av solfångarens effektivitet på säsongen och latitud;
• exponering för hagel;
• extra kostnader för installation av en värmelagringstank;
• beroende av enhetens energieffektivitet på molnighet.

Fabriken solfångare liknar en designer, med vilken du snabbt kan montera installationen av önskad prestanda

Typer av solvattenberedare: valet av design för självtillverkning

Skillnad beroende på temperaturen som solvärmaren utvecklar:

• lågtemperaturanordningar - konstruerade för att värma vätskor upp till 50 ° C;
• solfångare med medel temperatur - öka utloppsvattnets temperatur till 80 ° C;
• högtemperaturinstallationer - värm kylvätskan till en kokpunkt.

Hemma kan du bygga en solvattenberedare av den första eller andra typen. För att tillverka en uppsamlare av höga temperaturer, industriell utrustning, ny teknik och dyra material kommer att behövas.

Genom design är alla flytande solfångare indelade i tre typer:

• platta vattenvärmare;
• vakuum-termosifonanordningar;
• helioconcentrators.

Den platta solfångaren är en låg värmeisolerad låda. En ljusabsorberande platta och en rörformad kontur installeras inuti. Den absorberande panelen (absorbenten) har ökat värmeledningsförmågan. På grund av detta är det möjligt att uppnå maximal energiöverföring till kylmediet som cirkulerar längs varmvattenberedaren. Enkelheten och effektiviteten hos platta växter återspeglas i många konstruktioner utvecklade av hantverkare.

Inuti en platt solfångare - en ljusabsorberande platta och en rörformad krets

Principen för drift av vakuum-solvattenberedare är baserad på effekten av en termos. Konstruktionen är baserad på dussintals dubbla glasflaskor. Det yttre röret är tillverkat av slagtåligt, härdat glas som motstår grader och vind. Det inre röret har en speciell beläggning för att öka ljusabsorptionen. Luft pumpas ut ur utrymmet mellan glödlampans element, vilket undviker värmeförlust. I mitten av strukturen passerar en koppar-termisk krets fylld med ett lågkokande kylvätska (freon) - det är värmaren för vakuumsolekollektorn. Under processen förångas processvätskan och överför processfluidens värmeenergi till huvudkretsen. I denna kvalitet används frostskyddsmedel oftare. Denna design säkerställer systemtillgänglighet vid temperaturer ned till -50 ° C. Det är svårt att bygga en sådan installation hemma, så det finns få hemmagjorda vakuum-strukturer.

I hjärtat av designen av vakuum solfångare - en massa dubbla glasflaskor

Heliokoncentratorn har i princip en sfärisk spegel som kan fokusera solstrålning till en punkt. Uppvärmningen av vätskan sker i en spiralmetallkrets, som placeras i fokus för installationen. Fördelen med solkoncentratorer är förmågan att utveckla hög temperatur, men behovet av ett spårningssystem för solen minskar deras popularitet bland hemmagjorda tillverkare.

Att bygga en produktiv solkoncentrator hemma är ingen enkel uppgift

För tillverkning hemma är platta solvärmare byggda med värmeisolerande material, glas med hög transmittans och kopparabsorberare bäst lämpade.

Enheten och principen för drift av en platt solfångare

Hemlagad solvattenberedare består av en platt träram (låda) med en tom bakvägg. Längst ner är enhetens huvudelement - absorbenten. Oftast är den tillverkad av en metallplåt fäst vid ett rörformigt grenrör. Effektiviteten för energiöverföring beror på kontakten mellan absorberplattan och rören i värmeväxlaren, varför dessa delar svetsas eller lödas med en kontinuerlig söm.

Själva vätskekretsen är en matris med vertikalt monterade rör. I de övre och nedre delarna är de anslutna till horisontella rör med ökad diameter som är avsedda för tillförsel och val av kylvätska. Inloppet och utloppet för vätskan är anordnade diagonalt - på grund av detta säkerställs ett fullständigt värmeavlägsnande från värmeväxlarelementen. Frostskyddsmedel för värmesystem eller andra fryslösningar används som värmebärare.

Absorbenten är täckt med ljusabsorberande färg, glas placeras ovanpå och lådan skyddas med ett lager termisk isolering. För att förenkla uppgiften delas glasytan i delar och för att öka produktiviteten används dubbelfönster med fönster. Den slutna designen skapar en termoseffekt i solfångaren och förhindrar samtidigt värmeförluster på grund av vind, regn och andra yttre faktorer.

Solen är en energikälla som är tillgänglig för varje person. Den här artikeln hjälper till att utrusta solfångaren:https://aquatech.tomathouse.com/sv/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnoe-otoplenie-chastnogo-doma.html

Solvattenberedaren fungerar så här:

1. Den frysfluid som värms upp i solfångaren stiger genom rören och kommer in i värmelagringstanken genom värmeöverföringsgrenen.
2. Genom att flytta längs värmeväxlaren som är installerad inuti lagringstanken avger frostskydd värme till vattnet.
3. Den kylda arbetsvätskan kommer in i den nedre delen av solvattenvärmarkretsen.
4. Vattnet som värms upp i tanken stiger och tas för behovet av varmvattenförsörjning. Påfyllning av vätskan i värmelagringstanken sker på grund av vattenförsörjningen ansluten till den undre delen. Om solfångaren fungerar som värmeanläggning används en cirkulationspump för att cirkulera vattnet i en stängd sekundärkrets.

Den ständiga rörelsen av kylvätskan och närvaron av en värmeakkumulator låter dig samla energi medan solen skiner och gradvis spendera den även när stjärnan gömmer sig bakom horisonten.

Systemet med att ansluta solfångaren till lagringstanken är inte så komplicerat

Hemlagade solinstallationsalternativ

En egenskap hos gör-det-själv solvattenberedare är att nästan alla enheter har samma design som en termiskt isolerad låda. Ofta är ramen sammansatt av virke och täckt med mineralull och värme reflekterande film. När det gäller absorbatorn används metall- och plaströr för dess produktion, såväl som färdiga komponenter från onödig hushållsutrustning.

Från en trädgårdsslang

En trädgårdsslang eller ett PVC-vattenrör som är vikta av en snigel har en stor ytarea, vilket gör att du kan använda en liknande krets som en varmvattenberedare för behov av utomhusdusch, kök eller pooluppvärmning. Naturligtvis är det bättre för dessa ändamål att ta svarta material och se till att använda lagringstanken, annars upphettas absorbenten över sommaren.

Trädgårdsslang platt uppsamlare - det enklaste sättet att värma poolvatten

Från kondensorn i ett gammalt kylskåp

En extern värmeväxlare för ett kylskåp eller frys som har gått ut är en färdig absorberare av en solfångare. Det enda som återstår att göra är att utrusta den med ett värmeabsorberande ark och installera det i huset. Naturligtvis kommer ett sådant systems prestanda att vara litet, men under den varma säsongen kommer vattenvärmaren från kylutrustningens delar att täcka behoven för varmt vatten i ett litet hus eller stuga.

Värmeväxlaren i ett gammalt kylskåp är en nästan färdigt absorber för en liten solvärmare

Från en platt radiator i värmesystemet

Tillverkningen av en solfångare från en stålkylare kräver inte ens installation av en absorberande platta. Det räcker för att täcka enheten med svart värmebeständig färg och montera den i ett tätat hölje. Produktiviteten för en installation är mer än tillräckligt för ett varmvattenanläggning. Om du tillverkar flera vattenvärmare kan du spara på att värma huset i kallt soligt väder. Förresten, en solinstallation monterad från radiatorer kommer att värma verktygslokaler, ett garage eller ett växthus.

Stålradiatorn i värmesystemet kommer att tjäna som grund för konstruktionen av en miljövänlig varmvattenberedare

Från polypropylen- eller polyetenrör

Rör tillverkade av metallplast, polyeten och polypropen, samt beslag och anordningar för installation, gör det möjligt att konstruera konturerna av solsystem i alla storlekar och konfigurationer. Sådana växter har goda prestanda och används för att värma rum och producera varmt vatten för hushållens behov (kök, badrum, etc.).

Fördelen med en solfångare tillverkad av plaströr är låg kostnad och enkel installation

Från kopparrör

Absorber byggda av kopparplattor och -rör har den högsta värmeöverföringen, därför används de framgångsrikt för att värma uppvärmningsmediet i värmesystem och i varmvattenförsörjning. Nackdelarna med kopparsamlare inkluderar de höga arbetskraftskostnaderna och materialkostnaderna.

Användningen av kopparrör och plattor för tillverkning av absorbatorn garanterar hög solprestanda

Metoden för beräkning av solfångare

Beräkningen av prestanda för solenergi solfangare baseras på det faktum att per 1 kvm installation på en klar dag står för från 800 till 1 000 watt termisk energi. Förluster av denna värme på baksidan och väggarna i strukturen beräknas med den termiska isoleringskoefficienten för den använda isoleringen. Om polystyrenskum används är värmeförlustskoefficienten för det 0,05 W / m × ° C. Med en materialtjocklek på 10 cm och en temperaturskillnad på 50 ° C inom och utanför strukturen är den termiska energiförlusten 0,05 / 0,1 × 50 = 25 W. Med hänsyn till sidoväggarna och rören fördubblas detta värde. Således kommer den totala mängden utgående energi att vara 50 W per 1 kvadratmeter av solvärmarens yta.

För att värma 1 liter vatten per grad krävs 1,16 W termisk energi, för vår modell av en solfångare med en yta på 1 kvadratmeter och en temperaturskillnad på 50 ° C kommer vi att kunna få en villkorad prestandaskoefficient på 800 / 1,16 = 689,65 / kg × ° C. Detta värde visar att en anläggning på 1 kvadratmeter värmer 20 liter vatten vid 35 ° C inom en timme.

Beräkningen av den erforderliga produktiviteten för en solvattenvärmare utförs enligt formeln W = Q × V × δT, där Q är värmekapaciteten för vatten (1,16 W / kg × ° C); V - volym, l; 5T är temperaturskillnaden vid installationens inlopp och utlopp.

Statistik säger att för en vuxen krävs 50 liter varmt vatten per dag. I genomsnitt är det för varmvattenförsörjning tillräckligt att höja vattentemperaturen med 40 ° C, vilket, beräknat enligt denna formel, kräver energiförbrukning W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 kW. För att ta reda på solkollektorens område måste detta värde divideras med mängden solenergi per 1 kvadratmeter yta vid en given geografisk bredd.

Beräkning av de nödvändiga sol parametrar

Att skapa en solvattenberedare med en kopparabsorbent

Den solfångare som föreslås för tillverkning på en solig vinterdag värmer vattnet till temperaturer över 90 ° C och i molnigt väder - upp till 40 ° C. Detta räcker för att förse huset med varmt vatten. Om du vill värma ditt hem med solenergi behöver du flera av dessa installationer.

Solenergi är idealiskt lämpad för en pump för att pumpa vatten. Nuanserna för att tillverka en sådan enhet beskrivs här:https://aquatech.tomathouse.com/sv/vodosnab/nasos/nasosy-montazh/samodelnyj-nasos-dlya-otkachki-vody.html

Nödvändiga material och verktyg

För att göra en varmvattenberedare behöver du:

• kopparark med en tjocklek av minst 0,2 mm i storlek 0,98 × 2 m;
• kopparrör Ø10 mm, längd 20 m;
• Ø22 mm kopparrör 2,5 m långt;
• 3 / 4˝ tråd - 2 st;
• 3 / 4˝ plugg - 2 st;
• mjukt löd SANHA eller POS-40 - 0,5 kg;
• flöde;
• kemikalier för att svärma absorbenten;
• OSB-platta 10 mm tjock;
• möbelhörn - 32 st;
• 50 mm tjock basaltull;
• ark värme reflekterande isolering med en tjocklek av 20 mm;
• skena 20x30 - 10 m;
• dörr- eller fönstertätning - 6 m;
• fönsterglas med en tjocklek av 4 mm eller dubbelglasade fönster 0,98x2,01 m;
• självgängande skruvar;
• måla.

Förbered dessutom följande verktyg:

• elektrisk borr;
• en uppsättning borrbitar för metall;
• ”Crown” eller fräs för träbearbetning Ø20 mm;
• rörskärare;
• gasbrännare;
• respirator;
• pensel;
• skruvmejsel eller skruvmejsel set;
• elektrisk pussel.

För att krama kretsen behöver du också en kompressor och en manometer utformad för tryck upp till 10 atmosfärer.

En enkel gasbrännare är lämplig för mjuklödning

Instruktioner för hur arbetet fortskrider

1. Med hjälp av en rörskärare skärs ett kopparrör i bitar. Du får 2 delar Ø22 mm 1,25 m lång och 10 element Ø10 mm 2 m lång.
2. I tjocka rör, fördjupa från kanten på 150 mm och utföra 10 borrningar av Ø10 mm varje 100 mm.
3. Tunna rör sätts in i de hål som erhålls så att de sticker inåt med högst 1-2 mm. Annars kommer överdrivet hydrauliskt motstånd att visas i kylaren.
4. Med hjälp av en gasbrännare, varmluftspistol och lod är samtliga delar av kylaren sammankopplade.
   

   Soluppsamlingskretsen fungerar under tryck, så särskild uppmärksamhet ägnas åt anslutningarna

    

   För att montera radiatorn kan du använda specialinredningar, men i detta fall kommer solsystemets kostnader att öka avsevärt. Dessutom garanterar inte hopfällbara fogar konstruktionens täthet under variabla termodynamiska belastningar.

5. På radiatorns diagonal är pluggar och gängor lödda i 3 / 4˝-rören parvis.
6. Efter att ha stängt utloppsgängan med en plugg, skruvas en beslag på ingången till den monterade samlaren och en kompressor ansluts.
   

   Kompressorn är ansluten med en beslag

7. Kylaren placeras i en behållare med vatten och ett tryck på 7–8 atm pumpas av kompressorn. Genom att bubblorna stiger vid lederna bedömer de tätheten hos de lödade lederna.
   

   Om en lämplig behållare för kontroll av samlaren inte kunde hittas, kan du montera den med dina egna händer. För att göra detta, från det improviserade sättet (sågat virke, tegel etc.) gör du en låda eller ett enkelt staket och täcker det med plastfolie.

8. Efter kontroll av tätheten torkas och avfettas kylaren. Fortsätt sedan att löda koppararket. Löd absorberarket till rören bör vara en kontinuerlig söm längs hela längden på varje element i kopparkretsen.
   

   Lödningen av absorberbanan utförs med en kontinuerlig söm

9. Eftersom soluppsamlaren är gjord av koppar, kan kemisk svartfärgning användas istället för att måla.Detta gör att du kan få en riktig selektiv beläggning på ytan, som vad som erhålls på fabriken. För detta hälls en uppvärmd kemisk lösning i tanken för att kontrollera tätheten och absorbenten placeras med framsidan nedåt. Under reaktionen hålls reagensens temperatur på vilket sätt som helst (till exempel genom att ständigt pumpa lösningen genom en behållare med en panna).
   

   Mörkning av koppar är ett av de mest kritiska stadierna för att tillverka en absorber

    

   Som en vätska för kemisk svärtning kan du använda en lösning av natriumhydroxid (60 g) och kaliumpersulfat eller ammoniumsulfat (16 g) i vatten (1 l). Kom ihåg att dessa ämnen är farliga för människor, och processen med kopparoxidation är förknippad med frisläppandet av skadliga gaser. Därför är användning av skyddsutrustning - en andningsskydd, skyddsglasögon och gummihandskar obligatorisk, och själva arbetet utförs bäst utomhus eller i ett väl ventilerat område.

10. Från OSB-arket klipps detaljerna ut för montering av solfångarkroppen - botten är 1x2 m, sidorna är 0,16x2 m, den övre 0,18x1 m och den nedre 0,17x1 m på panelen, samt 2 stödväggar 0,13x0,98 m.
11. En skena på 20 x 30 mm skärs i bitar: 1,94 m - 4 st. och 0,98 m - 2 st.
12. I sidoväggarna görs hål Ø20 mm för inlopps- och utloppsrören, och 3-4 hål Ø8 mm för mikroventilation utförs i kollektorns nedre del.
    

    Hål krävs för mikroventilation.

13. I skiljeväggarna görs skär under absorberingsrören.
14. En stödram monteras från 20x30 mm räls.
15. Med hjälp av möbelhörn och självspännande skruvar är ramen mantlad med OSB-paneler. Samtidigt måste sidoväggarna vila på botten - detta förhindrar kroppen från att avböjas. Den nedre panelen sänks 10 mm från resten för att täcka den med glas. Detta förhindrar att nederbörd kommer in i ramen.
16. Installera interna partitioner.
    

    Vid montering av höljet måste de använda en byggvinkel, annars kan designen visa sig vara för slät

17. Kroppens botten och sidor är isolerade med mineralull och täckt med en rulle med värme reflekterande material.
    

    Det är bättre att använda mineralull med vattenavvisande impregnering

18. Absorbenten placeras på det förberedda utrymmet. För att göra detta, demontera en av sidopanelerna, som sedan sätts på plats.
    

    Schema för den interna "pajen" hos solfångare

19. På ett avstånd av 1 cm från den övre kanten av lådan är den inre omkretsen av strukturen mantlad med en 20x30 mm träskena så att dess breda sida berör väggarna.
20. Runt omkretsen limmade tätagummi.
    

    Använd en konventionell fönstertätning för täthet

21. Stapla glas eller ett fönster med dubbla glas, vars kontur också är limmad med fönstertätning.
22. Strukturen pressas med ett aluminiumhörn, i vilket hål för självspännande skruvar förborras. I detta skede betraktas samlarens montering som fullständig.
    

    Sammansatt är tjockleken på solfångaren cirka 17 cm

För att förhindra fukt och värmeläckage behandlas lederna och korsningarna på delarna i alla stadier med silikontätning. För att skydda strukturen mot nederbörd beläggs virket med en speciell sammansättning och målas med emalj.

Funktioner för installation och drift av vätskeuppvärmningsgrenar

För att placera en solfångare väljs en rymlig plats som inte döljer alla dagsljus timmar. Monteringsfästet eller underramen är gjord av träspolar eller metall på ett sådant sätt att vattensvärmaren lutar är justerbar från 45 till 60 grader från den vertikala axeln.

För att installera en solvattenvärmare montera stödramen

Anslutning till indirekt värmepanna eller värmeakkumulator utförs med gängade kopplingar och koppar-, metall-plast- eller flerskiktspolypropylenrör. De är täckta med ett lager termisk isolering.

Anslutningsdiagram över en solvärmare i ett system med tvingad rörelse av kylvätskan

Lagringstank för att minska värmeförlusten placeras så nära installationen som möjligt. Beroende på förhållanden organiseras naturlig eller tvingad cirkulation av kylvätskan. I det senare fallet används en styrenhet med en temperatursensor inbäddad i utloppsröret. Pumpningen av arbetsvätskan längs kretsen tänds när temperaturen når det programmerade värdet.

Ett säsongsarbetande system laddas med vatten, medan användning av en solvattenvärmare året om kräver användning av frysvätska. Ett idealiskt alternativ är ett särskilt frostskyddsmedel för solsystem, men vätskor avsedda för bilradiatorer eller inhemska värmesystem används också för att spara.

Video: gör det själv solvärmare

Att bygga en solfångare är inte bara en intressant och spännande aktivitet. En solvattenberedare sparar din familjebudget och kommer att bevisa att det är möjligt att skydda miljön inte bara med ord utan också i verkliga handlingar.