Solfanger fra plastflasker: en trinn-for-trinn veiledning for montering av en solcelleenhet

Hva er en solfanger

En rekke design er utviklet og patentert:

1. Flat.
2. Rørformet.
3. vakuum-rør.
4. Termosyfoner.

En gjør-det-selv solfanger er enklest å lage i flat eller rørformet design.

Hvordan montere installasjonen? En samleblokk (deres antall er allerede omtrent kjent fra beregningene utført i henhold til metoden ovenfor) består av følgende elementer:

• Et sett med rørelementer av kobber eller aluminium;
• absorberende plate;
• Forseglet termisk isolert hus;
• Lokk, som kan være laget av gjennomsiktig varmebestandig polymer eller herdet glass.

Effektiviteten til isolasjonen bestemmer effektiviteten til oppsamleren. Den kan økes hvis det er anordnet en lagringskrets i kretsen, som kan gi varme på overskyede dager eller for drift av kjølesystemer.

Prosessen med produksjon og påfølgende installasjon av solfangere er mulig ikke bare for taket, men også for de sørlige veggene av bygningen. I dette tilfellet er husene forsynt med perforeringer for å lette luftstrømmen. Når den oppvarmede luften stiger til toppen av veggen, vil den ledes til ventilasjonskanalene i bygget for videre fordeling.

Typer solfangere

Standardenheten har form av en metallplate, som er plassert i en plast- eller glasskasse. Overflaten på denne platen akkumulerer solenergi, beholder varme og overfører den til ulike husholdningsbehov: oppvarming, vannoppvarming, etc. Det finnes flere typer integrerte samlere.

Kumulativ

Lagringssamlere kalles også termosifon. En slik gjør-det-selv solfanger uten pumpe er den mest lønnsomme. Dens evner tillater ikke bare å varme opp vann, men også å opprettholde temperaturen på det nødvendige nivået i noen tid.

En slik solfanger for oppvarming består av flere tanker fylt med vann, som er plassert i en varmeisolerende boks. Tankene er dekket med et glasslokk, som solstrålene bryter gjennom og varmer opp vannet. Dette alternativet er det mest økonomiske, enkelt å betjene og vedlikeholde, men effektiviteten om vinteren er nesten null.

flat

P representerer en stor metallplate - en absorber, som er plassert inne i en aluminiumskasse med glasslokk.En gjør-det-selv flat solfanger vil være mer effektiv ved bruk av glassdeksel. Absorberer solenergi gjennom haglbestandig glass, som overfører lys godt og praktisk talt ikke reflekterer det.

Inne i boksen er det termisk isolasjon, som kan redusere varmetapet betraktelig. Selve platen har lav effektivitet, så den er belagt med en amorf halvleder, noe som øker hastigheten på termisk energiakkumulering betydelig.

Når du lager en solfanger for et basseng med egne hender, foretrekkes ofte en flat integrert enhet. Den takler imidlertid ikke dårligere andre oppgaver, som: oppvarming av vann til boligbehov og romoppvarming. Flat er det mest brukte alternativet. Det er å foretrekke å lage en gjør-det-selv absorber for en solfanger av kobber.

Væske

Fra navnet er det klart at hovedkjølevæsken i dem er væsken. En gjør-det-selv-vannsolfanger er laget i henhold til følgende skjema. Gjennom en metallplate som absorberer solenergi, overføres varme gjennom rør festet til den til en tank med vann eller ikke-frysende væske eller direkte til forbrukeren.

Det er festet to rør til platen. Gjennom en av dem tilføres kaldt vann fra tanken, og gjennom den andre kommer allerede oppvarmet væske inn i tanken. Rør skal ha inn- og utløpsåpninger. En slik oppvarmingsordning kalles lukket.

Når oppvarmet vann tilføres direkte for å møte brukerens behov, kalles et slikt system åpen sløyfe.

Uglaserte blir oftere brukt til å varme opp vann i bassenget, så å montere slike termiske solfangere med egne hender krever ikke kjøp av dyre materialer - gummi og plast vil gjøre det.Glass har høyere effektivitet, så de er i stand til å varme opp huset og gi forbrukeren varmt vann.

Luft

Luftenheter er mer økonomiske enn de ovennevnte analogene som bruker vann som varmebærer. Luften fryser ikke, lekker ikke og koker ikke som vann. Hvis det oppstår en lekkasje i et slikt system, gir det ikke så mange problemer, men det er ganske vanskelig å fastslå hvor det har skjedd.

Gjør-det-selv-produksjon er ikke dyrt for forbrukeren. Solcellepanelet, som er dekket med glass, varmer opp luften som er mellom det og den varmeisolerende platen. Grovt sett er dette en flat oppsamler med plass til luft inni. Kald luft kommer inn inne og under påvirkning av solenergi tilføres varm luft til forbrukeren.

Slike alternativer er holdbare og pålitelige og lettere å vedlikeholde enn enheter som bruker væske som kjølevæske. For å opprettholde ønsket lufttemperatur i kjelleren eller for å varme opp drivhuset med en solfanger, er nettopp et slikt alternativ egnet.

Fleksibel rørkonstruksjon

For å skape en pålitelig solfanger brukes kun materialer av høy kvalitet. For dette formålet er metall-plastrør eller vanlige slanger som brukes til vanning egnet. Samleren kan bestå av flere moduler. Rør må legges og festes tett i dem.

Denne designen er den enkleste. Den viktigste ulempen er behovet for å bruke en pumpe. Siden naturlig sirkulasjon er umulig i et slikt design. Hvis rørene er for lange, vil den hydrauliske motstanden være større enn hodekraften som skapes av temperaturforskjellen.

Vær oppmerksom på at det ikke er noe problem å installere pumpen. Dessuten lønner et slikt system seg ganske raskt.

Basseng installasjon

Den vurderte versjonen av oppsamleren kan også brukes til å varme opp vann i bassenget. Den skal kobles til et filtreringssystem med pumpeutstyr. Væsken som sirkulerer inne vil bli varmet opp før den kommer inn i bassengtanken.

Det er alternativer der det er tillatt å nekte installasjon av en lagertank. Denne tilnærmingen kan implementeres hvis det oppvarmede vannet er beregnet utelukkende for bruk i dagslys i et lite volum. For eksempel er lengden på kretsen hundre og femti meter. I dette tilfellet er indikatoren for den indre diameteren seksten millimeter. I dette designet er tretti liter væske plassert. Hvis designet består av flere rom koblet til ett system, vil det være mye mer oppvarmet vann.

Solfanger - vann eller luft

Hver av varmeovnene er effektive, bare hovedformålet og operasjonsprinsippet er forskjellig:

• Vannoppsamler - brukes for å dekke behov for varmtvann og lavtemperatur gulvvarmesystemer. Effektiviteten av arbeidet i vinterperioden er betydelig redusert. Indirekte oppvarmede vakuum- og panelkollektorer koblet til en buffertank fortsetter å akkumulere varme gjennom året. Den største ulempen er de høye kostnadene for solfangeren, installasjonen og rørene.
• Luftventilasjonsmanifold - har en enkel design og en enhet som om ønskelig kan lages uavhengig. Hovedformål: romoppvarming. Selvfølgelig er det ordninger som tillater bruk av den mottatte varmen til varmtvannsforsyning, men samtidig faller effektiviteten til luftsamlere med nesten halvparten.Fordeler: lave kostnader for sett og installasjon.

Solvarmeanlegg fungerer kun på dagtid. Luftoppvarming begynner selv i overskyet vær, med tungt skydekke og under regn. Driften av luftvarmere om vinteren stopper ikke.

Dette er interessant: Hva er forskjellen mellom et russisk bad og en finsk badstue (video)

Fra kobberrør

En samler med en kobberslang, trukket på innsiden med ark av samme materiale, er ekstremt effektiv. Kanskje den mest effektive av de vi fant på nettet. Rør og strimler er loddet med et spesielt autogent loddebolt i sømmene, skjøtene, så kobberabsorberen var det mest tidkrevende stadiet, som tok 2 dager.

Kobber ble svertet ved å plassere det i et bad med kaliumpersulfat:

Kassen ble isolert, en folie ble festet til bakveggen for å reflektere varme. Alle hull er nøye forseglet:

Strukturen ble flyttet på plass, for dette ble den pakket inn med vanlig matfilm, og først etter transport og tilkobling ble glass installert:

Resultat: i et varmt sørlig klima, under direkte stråler, ble kobberet varmt, vannet oppvarmet til koking, det var til og med merkbare spor av smelting av polymerens strukturelle elementer. Det er tilrådelig å blande kald væske i en dusj med en solabsorber av denne typen, som det er nødvendig å gi en separat tønne med eller tilførsel fra en kran.

Produksjon av absorbere

Vi setter sammen rørene som følger:

1. Veggen som dekker toppen av krukken (der det er et hull) kuttes med metallsaks til "kronblad", som bøyes innover. Det er praktisk å bøye "kronbladene" ved å plassere boksen på et plastrør med størst mulig diameter (for å passere inne i boksen).
2. I bunnen av hver boks med et konisk bor, må du lage 3 hull med en diameter på 20 mm, slik at sentrene deres er i toppunktene til en likesidet trekant.
3. Nå kan du samle rør fra bokser - 8 stk. i hver. Beholderskjøter bør tettes med en høytemperatur skorsteinsforsegling som høyvarmemørtel. Denne sammensetningen skal påføres på en tidligere avfettet og fuktet overflate. Sammensetningen jevnes ut med fingrene, iført gummihansker, som også skal fuktes med vann.

For at rørene skal være helt jevne, under montering, bør boksene plasseres i en mal som er slått ned fra to brett og har form som et hjørne med samme vinkel. Den er installert i en liten vinkel til vertikalen (du kan lene deg mot veggen).

På det nymonterte røret, plassert i malen, ovenfra, til tetningsmidlet er fullstendig herdet, må du installere vekten.

Hva er en solfanger?

I kjernen er dette klimautstyr som brukes til å produsere varmt vann med påfølgende bruk i rørlegger- og varmesystemet. Prinsippet for driften av et slikt system er å endre tettheten til vannet under oppvarmingen, på grunn av hvilken den varme væsken skyves opp.

Hovedforskjellen mellom slike systemer er at naturressurser brukes til oppvarming, spesielt solenergi, som er helt gratis. Og en riktig utformet solfanger lar deg trekke ut denne energien selv på en frostdag eller i overskyet vær. Derfor er bruken av en slik enhet mulig ikke bare om sommeren, men til og med om høsten og vinteren.

Solfanger enhet

Utformingen av et komplett solfangersystem inkluderer nødvendigvis flere grunnleggende elementer - disse er:

• en enhet for utvinning av solenergi;
• beholder for akkumulering av varmt vann;
• varmeveksler;
• termisk isolasjonsstruktur, som reduserer kjølehastigheten til kjølevæsken.

Å lage en enhet av bølgepapp

Dette er et enda enklere solfangerdesign. Du vil bygge den mye raskere.

Første etappe. Lag først en trekasse på samme måte som i forrige versjon. Deretter legger du en bjelke langs omkretsen av bakveggen (ca. 4x4 cm), og legger mineralull på bunnen.

Andre fase. Lag et utgangshull i bunnen.

Tredje trinn. Legg bølgepapp på bjelken og mal sistnevnte på nytt i sort. Selvfølgelig, hvis det opprinnelig var en annen farge.

Fjerde trinn. Lag perforeringer over hele området av bølgepappen for luftstrøm.

Femte etappe. Hvis du ønsker det, kan du glasere hele strukturen med polykarbonat - dette vil øke oppvarmingstemperaturen til absorberen. Men ikke glem at du også må sørge for et utløp for luftstrøm fra utsiden.

Egenskaper til en vakuumsolfanger for oppvarming av hjemmet om vinteren

Vakuum solfanger er en ganske komplisert enhet. Hovedarbeidselementet er representert av en dyr lysabsorberende pære med en gjennomsiktig overflate, der røret er plassert. Grunnlaget for arbeidet er prinsippet om en termos. Vakuumkolben lar sollys passere inn i det indre røret, hvor det ikke er luft, noe som lar deg spare opptil 95 % av varmen.

Vakuum solfangere. Dyrere, men fungerer selv om vinteren

Bunnen av det indre vakuumet rør for solfanger opptar frostvæske, som går over i gassform ved oppvarming. I den øvre delen overføres varme til en kollektor med kjølevæske. Samtidig avkjøles og kondenserer frostvæsken, og går tilbake til sin opprinnelige tilstand.

Vakuum solfanger kjennetegnes ved høy effektivitet ved dårlige lysforhold og temperaturer under -37 °C. Den er spesialdesignet for nordlige breddegrader og kan fungere i fravær av direkte solstråling. For effektiv drift trenger strukturen konstant pleie, som består i å rense overflaten fra forurensning.

Den største ulempen er de høye byggekostnadene. Hvis minst ett rør svikter, vil reparasjon være problematisk, siden alle produktene er montert i serie.

«Sommer»-ordning

Dette alternativet er praktisk for en sommerdusj. Hvis den skal ligge på gaten, bør beholderen som samler varmt vann monteres der.

Hvis vi snakker om ledninger inne i bygningen, må beholderen med væsken installeres i huset.

Ordningen som vurderes opererer på grunnlag av naturlig sirkulasjon. Oppsamleren må monteres under tanken, hvor varmt vann vil samle seg, ca en meter. Dette skyldes de forskjellige tetthetene av kalde og varme væsker. For å koble samleren til tanken, er det nødvendig å bruke rør med et tverrsnitt på 0,75 tommer og over.

For effektivt å holde vannet i en varm tilstand, må veggene til tanken isoleres. For dette formål er det nødvendig å bruke mineralull. Tykkelsen bør være minst ti centimeter. Hvis et tak er plassert over kjelen, er det nødvendig å i tillegg bruke polyetylen for isolasjon.

Denne ordningen kalles ikke "sommer" for ingenting. Den er i stand til å varme opp vann bare i den varme årstiden. I den kalde perioden må væsken tappes ut av systemet. Ellers kan frysing skade den brukte rørledningen.

Prosessen med å sette sammen en hjemmelaget solfanger

Begynnelsen av monteringen av dette solenergiproduktet starter med produksjonen av spolen. Hvis du klarte å plukke opp en ferdig spole, vil den endelige monteringen ta mye mindre tid. Den valgte spiralen bør vaskes veldig grundig under rennende vann (helst varmt) for å vaske alle blokkeringer fra innsiden og kvitte seg med freonrester. Hvis du ikke fant passende rør, kan du kjøpe riktig mengde i butikken. Men i dette tilfellet må du lage selve spolen. For å gjøre det, kutt rørene til ønsket lengde. Deretter, bruk hjørneoverganger, lodd dem i form av en spolestruktur. Videre, slik at oppsamleren kan kobles til vannforsyningssystemet, loddes ¾ rørledninger til kantene av spolen. Det er flere alternativer for formen og designen til spolen, for eksempel kan du lodde rør i form av en "stige" (hvis du skal implementere dette alternativet, så kjøp ikke-hjørneadaptere, du trenger tees) .

Solfangermontasje

Deretter påfører du et selektivt belegg med svart matt maling på en forhåndsforberedt metallplate, det anbefales å gjøre dette i minst et par lag. Vent til luftstrømmen tørker malingen og begynn å lodde spolen (umalt side). Hele spolestrukturen må loddes langs hele lengden av rørene, ved å gjøre dette garanterer du den mest effektive varmeoverføringen og som et resultat maksimal varmeoverføring til vannforsyningssystemet. Gjør du alt riktig vil solfangeren du har satt sammen fungere som den var tenkt.

Flate samlere

Flate solfangere er en metallramme som, sett fra bunnen og opp, er festet:

• kroppen plate;
• termisk isolasjonslag;
• reflekterende lag (ikke til stede i alle modeller);
• varmesamlerplate (kjøleribbe eller også kalt adsorberende plate), som varmevekslerrør er loddet til;
• transparent lystransmitterende deksel (herdet glass med 95 % lysgjennomgang eller ikke mindre gjennomsiktig polykarbonat).

Også på kroppen er det et utløp og et innløpsrør - kjølevæsken sirkulerer gjennom dem.

Det er modeller åpne - uten deksel. Deres eneste fordel er den lave prisen, men de er veldig ineffektive og helt ubrukelige ved lave temperaturer. På grunn av det faktum at det ikke er noe deksel, blir absorpsjonsbelegget raskt ødelagt, så åpne samlere tjener i flere sesonger, og på grunn av deres egenskaper kan de brukes til å varme opp vann i et basseng eller i en dusj. De er ubrukelige til oppvarming.

Prinsippet for drift av en flat solfanger er som følger: Solens stråler passerer nesten fullstendig gjennom det øvre beskyttelsesglasset. Fra disse strålene varmes kjøleribben opp. Varme utstråles selvfølgelig, men kommer nesten ikke ut: glasset er gjennomsiktig for solens stråler, det slipper ikke gjennom varme (posisjon "c" i diagrammene). Det viser seg at den termiske energien ikke spres, men lagres inne i panelet. Fra denne varmen varmes varmevekslerrørene opp, og fra dem overføres varme til kjølevæsken som sirkulerer gjennom dem.

Regler for plassering av flate samlere

Samlere av denne typen må plasseres i en vinkel på 90o i forhold til de innfallende lysstrålene. Jo mer nøyaktig denne vinkelen er satt, jo mer varme samler systemet opp. Det er klart at det er urealistisk å hele tiden opprettholde denne vinkelen på et fast tak, men du må plassere panelet slik at lys faller på det så lenge som mulig.Det er ganske dyre enheter som endrer plasseringen av panelet i forhold til solen, og opprettholder den optimale innfallsvinkelen til solstrålene. De kalles sporingssystemer.

Hva avhenger prisen av

Prisen på en flatsamler avhenger i stor grad av materialene som brukes. Så kroppen kan være aluminium eller galvanisert stål. Et aluminiumshus foretrekkes, men det koster mer. Det er også polymeretuier. De er preget av høy styrke og pålitelighet.

Varmevekslerrørene og materialet til varmesamlerplaten har stor innflytelse på effektiviteten. De er aluminium (slike paneler er billigere) og kobber. Kobber er dyrere, men også mer holdbare, de har også en høyere effektivitet. For Russland, selv for de sørlige regionene, er det ønskelig å bruke dem. Siden solinnstråling, selv i sør, sjelden er overdreven, er den heller ikke alltid nok til oppvarming.

Belegget på varmesamlerplaten er også viktig: jo nærmere den er absolutt svart, jo mindre stråler vil reflekteres og mer varme vil resultere. Derfor jobber teknologer hele tiden med å forbedre dette belegget.

I de første modellene var det en vanlig sort maling, men i dag er det et svart nikkelbelegg.

Manifolder i plast

I en egen type kan solfangere i plast skilles ut. I den enkleste versjonen er dette to polykarbonatpaneler, som er montert på en aluminiumsramme. Mellom dem er ribber sveiset eller sveiset, og skaper en labyrint i panelet for vannstrømmen. Innløpet er plassert på toppen av panelet, og utløpet er i bunnen.Kaldt vann helles i den øvre, som passerer gjennom labyrinten, varmes opp og går ut med høyere temperatur gjennom den nedre. Systemet brukes til å varme opp vann om sommeren. På grunn av den lave hydrauliske motstanden fungerer den svært godt i et gravitasjonsstrømsystem. Denne typen solvarmer er et ideelt alternativ for å levere varmt vann til et sommerhus i hagesesongen.

Men noen ganger kalles fullverdige solfangere for oppvarming plastsolfangere. Det er bare at i dem er toppdekselet ikke laget av glass, men av samme polykarbonat eller annen plast som overfører sollys godt. Slike modeller er mindre utsatt: plast er mer holdbart enn glass (selv herdet).

Utstyre systemer som arbeider med solfangere med automatisering

Spesifikasjonene for driften av solcelleanlegg, stadig skiftende startdata (sesong, værforhold og så videre) sikrer ikke stabiliteten til parametere (temperatur, varmebærerstrøm og andre), som krever inkludering av kontrollsystemer i installasjonsskjema.

Elektroniske enheter som en kontroller, basert på analyse av temperatur på visse steder i installasjonsdiagrammet, gir kommandoer for å åpne / lukke ventiler, slå på / av pumpeenheter for å velge den optimale bevegelsen av kjølevæsken langs kretsen. Så, for eksempel, hvis temperaturen på vannet i kjølevæskens lagertank overskrides, vil kontrolleren stoppe sin bevegelse langs kretsen, og stoppe varmetapet som kan slippes ut i miljøet gjennom samleren.

Arbeidsprinsipp for solvarmere

Før du begynner på produksjonen av et hjemmelaget solsystem, er det verdt å studere utformingen av fabrikkproduserte solfangere - luft og vann.Førstnevnte brukes til direkte romoppvarming, sistnevnte brukes som vannvarmere eller ikke-frysende kjølevæske - frostvæske.

Hovedelementet i solsystemet er selve solfangeren, som tilbys i 3 versjoner:

1. Flat varmtvannsbereder. Det er en forseglet boks, isolert nedenfra. Inne er det en varmemottaker (absorber) laget av en metallplate, som en kobberspiral er festet på. Ovenfra er elementet lukket av sterkt glass.
2. Utformingen av luftvarmemanifolden er lik den forrige versjonen, bare luften som pumpes av viften sirkulerer gjennom rørene i stedet for kjølevæsken.
3. Enheten til en rørformet vakuumsamler er fundamentalt forskjellig fra flate modeller. Enheten består av slitesterke glasskolber, hvor kobberrør er plassert. Endene deres er koblet til 2 linjer - tilførsel og retur, luften pumpes ut av kolbene.

Addisjon. Det er en annen type vakuumvannvarmere, hvor glasskolber er tett forseglet og fylt med et spesielt stoff som fordamper ved lav temperatur. Under fordampning absorberer gassen en stor mengde varme som overføres til vannet. I prosessen med varmeveksling kondenserer stoffet igjen og strømmer til bunnen av kolben, som vist på bildet.

Enhet av et direkte oppvarmet vakuumrør (venstre) og en kolbe drevet av væskefordampning/kondensasjon

De listede typene samlere bruker prinsippet om direkte overføring av varmen fra solstråling (ellers - isolasjon) til en flytende væske eller luft. En flat varmtvannsbereder fungerer slik:

1. Vann eller frostvæske pumpet av en sirkulasjonspumpe beveger seg gjennom en kobbervarmeveksler med en hastighet på 0,3-0,8 m / s (selv om det også finnes gravitasjonsmodeller for en utendørs dusj).
2. Solstrålene varmer opp det absorberende arket og spiralrøret som er tett koblet til det. Temperaturen på den flytende kjølevæsken stiger med 15-80 grader avhengig av årstid, tid på døgnet og gatevær.
3. For å utelukke varmetap er bunn- og sideflatene på kroppen isolert med polyuretanskum eller ekstrudert polystyrenskum.
4. Det gjennomsiktige toppglasset utfører 3 funksjoner: det beskytter det selektive belegget til absorberen, det lar ikke vinden blåse over spolen, og det skaper et lufttett lag som holder på varmen.
5. Den varme kjølevæsken kommer inn i varmeveksleren til lagertanken - buffertank eller indirekte varmekjele.

Siden temperaturen på vannet i enhetens krets svinger med endring av årstider og dager, kan ikke solfangeren brukes til oppvarming og varmtvann direkte. Energien mottatt fra solen overføres til hovedkjølevæsken gjennom spolen til tanken - akkumulator (kjele).

Effektiviteten til rørformede apparater økes på grunn av vakuumet og den indre reflekterende veggen i hver kolbe. Solstrålene passerer fritt gjennom det luftløse laget og varmer opp kobberrøret med frostvæske, men varmen kan ikke overvinne vakuumet og gå ut, så tapene er minimale. En annen del av strålingen kommer inn i reflektoren og fokuseres på vannlinjen. Ifølge produsenter når effektiviteten til installasjonen 80%.

Når vannet i tanken varmes opp til riktig temperatur, skifter solvarmevekslerne til bassenget ved hjelp av en treveisventil