Å bruke solens gratis energi er en god metode for å spare drivstoff og strøm brukt på å varme opp et privat hus. Den enorme bruken av solsystemer hindres av den høye prisen på varmemottakere og tilhørende utstyr - en lagringstank, en sirkulasjonspumpe, en elektronisk kontrollenhet og annet utstyr. Den eneste måten å redusere kostnadene på er å lage en solfanger med egne hender av billige materialer og sette sammen et standard stroppeskema.
Prinsippet for drift av solvarmere
Før du tar fatt på produksjonen av et hjemmelaget solsystem, er det verdt å utforske enheten til fabrikkproduserte solfangere - luft og vann. Førstnevnte brukes til direkte oppvarming av lokaler, sistnevnte brukes som varmtvannsbereder eller ikke-frysende kjølevæske - frostvæske.
Referanse. Antenneinstallasjoner er ikke veldig populære på grunn av begrenset funksjonalitet. Solvarmevarmer er mer etterspurt, fordi de kan gi oppvarming, varmt vann og heve temperaturene i utendørsbassenger.
Hovedelementet i solsystemet er selve solfangeren, som tilbys i tre versjoner:
- Flat varmtvannsbereder. Det er en forseglet boks, isolert nedenfra. Innvendig er en kjøleribbe (absorber) laget av en metallplate som en kobberspiral er festet på. Toppen er dekket med slitesterkt glass.
- Utformingen av luftvarmermanifolden er lik den forrige versjonen, bare luften som sirkuleres av viften sirkulerer gjennom rørene i stedet for kjølevæsken.
- Enheten til det rørformede vakuummanifoldet er vesentlig forskjellig fra flate modeller. Apparatet består av holdbare glassflasker hvor kobberrør er plassert. Endene deres er koblet til 2 motorveier - tilførsel og retur, luft fra kolvene pumpes ut.
Addisjon. Det er en annen type vakuumvannsberedere, der glasskolber er tett forseglet og fylt med et spesielt stoff som fordamper ved lav temperatur. Under fordamping absorberer gassen en stor mengde varme som overføres til vann. Under prosessen med varmeoverføring kondenseres stoffet igjen og strømmer til bunnen av kolben, som vist på bildet.
De listede typene samlere bruker prinsippet om direkte overføring av solstrålingsvarmen (ellers - isolering) til den flytende væsken eller luften. Flat varmtvannsbereder fungerer slik:
- Vann eller frostvæske beveger seg gjennom en kobbervarmeveksler med en hastighet på 0,3-0,8 m / s, pumpet av en sirkulasjonspumpe (selv om det er gravitasjonsmodeller for utendørs dusjer).
- Solstrålene varmer opp det absorberende arket og røret til spolen tett koblet til den. Temperaturen på det rennende kjølevæsken stiger med 15-80 grader, avhengig av årstid, tid på døgnet og gatevær.
- For å eliminere varmetap er bunn- og sideflatene på kroppen isolert med polyuretanskum eller ekstrudert polystyrenskum.
- Det gjennomsiktige toppglasset har tre funksjoner: det beskytter det selektive belegget på absorberen, forhindrer vinden fra å blåse spolen og skaper et forseglet luftspalte som holder på varmen.
- Varm varmebærer kommer inn i varmeveksleren til lagringstanken - buffertank eller indirekte varmekjel.
Siden vanntemperaturen i kretsen til apparatet svinger med de skiftende årstidene og dagene, kan ikke solfangeren brukes til oppvarming og varmt vann direkte. Energien mottatt fra solen overføres til hovedvarmebæreren gjennom spolen til tanken - batteriet (kjelen).
Et unntak - solenergiinstallasjoner for bassenger, oppvarming av tankvannet direkte eller gjennom en enkel varmeveksler.
Effektiviteten til det rørformede apparatet forbedres ved vakuum og en indre refleksvegg i hver kolbe. Solstrålene går fritt gjennom det luftløse laget og varmer 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 fokuserer på vannlinjen. I følge produsenter når effektiviteten til installasjonen 80%.
Vi lager en vannoppsamler
En vakuumvarmer kan ikke lages hjemme av åpenbare grunner. Derfor tar vi opp et flatt design med en varmeveksler og et absorberende sollys. Ideelt sett må du beregne arealet til mottakeren og temperaturen på utløpsvannet, som avhenger av mange faktorer:
- bostedsregion og insolasjonsnivå;
- omgivelsestemperatur, spesielt om vinteren;
- området av varmevekslingsoverflaten som opplever eksponering for solen;
- spole materiale og belegg;
- kjølevæsketemperatur i innløpet;
- panelets vinkel i forhold til solen;
- vannstrømningshastighet gjennom varmevekslerrør.
På Internett er det ikke vanskelig å finne beregninger av ytelsen til solfangeren, men vi advarer deg - beregningene er veldig unøyaktige.
Eksempel. Faktum er lagt til grunn: på en klar dag kommer 500-800 W solenergi inn på 1 m² overflate. Ved å bruke skoleformelen m = Q / 1.163 x Δt bestemmer vi videre massen av vann som er oppvarmet til 40 ° C av en 1 m² varmeveksler: 500 / 1,163 x 40 = 10,7 liter per time. Med en isolasjon på 800 W / m² kan 17,2 l / t varmes opp. Men djevelen er i detaljene: det innledende tallet på 0,5-0,8 kW per kvadratmeter er et veldig omtrentlig tall.
Vi tilbyr en forenklet tilnærming til problemet beskrevet i trinn-for-trinn-instruksjonene:
- Bestem stedet og området du er klar til å gi til samleren.
- Velg riktig alternativ for montering av spole og hus basert på materialpriser.
- Lag en prototype, koble til oppvarming eller vannforsyning i henhold til riktig skjema. Vi vil vise bindingsmetodene i de følgende delene av denne artikkelen.
- Test varmekretsen hjemme og gjør ytterligere konklusjoner om å øke / redusere kraften, endre design og så videre.
Nå vil vi gå gjennom hvert trinn hver for seg, med fokus på fallgruvene.
Plassering av en termisk installasjon
Egentlig er det bare to alternativer for plasseringen av den hjemmelagde samleren: på taket av bygningen eller i det åpne området av huset. Følg enkle regler når du velger sted:
- Området skal være opplyst så mye som mulig i løpet av dagen, ikke skjule av trær og andre uthus.
- Når du installerer på taket, velges en mer skånsom skråning, der solstråling alltid blir. Det er tydelig at den bratte delen av det ødelagte mansardtaket ikke vil fungere.
- Ikke ta et varmtvannsanlegg beregnet på oppvarming eller varmtvannsforsyning langt hjemmefra. Lengden på tilførselsrørene, varmetapet og installasjonskostnadene vil øke.
- Orientere bakkekollektoren slik at solen, som visuelt beveger seg fra øst til vest, stadig lyser opp kjøleribben. Installasjonsvinkelen til panelet er 60 ± 15 °.
Merk. Effektiviteten til varmeelementet kan økes ved hjelp av en parabolsk solkonsentrator som samler stråler i en enkelt bjelke, som sendes til absorberen. Konstruksjons- og monteringsmetodene til det konkave speilet er vist i videoen.
Solanlegg designet for å varme opp vann i en sommerdusj ligger på taket av denne bygningen og er forbundet med tyngdekraften. Enheter for oppvarming av bassenger er plassert ved siden av tanken.
Materialvalg
Vi laget et utvalg av tilbehør for produksjon av solvarmevarmer på grunnlag av anmeldelser og emner diskutert på det populære Forumhouse forumet. Så, den rektangulære boksen til mottakeren er vanligvis laget av en trebjelke eller ferdige rammer av gamle vinduer. Bakveggen på huset er isolert med basaltull, polystyrenskum eller ekstrudert polystyrenskum.
Tips. Bunnen av esken kan være laget av folieisolasjonsisolasjon. Metallaget vil fungere som en absorber - du trenger ikke å legge et ekstra ark.
Hjemmehåndverkere lager varmevekslere fra en rekke rør:
- svart polyetylen (HDPE);
- korrugerte rustfritt stål;
- kobber og aluminium;
- polypropylen og metallplast;
- tverrbundet polyetylen;
- stålradiatorer.
Med tanke på effektivitet og holdbarhet er det bedre å bruke rør laget av aluminium, kobber og rustfritt stål, som har den beste varmeledningsevnen. Mangelen på materiale er den høye prisen.
Plastrør er mye billigere enn metallrør og enklere å installere. Men når du bruker polymerer, må det tas en rekke nyanser i betraktning:
- all plast forringes gradvis under påvirkning av ultrafiolett stråling;
- veggene i PPR-rørene er for tykke, leder varme dårlig;
- plast av høy kvalitet er for dyrt for vårt formål, og billig stratifiserer ofte i svinger og kollapser raskt i solen;
- tverrbundet polyetylen "husker" den innledende svingen i bukta, det er praktisk å lage en ringformet spole ut av den, og utretting er ikke lett;
- HDPE-rør du trenger for å kjøpe en matserie (med en blå stripe), den er bedre beskyttet mot ultrafiolett stråling.
Referanse. Den enkleste versjonen av en bassengvarmeveksler er en svart hageslange lagt med en "snegl". Minuset av materialet er sprekkdannelse av gummi fra langvarig eksponering for solen.
HDPE tynnveggede rør er et utmerket valg når det gjelder forholdet mellom pris og kvalitet. Den svarte overflaten absorberer solvarmen godt, tilkoblingsarmaturer er rimelige. Rørledningen er festet til absorberen med plastklemmer eller en tinnlist på skruene.
Som det absorberende arket kan vanlig eller rustfritt stål malt svart brukes. Det ideelle alternativet er aluminiumsark eller kobber.
Toppen av esken er lukket med følgende gjennomsiktige materialer å velge mellom:
- vanlig eller forsterket glass;
- gjennomsiktig plastfolie;
- tynt cellulært polykarbonat.
Tips. Ikke bruk ferdige dobbeltvinduer fra plastvinduer som et gjennomskinnelig element. Om vinteren, med stor temperaturforskjell mellom gateluft og det lukkede samlekammeret, tåler ikke to-lags pakken og sprekker.
Forsamlingens anbefalinger
Prosessen med å produsere en solfanger er så åpenbar at det ikke gir mening å male trinnvise instruksjoner. Oppgaven er å lage det mest lufttette kammeret ved å installere en varmeveksler på en metallabsorber inni. Vi vil bare gi noen råd for å beskytte deg mot feil:
- Varmevekslerrør kan legges i langsgående retning eller med en spiral (snegl). Gjør avstanden mellom tilstøtende linjer (svinger) liten - fra 1 til 4 cm.
- Luftettheten på saken oppnås ved å smøre skjøtene med silikonforsegling eller ved å legge gummipakninger.
- Rørene er festet til basen på en hvilken som helst praktisk måte - med plastklemmer, en metallstrimmel eller ganske enkelt festet på sidene med selvskruende skruer.
- Hele det indre hulrommet er malt med varmebestandig svart emalje (selges i aerosolbokser).
- Tykkelsen på det isolerende laget på baksiden av varmtvannsberederen er minst 50 mm.
- Det er enklest å trekke en gjennomsiktig film på toppen - dette er det beste alternativet for en prototype. Deretter er det ikke vanskelig å bytte glass.
Nok en anbefaling. Tredeler skal behandles med et antiseptisk middel.Dekk rammen sveiset fra stålprofiler med en grunning og 2 lag med lett maling.
Etter å ha montert kjøleribelpanelet, må du fylle spolen med vann og sjekke for lekkasjer. Test deretter solfangeren - koble utgangen til tanken, installer panelet i solen og måle periodevis temperaturen på vannet, med hensyn til oppvarmingstiden. Basert på virkelige indikatorer er det enkelt å bestemme ytelsen til en varmtvannsbereder.
Koblingsskjema
En oppsamler designet for å varme opp vann i dusjen er koblet til en lagringstank ved tyngdekraftstrøm. En viktig betingelse: solenergiinstallasjonen skal være plassert under hovedtanken slik at varmt vann med lavere tetthet stiger gjennom røret og fortrenger den kalde. Utformingen av et slikt system er vist på tegningen.
Når den er koblet til en kjele eller en varmeakkumulator, fungerer solfangeren som en fullverdig varmekilde. Produsenter av solsystemer foreslår bruk av et trykkrør med to rør, som inkluderer nødvendige bindingselementer:
- sirkulasjonspumpe som utvikler et trykk på 0,4 bar;
- membran type utvidelse tank;
- automatisk luft ventilasjon;
- sikkerhetsventil, designet for å arbeide med et trykk på 2 bar;
- trykk måler;
- termometer;
- avstengningsventiler; sminkeventil;
- kontroller med to temperatursensorer;
- varmeisolasjon for forsyningsrørledninger.
Et viktig poeng. Hvis et batteri med flere samlere er koblet til buffertanken, må pumpekapasiteten og utvidelsestankens volum økes. Minimumskapasiteten til membranbeholderen er 10% av den totale mengden kjølevæske i kretsen.
Opplegget fungerer slik:
- Kjøleribben festes til den nedre spolen på buffertanken, der vannet er kaldere.
- Kontrolleren ved hjelp av sensorer sammenligner temperaturen på vannet (frostvæske) i tilførselsrøret og varmeakkumulatoren.
- Den elektroniske enheten stopper pumpen når temperaturen på vannet i tanken er lik eller høyere enn strømningstemperaturen.
- Luft som kommer inn i kretsen ledes ut gjennom en automatisk ventil installert på toppen av systemet.
- I tilfelle overoppheting av kjølevæsken på grunn av pumpens stopp (det er umulig å slå av solen), vil sikkerhetsventilen operere og avlaste overflødig trykk.
Det dyreste kretselementet er en elektronisk kontrollenhet. Hvordan kan jeg gjøre uten en kontroller:
- kjøp på Aliexpress en billigere termostat, utløst av en temperaturforskjell;
- still en natt-nattur og en mekanisk termostat for å slå av pumpen når buffertanken er på maksimal varme.
Hvordan den billige kinesiske kontrollenheten fungerer (pris - $ 15), se videoomgangen:
Solvarme
Installasjon av luftvarme utføres på lignende måte, bare varmeveksleren er laget av rør med større diameter, og viften er levert av viften. Strålingsmottakeren er laget av håndverkere fra følgende materialer:
- korrugering av aluminium for ventilasjon;
- plastflasker satt inn den ene i den andre;
- utskårne ølbokser.
I boksen er det laget 2 hull for luftrør, det legges et fint nett i innsiden, noe som eliminerer inntrenging av insekter. Viften - en kjøligere fra datamaskinen - er installert på et av hullene, varmevekslingsdelen er malt svart. Forsyningsrørene er isolert og lagt i et oppvarmet rom. Algoritmen til luftmanifoldmontering vises i videoen:
Konklusjon
Attraktiviteten til solfangere skyldes stigende energipriser. Selv om ytelsen til varmtvannsberedere synker om vinteren, gir solvarme betydelige besparelser i drivstofforbruket av hovedkilden - kjelen. Hvis du vil varme opp landet ditt så mye som mulig med gratis solenergi, anbefaler vi deg å ta hensyn til installasjoner med speilkonsentratorer.Disse ekstremt effektive enhetene er mye brukt i Europa og Amerika.