Как да си направим слънчево отопление на водата. слънчев бойлер

Всяка година традиционните енергийни източници стават все по-скъпи и не се вижда край на тази ценова надпревара. Междувременно най-мощният източник на енергия, който виждаме почти всеки ден, "работи" безплатно. И ако човечеството не се е научило как ефективно да получава енергия директно под формата на електричество, тогава всеки човек може да използва топлинната енергия на слънцето - ще има желание!

Наистина, в слънчева зона, осветителното тяло изпраща приблизително 1 kW енергия на всеки час. Грехота е такъв източник да не се използва поне за подгряване на вода. В същото време разходите за създаване и инсталиране на устройство за нагряване на вода са минимални. Изобретателите в необятността на страната отдавна използват различни инсталации за подгряване на вода.

Сред тях са най-простите и по-сложни, с автоматично управление. Всичко зависи от техническата готовност, финансовите възможности и, разбира се, желанието.

Как майсторите получават топла вода от слънцето днес?

Създаването на слънчев нагревател със собствените си ръце изобщо не е трудно.

Това е най-лесният вариант.
Обичайният контейнер под формата на варел, стар резервоар, се монтира на покрива на летен душ или къща, плевня и се свързва чрез маркуч към обикновен кран.

Ако контейнерът стане черен, нагряването ще се случи по-бързо.

До края на деня водата се затопля до около 45C. Тези данни са валидни за полиетиленов резервоар от 200-300 литра. Желателно е да е плосък - това повишава ефективността на отоплението.

Целият недостатък е, че цялата вода трябва да се използва вечер, т.к. сутринта ще е студено.

За да „елиминирате“ този недостатък, ще трябва да изолирате самия резервоар или отново да източите нагрятата вода в изолиран резервоар. Можете просто да подадете водата в котела и, когато изстине, да я загреете. Поне малко ток, но се пести.

Друг вариант е да поддържате котела постоянно свързан към резервоар, монтиран на покрива. Тогава водата ще циркулира постоянно; може да се използва онлайн.

Съществен недостатък на системата е, че не работи при температури под +20C. Следователно има и други начини за затопляне на водата в извън сезона.

Слънчев бойлер - колектор

Такова устройство се счита за най-ефективно. Всичко е свързано с материала, от който е направен колекторът. Най-често това е:

• стомана
• месинг.

Но сглобяването с метал е трудоемко (запояване, заваряване, запечатване и т.н.), така че се използват други материали. Има опция за използване на полипропиленови тръби - те са по-евтини. Въпреки това, тяхното свързване може да причини и трудности, свързани с уплътняването на фуги.

Друг недостатък е значителна деформация по време на нагряване, това не е толкова забележимо за металопластичните тръби, но полипропиленът има висок коефициент на топлинно разширение. Този дефицит може да причини течове в системата.

Има едно оригинално и просто решение, което е да използвате градински маркуч като слънчев колектор. Целият процес на сглобяване се ограничава до усукването му в спирала и поставянето му в подходяща кутия.

Отлична гъвкавост, без връзки гарантират липса на изтичане, а дължината на маркуча позволява директното му свързване към водопроводни инсталации без междинни връзки.

Производителността на такава система зависи от дължината на маркуча. С диаметър 2,5 см и температура на въздуха най-малко +25C, един метър от маркуча загрява 3,5 литра вода до +45C.

Оказва се, че в слънчев ден до вечерта 10 метра ще ви "дадат" 280 литра топла вода. Системата работи, когато температурата падне до +8C.

Как протича процесът на нагряване на водата

Слънчевите лъчи падат върху спиралата през стъклото и загряват спиралата. Нагрятата вода се превръща в източник на дълговълнова радиация, която се отразява от стъклото. Тоест слънчевите лъчи са в своеобразен термичен „капан“.

1. За да създадете това отоплително устройство, ще ви е необходима кутия, в която ще бъде поставен черен маркуч, като използването на други нюанси ще доведе до загуба на 5% топлина. Може да бъде гума или PVC. Диаметър - не по-малко от 1,9 см, дебелина на стената не повече от 2,5 мм.
2. Маркучът ще се свърже с котела, който трябва да е над спиралата. Дъното на кутията трябва да бъде изолирано с пяна, боядисана в черно.
3. Самата кутия се затваря отгоре с прозоречно стъкло (органичното стъкло не е подходящо поради факта, че не задържа добре слънчевата радиация).
4. Между стъклото и кутията трябва да се постави гумено уплътнение.

Бойлер от PET бутилки

Идеята е първо да се създадат модули (по 3 бутилки, може би 4, 5), след което да се свърже всеки от тях към пластмасова тръба, която е свързана от една страна към източник на студена вода, от друга страна, тя издава гореща течност. Най-добре е да използвате бутилки с вместимост 2-2,5 литра. Необходимо е да ги свържете според принципа "врат до дъното".

• За да направите това, в дъното се изрязва отвор за шията с диаметър 26 мм. Дупката трябва да бъде разположена строго в центъра. Затова първо маркирайте центъра, като пробиете дупка с бормашина 3-6 мм.
• За да осигурите запечатване, смажете нишките на шията с уплътнител и оставете конструкцията неподвижна за 2-3 дни. Направете дупка в дъното на горната бутилка!
• Модул от три бутилки по същия начин (можете да се сетите за някоя друга) е прикрепен към пластмасова тръба, в единия край на която влиза студена вода.

Броят на модулите може да бъде голям. За да получите 200 литра топла вода, ви трябват около 110 бутилки - това са три квадратни метра площ.

• Поставете получения блок в кутия, покрита със стъкло на прозореца. Ъгълът на наклон е от 10 до 30 градуса.

Получената система е много по-ефективна от черна водна бъчва, монтирана на покрива.

Повечето домашно изработени проекти за отопление на вода от слънцето през лятото спестяват 70-80% от енергията, изразходвана за отопление. През есента, пролетта - до 40%. В същото време до 400 kW / h на човек се „взема“ от осветителното тяло за една година! Има какво да се мисли.

Нивото на развитие на съвременните технологии и материали е толкова високо, че неизползването на слънчева енергия е неразумно от финансова страна и престъпно по отношение на околната среда. За съжаление закупуването на промишлени инсталации за производство на електрическа и топлинна енергия е нерационално поради високата им цена. Независимо от това, има изход: да направите продуктивен слънчев колектор със собствените си ръце от материали, които могат да бъдат намерени в най-близкия магазин за хардуер.

Предназначение на слънчевия колектор, неговите предимства и недостатъци

Слънчев бойлер (течен слънчев колектор) е устройство, което загрява охлаждаща течност с помощта на слънчева енергия. Използва се за отопление на помещения, топла вода, загряване на вода в басейни и др.

Слънчевият колектор ще осигури на къщата топла вода и топлина

Предпоставка за използване на екологичен бойлер е фактът, че слънчевата радиация пада върху Земята през цялата година, въпреки че е различна по интензитет през зимата и лятото. Така за средните ширини дневното количество енергия през студения сезон достига 1–3 kWh на 1 кв.м, докато в периода от март до октомври тази стойност варира от 4 до 8 kWh/m 2. Ако говорим за южните райони, тогава цифрите могат безопасно да бъдат увеличени с 20-40%.

Както можете да видите, ефективността на инсталацията зависи от региона, но дори и в северната част на страната ни слънчевият колектор ще осигури нуждата от топла вода - основното е, че на небето има по-малко облаци. Ако говорим за средната лента и южните райони, тогава слънчева инсталация ще може да замени котела и да покрие нуждите от охлаждащата течност на отоплителната система през зимата. Разбира се, говорим за продуктивни бойлери от няколко десетки квадратни метра.

Слънчевата батерия ще ви помогне да спестите пари от семейния бюджет. Следният материал ще ви помогне да го направите сами:

Таблица: разпределение на слънчевата енергия по региони

Домашните слънчеви колектори не са подходящи за фабричните устройства, но домашно направената слънчева инсталация ще намали разходите за загряване на битова вода и ще спести електроенергия, когато е свързана към пералня и съдомиялна машина.

Предимства на слънчевите бойлери:

• сравнително прост дизайн;
• висока надеждност;
• ефективна работа независимо от сезона;
• дълъг експлоатационен живот;
• възможност за спестяване на газ и електроенергия;
• не се изисква разрешение за инсталиране на оборудване;
• малка маса;
• лекота на монтаж;
• пълна автономия.

Що се отнася до отрицателните точки, нито една инсталация за получаване на алтернативна енергия не може да мине без тях. В нашия случай недостатъците са:

• висока цена на фабричното оборудване;
• зависимост на ефективността на слънчевия колектор от времето на годината и географската ширина;
• податливост на градушка;
• допълнителни разходи за монтаж на резервоар за съхранение на топлина;
• зависимост на енергийната ефективност на инструмента от облачността.

Като се имат предвид плюсовете и минусите на слънчевите бойлери, не трябва да се забравя за екологичната страна на въпроса - такива инсталации са безопасни за хората и не вредят на нашата планета.

Фабричният слънчев колектор наподобява конструктор, с който можете бързо да сглобите инсталацията с необходимата производителност

Видове слънчеви бойлери: изборът на дизайн за самостоятелно производство

В зависимост от температурата, която развиват слънчевите нагреватели, има:

• нискотемпературни устройства - предназначени за нагряване на течности до 50 ° C;
• среднотемпературни слънчеви колектори - повишават температурата на изходящата вода до 80 °C;
• високотемпературни инсталации - загрявайте охлаждащата течност до точката на кипене.

У дома можете да изградите слънчев бойлер от първи или втори тип. За производството на високотемпературен колектор ще са необходими индустриално оборудване, нови технологии и скъпи материали.

По дизайн всички течни слънчеви колектори са разделени на три типа:

• плоски бойлери;
• вакуумни термосифонни устройства;
• слънчеви концентратори.

Плоският слънчев колектор е ниска топлоизолирана кутия. Вътре са монтирани светопоглъщаща плоча и тръбна верига. Абсорбиращият панел (абсорбер) има повишена топлопроводимост. Благодарение на това е възможно да се постигне максимален пренос на енергия към охлаждащата течност, циркулираща около веригата на бойлера. Простотата и ефективността на плоските инсталации се отразява в многобройни проекти, разработени от занаятчии.

Вътре в плосък слънчев колектор - поглъщаща светлина плоча и тръбна верига

Принципът на работа на вакуумните слънчеви бойлери се основава на ефекта на термоса. Дизайнът е базиран на десетки двойни стъклени колби. Външната тръба е изработена от удароустойчиво, закалено стъкло, което издържа на градушка и вятър. Вътрешната тръба има специално покритие за увеличаване на поглъщането на светлина. Въздухът се евакуира от пространството между елементите на колбата, което прави възможно избягването на топлинните загуби. В центъра на конструкцията има медна термична верига, пълна с нискокипяща охлаждаща течност (фреон) - това е нагревателят на вакуумния слънчев колектор. В процеса технологичният флуид се изпарява и пренася топлинна енергия към работния флуид на главния кръг. В това качество най-често се използва антифриз. Този дизайн позволява на системата да работи при температури до -50 °C. Трудно е да се изгради такава инсталация у дома, така че има няколко самостоятелно изработени конструкции от вакуумен тип.

Дизайнът на вакуумния слънчев колектор се основава на набор от двойни стъклени колби

Слънчевият концентратор е базиран на сферично огледало, способно да фокусира слънчевата радиация в точка. Течността се нагрява в спираловидна метална верига, която е поставена във фокуса на инсталацията. Предимството на слънчевите концентратори е способността им да развиват високи температури, но необходимостта от система за проследяване на Слънцето намалява популярността им сред майсторите на домашния майстор.

Изграждането на продуктивен слънчев концентратор у дома не е лесна задача

За домашно производство, плоските слънчеви нагреватели се изграждат най-добре от изолационни материали, стъкло с висока пропускливост и медни абсорбатори.

Устройството и принципът на работа на плосък слънчев колектор

Самоделният слънчев бойлер се състои от плоска дървена рамка (кутия) с празна задна стена. В долната част е основният елемент на устройството - абсорбаторът. Най-често се изработва от метален лист, прикрепен към тръбен колектор. Ефективността на преноса на енергия зависи от контакта на абсорбиращата плоча с тръбите на топлообменника, така че тези части са заварени или запоени с непрекъснат шев.

Самата флуидна верига е набор от вертикално монтирани тръби. В горната и долната част те са свързани към хоризонтални тръби с увеличен диаметър, които са предназначени за подаване и изтегляне на охлаждащата течност. Входът и изходът за течността са разположени диагонално - благодарение на това се осигурява пълно отвеждане на топлината от елементите на топлообменника. Като топлоносител се използва антифриз за отоплителни системи или други антифризни разтвори.

Абсорберът е покрит със светопоглъщаща боя, отгоре се поставя стъкло, а кутията е защитена със слой топлоизолация. За да се опрости задачата, площта на остъкляването е разделена на части, а за да се увеличи производителността, се използват прозорци с двоен стъклопакет. Затвореният дизайн създава ефекта на термос в слънчевия колектор и в същото време предотвратява загубата на топлина от вятър, дъжд и други външни фактори.

Слънчевият бойлер работи по следния начин:

1. Незамръзващата течност, нагрята в слънчевия колектор, се издига през тръбите и влиза в резервоара за съхранение на топлина през клона за изтегляне на охлаждащата течност.
2. Придвижвайки се през топлообменника, инсталиран вътре в резервоара за съхранение, антифризът отдава топлина на водата.
3. Охладеният работен флуид влиза в долната част на веригата на соларния бойлер.
4. Водата, загрята в резервоара, се покачва и се взема за нуждите на топла вода. Попълването на течността в резервоара за съхранение на топлина се осъществява благодарение на водопровода, свързан към дъното. Ако слънчевият колектор работи като нагревател на отоплителната система, тогава се използва циркулационна помпа за циркулация на водата в затворен вторичен кръг.

Постоянното движение на охлаждащата течност и наличието на акумулатор на топлина ви позволява да натрупвате енергия, докато слънцето грее, и постепенно да я изразходвате, дори когато светилото се крие зад хоризонта.

Схемата за свързване на слънчев колектор към резервоар за съхранение не е толкова сложна.

Опции за самоделни соларни инсталации

Характеристика на слънчевите бойлери "направи си сам" е, че почти всички устройства имат същия дизайн на топлоизолирана кутия. Често рамката е сглобена от дървен материал и покрита с минерална вата и топлоотразителен филм. Що се отнася до абсорбера, за неговото производство се използват метални и пластмасови тръби, както и готови компоненти от ненужно домакинско оборудване.

От градински маркуч

Градински маркуч с форма на охлюв или PVC водопроводна тръба има голяма повърхност, което позволява използването на такава верига като бойлер за нуждите на външен душ, кухня или отопление на басейна. Разбира се, за тези цели е по-добре да вземете черни материали и не забравяйте да използвате резервоар за съхранение, в противен случай абсорберът ще прегрее по време на пика на летните горещини.

Плосък колектор за градински маркуч е най-лесният начин да затоплите водата в басейна

От кондензатора на стар хладилник

Външният топлообменник на използван хладилник или фризер е готов абсорбатор на слънчев колектор. Остава само да го монтирате с топлопоглъщащ лист и да го монтирате в кутията. Разбира се, производителността на такава система ще бъде малка, но през топлия сезон бойлер, направен от части за хладилно оборудване, ще покрие нуждите от топла вода на малка селска къща или вила.

Топлообменникът на стар хладилник е почти готов абсорбатор за малък слънчев нагревател

От плоска радиаторна отоплителна система

Производството на слънчев колектор от стоманен радиатор дори не изисква инсталиране на абсорбираща плоча. Достатъчно е да покриете устройството с черна топлоустойчива боя и да го монтирате в запечатан корпус. Производителността на една инсталация е повече от достатъчна за система за топла вода. Ако направите няколко бойлера, можете да спестите от отоплението на къщата в студено слънчево време. Между другото, слънчева централа, сглобена от радиатори, ще отоплява помощни помещения, гараж или оранжерия.

Стоманения радиатор на отоплителната система ще служи като основа за изграждането на екологично чист бойлер

От полипропиленови или полиетиленови тръби

Тръбите, изработени от метал-пластмаса, полиетилен и полипропилен, както и фитинги и устройства за тяхното инсталиране, ви позволяват да изграждате слънчеви вериги от всякакъв размер и конфигурация. Такива инсталации имат добра производителност и се използват за отопление на помещения и топла вода за битови нужди (кухня, баня и др.).

Предимството на слънчев колектор от пластмасови тръби е ниската цена и лекотата на монтаж

От медни тръби

Абсорберите, изработени от медни плочи и тръби, имат най-висок топлопренос, поради което се използват успешно за нагряване на охлаждащата течност на отоплителните системи и в захранването с топла вода. Недостатъците на медните колектори включват високите разходи за труд и цената на материалите.

Използването на медни тръби и плочи за производството на абсорбера гарантира висока ефективност на соларната централа

Метод за изчисляване на слънчев колектор

Производителността на слънчев слънчев колектор се изчислява въз основа на факта, че 1 кв.м инсталация в ясен ден представлява от 800 до 1 хил. W топлинна енергия. Загубите на тази топлина от обратната страна и стените на конструкцията се изчисляват според коефициента на топлоизолация на използваната изолация. Ако се използва експандиран полистирол, тогава за него коефициентът на топлинна загуба е 0,05 W / m × ° C. При дебелина на материала 10 cm и температурна разлика от 50 °C вътре и извън конструкцията, топлинните загуби са 0,05/0,1 × 50 = 25 W. Като се вземат предвид страничните стени и тръбите, тази стойност се удвоява. Така общото количество изходяща енергия ще бъде 50 W на 1 кв.м повърхност на слънчевия нагревател.

За загряване на 1 литър вода с един градус са необходими 1,16 W топлинна енергия, следователно, за нашия модел на слънчев колектор с площ от 1 кв.м и температурна разлика от 50 °C, ще бъде възможно за получаване на условен коефициент на производителност 800/1,16 = 689,65/kg × °C. Тази стойност показва, че инсталация от 1 кв.м ще загрее 20 литра вода с 35 °C в рамките на един час.

Изчисляването на необходимата производителност на слънчев бойлер се извършва по формулата W = Q × V × δT, където Q е топлинният капацитет на водата (1,16 W/kg × °C); V - обем, l; δT е температурната разлика на входа и изхода на инсталацията.

Статистиката казва, че един възрастен се нуждае от 50 литра топла вода на ден. Средно за захранване с топла вода е достатъчно температурата на водата да се повиши с 40 °C, което, когато се изчислява по тази формула, изисква разходи за енергия W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 kW. За да разберете площта на слънчевия колектор, тази стойност трябва да бъде разделена на количеството слънчева енергия на 1 кв.м повърхност на дадена географска ширина.

Изчисляване на необходимите параметри на слънчевата система

Изработка на соларен бойлер с меден абсорбатор

Слънчевият колектор, предложен за производство в слънчев зимен ден, загрява водата до температура над 90 ° C, а при облачно време - до 40 ° C. Това е достатъчно, за да осигурите на къщата топла вода. Ако искате да отоплявате дома си със слънчева енергия, ще ви трябват няколко такива инсталации.

Необходими материали и инструменти

За да направите бойлер ще ви трябва:

• медна ламарина с дебелина най-малко 0,2 mm и размери 0,98 × 2 m;
• медна тръба Ø10 mm, дължина 20 m;
• медна тръба Ø22 мм, дължина 2,5 м;
• резба 3/4˝ - 2 бр;
• щепсел 3/4˝ - 2 бр;
• мека спойка SANHA или POS-40 - 0,5 кг;
• поток;
• химикали за почерняване на абсорбера;
• OSB плоча с дебелина 10 мм;
• мебелни ъгли - 32 бр.;
• базалтова вата с дебелина 50 мм;
• листова топлоотразителна изолация с дебелина 20 мм;
• релса 20х30 - 10м;
• уплътнение на врата или прозорец - 6 м;
• стъклопакет с дебелина 4 мм или стъклопакет 0,98х2,01 м;
• самонарезни винтове;
• багрило.

Освен това подгответе следните инструменти:

• електрическа бормашина;
• комплект свредла за метал;
• "корона" или фреза за дървообработка Ø20 мм;
• резачка за тръби;
• газов котлон;
• респиратор;
• четка за боядисване;
• комплект отвертки или отвертка;
• електрически прободен трион.

За да поставите под налягане веригата, ще ви трябва също компресор и манометър, предназначен за налягане до 10 атмосфери.

За меко запояване е подходяща обикновена газова горелка

Инструкции за хода на работата

1. С помощта на резачка за тръби медната тръба се нарязва на парчета. Ще получите 2 части Ø22 мм с дължина 1,25 m и 10 елемента Ø10 мм с дължина 2 m.
2. При дебели тръби се прави марж от 150 мм от ръба и се правят 10 отвора Ø10 мм на всеки 100 мм.
3. В получените отвори се вкарват тънки тръби, така че да стърчат навътре с не повече от 1-2 mm. В противен случай в радиатора ще се появи прекомерно хидравлично съпротивление.
4. С помощта на газова горелка, пистолет за горещ въздух и спойка всички части на радиатора са свързани помежду си.

   

   Веригата на слънчевия колектор работи под налягане, така че се обръща специално внимание на херметичността на връзките

   За да сглобите радиатора, можете да използвате специални фитинги, но в този случай цената на слънчевата система ще се увеличи значително. Освен това сгъваемите връзки не гарантират херметичността на конструкцията при променливи термодинамични натоварвания.

5. Щепселите и резбите са запоени по двойки по диагоналите на радиатора към тръби 3/4˝.
6. След затваряне на изходната резба с тапа, към входа на сглобения колектор се завинтва фитинг и компресорът се свързва.

   

   Компресорът е свързан с фитинг

7. Радиаторът се поставя в съд с вода и налягането от 7–8 атм се изпомпва от компресора. Мехурчетата, издигащи се на фугите, се използват за преценка на херметичността на споените съединения.
   

   Ако не може да се намери подходящ контейнер за проверка на колектора, тогава можете да го сглобите сами. За това се прави кутия или обикновена преграда от импровизирани средства (подрязване на дървен материал, тухла и др.) и се покрива с пластмасова обвивка.

8. След проверка на херметичността радиаторът се изсушава и обезмаслява. След това пристъпете към запояване на медния лист. Запоете абсорбиращия лист към тръбите с непрекъснат шев по цялата дължина на всеки елемент от медната верига.

   

   Запояването на абсорбиращия лист се извършва с непрекъснат шев

9. Тъй като абсорберът на слънчевия колектор е направен от мед, вместо боядисване може да се използва химическо почерняване. Това ще ви позволи да получите истинско селективно покритие на повърхността, подобно на това, което се получава в завода. За да направите това, нагрят химически разтвор се излива в контейнера за тестване на течове и абсорберът се поставя с лице надолу. По време на реакцията температурата на реагентите се поддържа по всеки наличен метод (например чрез постоянно изпомпване на разтвора през съд с бойлер).

   

   Почерняването на медта е един от най-критичните етапи при производството на абсорбатор.

   Като течност за химическо почерняване можете да използвате разтвор на натриев хидроксид (60 g) и калиев персулфат или амониев персулфат (16 g) във вода (1 l). Не забравяйте, че тези вещества са опасни за хората, а самият процес на окисление на медта е свързан с отделянето на вредни газове. Затова е наложително да се използват защитни средства - респиратор, очила и гумени ръкавици, а самата работа се извършва най-добре на открито или в добре проветриво помещение.

10. От OSB плочата се изрязват части за сглобяване на корпуса на слънчевия колектор - дъното 1x2 m, страните 0,16x2 m, горното 0,18x1 m и долното 0,17x1 m панели, както и 2 носещи прегради 0,13x0. 98 м.
11. Шина 20х30 мм се нарязва на парчета: 1,94 м - 4 бр. и 0,98 м - 2 бр.
12. В страничните стени се правят отвори Ø20 мм за входните и изходните тръби, а в долната част на колектора се пробиват 3-4 отвора Ø8 мм за микровентилация.

    

    Необходими отвори за микровентилация

13. В преградите за абсорбиращите тръби се правят изрези.
14. Носеща рамка е сглобена от летви 20x30 мм.
15. С помощта на мебелни ъгли и самонарезни винтове рамката е обшита с OSB панели. В този случай страничните стени трябва да опират на дъното - това ще предотврати отклонението на тялото. Долният панел се спуска на 10 мм от останалата част, за да се покрие със стъкло. Това ще предотврати навлизането на валежи в рамката.
16. Монтирайте вътрешни прегради.

    

    Когато сглобявате кутията, не забравяйте да използвате строителен квадрат, в противен случай дизайнът може да се окаже изкривен

17. Дъното и страните на корпуса са изолирани с минерална вата и покрити с валцуван топлоотразителен материал.

    

    По-добре е да използвате минерална вата с влагоотблъскващо импрегниране.

18. Абсорберът се поставя върху подготвеното пространство. За да направите това, един от страничните панели се демонтира, който след това се поставя на място.

    

    Схема на вътрешния "пай" на слънчевия колектор

19. На разстояние 1 см от горния ръб на кутията, вътрешният периметър на конструкцията е обшит с дървена летва 20x30 mm, така че широката му страна да докосва стените.
20. По периметъра е залепена уплътнителна дъвка.

    

    За херметичност използвайте конвенционално уплътнение за прозорци.

21. Полага се стъкло или прозорец с двоен стъклопакет, чийто контур също е залепен с уплътнение на прозореца.
22. Конструкцията е притисната с алуминиев ъгъл, в който предварително са пробити отвори за самонарезни винтове. На този етап монтажът на колектора се счита за завършен.

    

    В сглобен вид дебелината на слънчевия колектор е около 17 см

За да се предотврати навлизането на влага и изтичане на топлина, на всички етапи фугите и местата на съвпадение на частите се обработват със силиконов уплътнител. За да се предпази конструкцията от валежи, дървото е покрито със специално съединение и боядисано с емайл.

Характеристики на монтаж и експлоатация на колектори за течно отопление

За да поставите слънчевия колектор, изберете просторно място, което не е засенчено през целия ден. Монтажната скоба или подрамката е изработена от дървени летви или метални по такъв начин, че наклонът на бойлера да се регулира от 45 до 60 градуса спрямо вертикалната ос.

Схема на свързване на соларен нагревател в система с принудителна циркулация

Резервоарът за съхранение за намаляване на топлинните загуби се поставя възможно най-близо до инсталацията.В зависимост от условията се организира естествена или принудителна циркулация на охлаждащата течност. В последния случай се използва контролер с температурен сензор, вграден в изходната тръба. Изпомпването на работния флуид по веригата ще се включи, когато температурата му достигне програмираната стойност.

Сезонно работеща система се пълни с вода, докато целогодишното използване на слънчев бойлер изисква използването на течност против замръзване. Идеалният вариант е специален антифриз за соларни системи, но за спестяване на пари се използват и течности, предназначени за автомобилни радиатори или битови отоплителни системи.

Видео: Направи си сам слънчев бойлер

Изграждането на слънчев колектор е не само интересно и вълнуващо занимание. Слънчевият бойлер ще спести семейния ви бюджет и ще докаже, че можете да опазите околната среда не само с думи, но и с реални дела.

Благодарение на многостранните си хобита пиша на различни теми, но любимите ми са инженеринг, технологии и строителство. Може би защото знам много нюанси в тези области, не само теоретично, в резултат на обучение в технически университет и висше училище, но и от практическа страна, тъй като се опитвам да правя всичко със собствените си ръце.

В тази статия ще говорим за такова изобретение на човечеството като слънчев бойлер, ще го направим със собствените си ръце, ще научим как да го използваме. Но първо, нека поговорим защо това устройство е актуално в наше време.

Много собственици на дачи и вили биха искали да имат не само душ с топла вода. Човешкият живот като цяло е невъзможно да си представим без такова удобство като топлата вода. Щастливи са тези, които имат трасе на газопровода недалеч от къщата си и имат възможност да вкарат газ в къщата, както и тези, чиято къща е свързана с централно топла вода.

Но какво ще стане, ако живеете на село и нямате нито газ, нито парно? Ще помогне ли една примитивна бъчва на покрива на рамка на душ кабина в двора? Разбира се, в големите села се строят котелни. Но това не винаги е от полза за обикновения човек. Горивото, което консумира, е доста скъпо. Следователно плащането за топла вода няма да бъде евтино.

В съвременния живот няма задънени улици, винаги има изход. Можете да имате топла вода не само през горещото лято. Облачната есен, хладната пролет също ще дадат топлината си на слънчевите нагреватели. И не е нужно да плащате допълнително за това. След като прочетете инструкциите стъпка по стъпка как да направите слънчев бойлер със собствените си ръце и закупите необходимите материали, можете лесно да направите това устройство.

Разновидности на нагреватели

Като начало, нека да разберем какви видове бойлери са, което ще ви помогне да разберете от какво зависи тяхната ефективност.

Системите за нагряване на вода от слънцето са глобално разделени на два вида - акумулаторни и проточни. Но ако разгледаме по-подробно, можем да отбележим:

• Стационарни бойлери. В тази система има цикличен (периодичен) състав на водата.
• слънчев нагревател, който циркулацията на водата се осъществява естествено. Слънчевите лъчи преминават през колектора. Слънцето излъчва своята животворна топлина. Топлинната енергия загрява водата.
  Така нареченият термосифонен ефект. Студената вода се изтласква от горещата вода и се придвижва естествено към мястото на отопление. В този дизайн помпа изобщо не е необходима.
• Слънчев нагревател, който дизайн свързана помпа. Поради работата на помпата, циркулацията на водата в тази система е принудена.

В зависимост от ситуацията и наличните материали можете да направите соларен бойлер с желания дизайн.

Дизайн и принцип на действие

Слънчев бойлер, използващ принципа на "парников ефект" - дизайнът е доста прост. Аванкамера, два колектора, задвижване - това е цялата верига на нагревателя. Част от елементите на соларния нагревател се закупуват в специализирани магазини, но могат да бъдат намерени в скрап.

Акумулаторът най-често е стоманена цев с обем 200 литра. Топлоизолацията на цевта ще ви помогне да запазите водата топла за дълго време. Ето защо поставете цевта в дървена кутия, а в празните празнини, които остават отстрани, е необходимо да поставите топлоизолационен материал.

Инструкции стъпка по стъпка за създаване на бойлер

И така, време е да опишете стъпка по стъпка как да направите слънчев бойлер със собствените си ръце:

1. Първо трябва да пробиете дупка в долната страна.
2. След това монтирайте изходната тръба.
3. На този разклонителен тръбопровод трябва да се завинти спирателен вентил. Освен това можете да монтирате дюза под формата на душ.
4. След това трябва да изрежете дупка в горната страна на резервоара.
5. Изчислете и направете капак по размер, който може да бъде с всякакъв дизайн, основното е отломките да не попадат във водата.
6. Отвън резервоарът е боядисан с тъмна боя, така че топлината да остане вътре по-дълго.
7. След това резервоарът трябва да бъде свързан към водопровода за подаване на студена вода, което може да изисква допълнителни отвори в резервоара. Трябва да има и тръба от резервоара, която връща нагрятата вода. Трябва да има запек навсякъде.

Принципът на работа на такъв бойлер е прост: отворете клапана, резервоарът се пълни, след това затворете клапана.

Ние правим колектор със собствените си ръце

Колекторът е тръбен радиатор, който е сглобен от стоманени тръби. За да създадете такова устройство, имате нужда от следните материали:

• уплътнител;
• Медни листове;
• Медна или стоманена тръба;
• Големи тръби;
• Изолация на ролки;
• Стъкло (прозорецът е подходящ);
• Ъгъл;
• Тапи, винтове, фитинги, дюбели;
• Тъмно бяла боя.

Обикновено е затворена в дървена кутия, като от една страна тази кутия е изработена от стъкло. На дъното му е положена топлоизолация, а отгоре е прикрепен поцинкован метален лист. Той и колекторните тръби са боядисани в черно, но външните страни, напротив, трябва да бъдат боядисани в бяло, което ще избегне загубата на топлина (топлинно излъчване).

Схема за соларен бойлер за басейна и дома си направи сам

Разумно е да поставите колектор за нагряване на вода на покрива на плевня или къща, за предпочитане от южната му страна. Препоръчителният ъгъл е 30-40 градуса спрямо хоризонта. При тази инсталация "уловената" топлинна енергия се съхранява за доста дълго време (натрупана).

Създаване на аванкамера

Предната камера служи за създаване на свръхналягане в хидравличната система (в рамките на 80-100 cm воден стълб). Прави се от подходящ съд, например от бидон за мляко (40 л.). Захранващото устройство позволява на предната камера да работи в автоматичен режим. Тук е намерил своето приложение обикновен поплавък, който се използва широко в дренажните резервоари.

Предкамерата е монтирана така, че нивото на водата в резервоара да е с 0,8-1 m по-малко, отколкото в него. Преди да инсталирате камера за микробус и резервоар за съхранение на тавана, не забравяйте да се уверите, че таваните са здрави, защото масата на водата може да бъде доста голяма.

Такава слънчева система за нагряване на вода е доста ефективна, а ефективността е много висока.

Видео инструкции

Ако сте успели да посетите южните страни, тогава със сигурност често сте забелязвали конструкции, стоящи на покривите на къщите. Водачите обясниха, че това са слънчеви панели за подгряване на вода и отопление на дома. И в чужбина, и у нас прогресивното население се застъпва алтернативни източници на енергия. Бойлер, захранван от слънчева енергия, е едно такова успешно изобретение, което може да функционира напълно дори през зимата.

Слънцето е много мощен и, най-важното, безкраен източник на топлинна енергия. Никой не взема пари за неговото използване и затова си струва да помислите как да използвате такова предимство за ваше добро. Фабричните данъци върху слънчевите бойлери могат да струват много. Ако разбирате принципа на работа на такова устройство, тогава можете да направите нещо подобно със собствените си ръце. Въпреки че всъщност има няколко примера за такова устройство.

Фабричен вариант

Преди да разберете как да направите слънчев бойлер със собствените си ръце, трябва да имате представа за принципа на работа на такъв агрегат. Можете да разглобите дизайна по аналогия със соларен фабричен бойлер.

1. На външен вид устройството прилича на батерия, която е сглобена от отделни компоненти. Елементите в него са представени от тръби, изработени от кварцово стъклокато добре познатите лампи. Именно този материал е способен да пропуска ултравиолетови вълни (което обикновеното стъкло не може). Тази способност ви позволява да преобразувате слънчевата енергия дори в неслънчевия сезон.
2. Вътре във всяка от тези тръби е скрита друга - черна с вещество ( работна течност), който ще се изпари при определени температурни условия.
3. Вътре в тръбите абсолютен вакуум- това избягва загубата на топлина.
4. Краищата на всяка от тези части са потопени специален колекторпрез които тече нагрята вода.

Как работи устройството

Функционирането на цялата тази идея се осъществява по следния алгоритъм:

1. Слънчевите лъчи трансформират работния флуид в парно вещество, който се издига до върха на колбата.
2. Водният поток ще се нагрява през стената от топлинната енергия, която работният флуид ще му даде.
3. След като изпълни мисията си, парата отново се превръща в течност и се стича надолу, където всичко се повтаря безопасно.
4. Слънчевият акумулаторен стандартен бойлер е свързан към намотка, която води до котела на цялата отоплителна система на дома.

Други опции за пренос на топлина

Ясно е, че в горния случай няма да проявите никаква инициатива. Има обаче и друга опция за слънчев котел без налягане. Тук преносът на топлина е директен: медна намотка е поставена в правоъгълен корпус. След това се свързва към резервоара за съхранение. Водата ще циркулира тук по естествен начин и незабавно ще се нагрее от слънчевите лъчи, увеличавайки топлината и общото съдържание на целия резервоар за съхранение. Серпентиновата тръба се пресова в метална плоча, която е тъмна на цвят. Има допълнителна защита срещу валежи с издръжливо стъкло.

Тук има и недостатъци - такъв дизайн ще работи добре само при безоблачно слънчево време.

И накрая, можете просто да свържете слънчеви панели към конвенционален бойлер. Такъв дизайн се оказва много скъп за изпълнение, но може да работи през цялата година.

Домашни слънчеви бойлери

Желанието за екологичен подход към отоплението на дома е похвално - особено след като можете да направите такава система със собствените си ръце. Помислете за интересни варианти за практическото изпълнение на такива конструкции и колко ефективни са домашните слънчеви бойлери.

Прост слънчев бойлер

Едно просто решение би било да инсталирате един (максимум два) черни резервоара на покрива на къщата.Към тях е свързан домашен водопровод - което означава, че при добро слънце топлата вода веднага ще потече в душ кабината (през лятото, в жегата, отоплението ще се случи бързо).

Друг прост слънчев котел е направен от плитка корито, пълна с вода,който е покрит с прозрачен капак. Тази схема включва и следните водопроводни компоненти:

• тръба, през която тече хладна вода;
• преливна тръба;
• детайл на клапана;
• изход за топла вода.

И в двата случая има значителни недостатъци:

1. Неефективността на обикновен резервоар с облаци.
2. Коритото на нагревателя трябва да се пълни всяка сутрин, като се покрива. Когато слънцето е скрито зад облаците, трябва да се оцени степента на загрята вода и да се източи за по-нататъшна употреба.
3. Плоско устройство като корито е лошо, защото е необходимо дръжте хоризонтално. Ние не живеем в тропиците, което означава, че през зимата слънцето се издига високо над хоризонта, ефективността на това устройство ще намалее.

Много по-ефективно е да се предвиди допълнителна инсталация на колектор, макар и отново самостоятелно направен.След като определите размерите на радиатора, е необходимо да се направи корпус, където е поставена бобината. Релевантно проблем с топлоизолацията- ето защо калъфът за намотката е по-добре да се направи дървен. Втората точка е изолацията на задната стена (за предпочитане с пяна).

Как да сглобим топлоприемник

Най-простият слънчев бойлер може да бъде направен със собствените си ръце според схемата на следните компоненти:

• резервоар за съхранение;
• капацитет за гримиране;
• колектор.

Експертите съветват да не инсталирате отделна помпа - водата трябва циркулират естествено. Но за да се постигне това, резервоарът трябва да бъде монтиран над радиатора, а резервоарът за подхранване - над резервоара за съхранение. Друга добра препоръка е да изолирате резервоара с нагрята вода. Тук е подходящ всеки материал на ролки.

За функциониране в независим режим (когато не се налага да допълвате и регулирате), най-добре е да инсталирате поплавък клапанвъв втория резервоар. Този елемент ще реагира на падащото ниво на водата. Необходимо е да докарате водопровод до неговия разклонител. Какво ще даде? Когато съдържанието на основния резервоар се изразходва, студената вода ще бъде подадена в долната му зона.

Въпреки това, не трябва да забравяме за инсталирането на друга тръба - вертикална: тя ще освободи въздух. Следователно тази част също трябва да бъде повдигната на по-голяма височина.

Как да изберем подходящия материал

Има различни опции за източник, от които можете да направите топлообменник. Между тях:

• медни тръби;
• черни полимерни тръби;
• секции от плоски стоманени радиатори;
• алуминиеви тръби;
• черен гумен маркуч;
• топлообменник, останал от стар хладилник.

Каква трябва да бъде топлообменната повърхност на такава намотка? В случай че стоманени радиаторитрябва да се вземе предвид техният размер, но за да не се утежнява кутията, не се монтират повече от два панела. При други материали всичко ще трябва да се изчисли на място.

Тялото може да бъде направено от шперплат и дървени дъски. От предната страна си струва да използвате издръжлив и прозрачен поликарбонат, който ще изглежда не по-лош от стъклото. Самият резервоар за съхранение е направен от листов материал. Още по-добре би било да закупите готов контейнер. Препоръчва се да се използва като свързващи тръби полимерни(добре пригоден от метал-пластмаса).

Характеристики на домашни слънчеви бойлери

Предимствата на котел "направи си сам" са очевидни:

• работа при пълно натоварване за максимално възможен период;
• възвръщаемост на първоначалната инвестиция в материали;
• икономия на гориво;
• продуктът е веднага готов за употреба.

Всички тези аспекти обаче ще се превърнат в положителни, ако бъдат изпълнени важни условия.

1. Прецизна настройка на параметрите на устройството. Изчисленото натоварване трябва да се доближава до стандартния дневен прием.
2. За да осигурите постоянно натоварване на топла вода, можете да инсталирате допълнителен нагревател. Препоръчително е да го включите, ако соларът не осигурява желания товар. Този елемент е необходим за премахване на разликата в температурата на водата.
3. Важно е правилното разпределение на товара, един от параметрите на който е регулирането на дебита на водата.
4. Ако водата не се планира да се консумира незабавно, тогава резервоарът се нуждае допълнителна топлоизолация. Последната точка важи и за облачни дни (дебелината на топлоизолацията трябва да се предвиди повече).
5. Покритието на радиатора трябва да увеличи неговия абсорбционен капацитет (най-простият може да се направи с черна боя, в идеалния случай е по-добре да се приложи селективна).
6. Резервоарът трябва да съдържа захранване с топла вода за два дни.
7. Тръбите, водещи от колектора към резервоара, трябва да са възможно най-къси и добре изолирани, за да се поддържа температурната разлика.
8. Тръбата за подаване на студена вода към колектора трябва да бъде разположена в долната част на резервоара. Загрятата вода, напротив, се повишава. Над отвора за излизане на топлата вода от системата трябва да има място за нейното подаване.
9. Сега относно инсталирането на резервоара: ако го направите в сградата, тогава топлинните загуби ще бъдат значително намалени. Дори и да са, те ще влязат в домашната среда, а не във въздуха. Тук, например, е подходящо таванско помещение. В монтаж на покривна системаважно е колекторът да се ориентира на юг и да се наклони под ъгъл на местната ширина (това ще увеличи ефективността на работата за цялата година). Най-добрият ъгъл ще бъде 60 градуса през зимата и 30 градуса през лятото, на практика е по-добре веднага да се даде 45 градуса.
10. Конструкцията на къщата трябва да е готова да издържи натоварването на пълен резервоар.
11. И още един важен момент: как да предотвратим замръзване на системата в студен климат? Може да се използва изолационен подвижен капак, инсталирайте дренаж за вода или нанесете разтвор против замръзване във вода. Последният вариант придоби популярност - само в този случай се излива в спирална намотка, през стените на която ще се случи пренос на топлина.

Използването на слънчев бойлер значително ще намали разходите за гориво и ще намали емисиите на въглероден диоксид в атмосферата. Можете да сглобите подобна система със собствените си ръце - докато е важно да имате минимални познания в областта на водопроводните инсталации и да се придържате към всички горепосочени препоръки.

Повишаването на цената на традиционните енергийни източници насърчава собствениците на частни къщи да търсят алтернативни възможности за отопление на жилища и отопление на водата. Съгласете се, финансовият компонент на въпроса ще играе важна роля при избора на отоплителна система.

Един от най-обещаващите начини за доставка на енергия е преобразуването на слънчевата радиация. За това се използват слънчеви системи. Разбирането на принципа на тяхното устройство и механизма на работа, правенето на слънчев колектор за отопление със собствените си ръце няма да бъде трудно.

Ще ви разкажем за конструктивните характеристики на слънчевите системи, ще предложим проста схема за монтаж и ще опишем материалите, които могат да се използват. Етапите на работа са придружени от визуални снимки, материалът е допълнен с видеоклипове за създаването и пускането в експлоатация на самостоятелно изработен колектор.

Съвременните слънчеви системи са една от производството на топлина. Използват се като помощно отоплително оборудване, което преобразува слънчевата радиация в полезна енергия за собствениците на жилища.

Те са в състояние напълно да осигурят топла вода и отопление през студения сезон само в южните райони. И след това, ако заемат достатъчно голяма площ и са инсталирани на открити площи, които не са засенчени от дървета.

Въпреки големия брой разновидности, принципът на тяхната работа е един и същ. Всяка една е верига със серийно подреждане на устройства, които доставят топлинна енергия и я предават на потребителя.

Основните работни елементи са или слънчеви колектори. Технологията на фотографските плочи е малко по-сложна, отколкото на тръбен колектор.

В тази статия ще разгледаме втория вариант - колекторна слънчева система.

Слънчевите колектори все още служат като спомагателен доставчик на енергия. Опасно е напълно да превключите отоплението на къщата към слънчевата система поради невъзможността да се предвиди ясен брой слънчеви дни

Колекторите са система от тръби, свързани последователно с изходните и входните линии или разположени под формата на намотка. Техническа вода, въздушен поток или смес от вода с всякаква незамръзваща течност циркулира през тръбите.

Циркулацията се стимулира от физически явления: изпарение, промени в налягането и плътността от преход от едно агрегатно състояние в друго и др.

Събирането и натрупването на слънчева енергия се извършва от абсорбатори. Това е или твърда метална плоча с почернела външна повърхност, или система от отделни плочи, прикрепени към тръбите.

За производството на горната част на корпуса, капака, се използват материали с висока способност за предаване на светлинен поток. Това може да бъде плексиглас, подобни полимерни материали, втвърдени видове традиционно стъкло.

За да се елиминират загубите на енергия от задната страна на устройството, в кутията е поставена топлоизолация

Трябва да се каже, че полимерните материали не понасят добре влиянието на ултравиолетовите лъчи. Всички видове пластмаса имат доста висок коефициент на топлинно разширение, което често води до понижаване на налягането на корпуса. Следователно използването на такива материали за производството на корпуса на колектора трябва да бъде ограничено.

Водата като отоплителна среда може да се използва само в системи, предназначени да доставят допълнителна топлина през есенно-пролетния период. Ако се планира целогодишно използване на слънчевата система, преди първото застудяване технологичната вода се сменя със смес от нея с антифриз.

Ако е инсталиран слънчев колектор за отопление на малка сграда, която не е свързана към автономното отопление на вилата или към централизираните мрежи, се изгражда обикновена едноконтурна система с отоплително устройство в началото.

Веригата не включва циркулационни помпи и отоплителни уреди. Схемата е изключително проста, но може да работи само през слънчево лято.

Когато колекторът е включен в двуконтурна техническа структура, всичко е много по-сложно, но обхватът на дните, подходящи за използване, се увеличава значително. Колекторът обработва само един контур. Преобладаващият товар е възложен на основния отоплителен блок, захранван от електричество или всякакъв вид гориво.

Домашните майстори изобретиха по-евтин вариант - спирален топлообменник, изработен от.

Интересно бюджетно решение е абсорберът на слънчева система от гъвкава полимерна тръба. За свързване към устройства на вход и изход се използват подходящи фитинги.Изборът на импровизирани средства, от които може да се направи топлообменник на слънчев колектор, е доста широк. Може да бъде топлообменник на стар хладилник, полиетиленови водопроводи, стоманени панелни радиатори и др.

Важен критерий за ефективност е топлопроводимостта на материала, от който е направен топлообменникът.

За самостоятелно производство медта е най-добрият вариант. Има топлопроводимост от 394 W/m². За алуминия този параметър варира от 202 до 236 W / m².

Въпреки това, голямата разлика в параметрите на топлопроводимост между медни и полипропиленови тръби изобщо не означава, че топлообменник с медни тръби ще произвежда стотици пъти по-големи обеми топла вода.

При равни условия производителността на топлообменник, изработен от медни тръби, ще бъде с 20% по-ефективна от работата на металопластичните опции. Така че топлообменниците, изработени от полимерни тръби, имат право на живот. Освен това тези опции са много по-евтини.

Независимо от материала на тръбата, всички връзки, както заварени, така и резбовани, трябва да са стегнати. Тръбите могат да бъдат разположени както успоредно една на друга, така и под формата на намотка.

Веригата от типа на бобината намалява броя на връзките - това намалява вероятността от течове и осигурява по-равномерно движение на потока на охлаждащата течност.

Горната част на кутията, в която се намира топлообменникът, е покрита със стъкло. Като алтернатива могат да се използват съвременни материали, като акрилен аналог или монолитен поликарбонат. Полупрозрачният материал може да не е гладък, а гофриран или мат.

Изводи и полезно видео по темата

Процесът на производство на елементарен слънчев колектор:

Как да сглобите и пуснете слънчева система:

Естествено, самостоятелно направеният слънчев колектор няма да може да се конкурира с индустриалните модели. Използвайки импровизирани материали, е доста трудно да се постигне високата ефективност, която имат индустриалните дизайни. Но финансовите разходи ще бъдат много по-малко в сравнение с закупуването на готови инсталации.