Kako napraviti solarni kolektor za grijanje vlastitim rukama: vodič korak po korak

Zračni solarni kolektor: uređaj sheme dizajna

Da biste napravili solarni kolektor zraka od sredstava koja postoje u svakom kućanstvu, potrebno vam je malo.

Trebat će vam:

• Drvene ploče, šipke, šperploča;
• Samorezni vijci, čavli ili drugi pričvrsni elementi;
• Željezne limenke za piće;
• Crna boja;
• Staklo.

Prije svega, trebate pripremiti drvenu kutiju potrebnih dimenzija (duljina x širina). Dubina kutije trebala bi biti nešto veća od promjera limenki planiranih za upotrebu. Zidovi kutije mogu se pričvrstiti samoreznim vijcima ili bilo kojim prikladnim pričvršćivačima. Zatim, na vrhu i dnu kutije, povlačeći se 10-15 centimetara od gornjih i donjih zidova, morate postaviti police, duž cijele duljine kojih izbušite rupe za limenke jednake njihovom promjeru.

Potrebno je izrezati rupe u limenkama, odrezati vrat i dno, čime se dobije prolazna cijev koja izgleda kao mali zračni kanal. Limenke trebate spojiti tako da drugu limenku umetnete u prazno dno prve limenke, sljedeću u nju i tako cijelom dužinom kutije. Zatim umetnite dobivenu cijev iz limenki u kutiju kroz rupe izbušene za to. Dakle, potrebno je cijelu kutiju popuniti limenkama, ne računajući prostor između gornje stijenke i gornje police u koju su limenke pričvršćene, te prostor između donje police i donje stijenke.

Spojevi gornjih i donjih polica s limenkama moraju se pričvrstiti samoreznim vijcima bušenjem police zajedno sa stijenkom limenke. Zrak iz prostorije ući će u prostor između gornjeg zida kutije i gornje police, za što je potrebno osigurati rupe, po mogućnosti par. Prolazeći kroz limenke i zagrijavajući se, zrak će ući u sličan prostor između donje police i zida, odakle će kroz rupe ući u prostoriju, ovdje će biti potrebno osigurati ventilator. Dakle, trebao bi se dogoditi punopravni proces cirkulacije zraka i grijanja.

Samu kutiju i ugrađene limenke potrebno je odmastiti i obojiti crnom mat bojom (možete koristiti najjeftiniju) kako biste stvorili dojam jedne strukture i povećali brzinu zagrijavanja.

Odgovorna faza montaže

Posljednji korak je sastavljanje kućišta, koje će sve komponente uređaja učvrstiti u jednu strukturu. Koristeći list šperploče i drvenih blokova, morate srušiti jaku kutiju. U korištenim drvenim šipkama unaprijed izrežite utore, zatim ćete u njih umetnuti polikarbonatni zaslon (dubina utora je oko 0,5 cm). Izvodi za cijevi mogu se izraditi nakon što su instalirane sve glavne komponente. Zatim, u već sastavljenu drvenu kutiju, da biste stvorili zračni džep, položite izolaciju od mineralne vune. Postavite ploču sa zavojnicom preko mineralne vune. Zavijte rubove vate tako da zavojnica ne dodiruje stijenke kutije. Grijaća ploča i polikarbonatna ploča također moraju imati razmak između sebe i ne dodirivati ​​se.

Završna faza sastoji se od obrade tijela posebnom vodoodbojnom otopinom i emajliranja (osim prednjeg dijela).

Solarni kolektor iz starih okvira

To je sve, solarni kolektor "uradi sam" je spreman. Kako biste ga aktivirali, postavite ga na potpornu konstrukciju, okrećući prednji dio prema suncu tako da zrake padaju na prednji dio pod što pravim kutom. Na krovu ugradite spremnik za akumulaciju vode, služit će kao rezervoar. Na vrh spremnika povucite crijevo spojeno na gornju cijev razdjelnika, na dno donje cijevi. Spajanjem vode prema ovoj shemi osigurat ćete rad u načinu prirodne cirkulacije.Prema zakonima fizike, topla voda će se dizati prema spremniku, a hladna voda koja se istiskuje ulazi u kolektor radi grijanja u zavojnici. Ne zaboravite da je na spremnik potrebno pričvrstiti crijevo i ventil za izvlačenje vode iz spremnika, kao i za punjenje novim.

Zračni razdjelnik

Zračni kolektor jedan je od najuspješnijih razvoja. Ali solarni paneli zračnog tipa vrlo su rijetki. Takvi uređaji nisu prikladni za grijanje doma ili opskrbu toplom vodom. Koriste se za klimatizaciju. Nosač topline je kisik, koji se zagrijava pod utjecajem sunčeve energije. Solarni paneli ovog tipa identificirani su s rebrastom čeličnom pločom obojanom u tamnoj nijansi. Načelo rada ovog uređaja je prirodna ili automatska opskrba kisikom privatnim kućama. Kisik se uz pomoć sunčevog zračenja zagrijava ispod ploče, stvarajući tako klimatizaciju.

Dopušteno je ugraditi kolektor zraka u privatne kuće, poslovne prostore.

Klasifikacija temperature

Solarna oprema za dom često se klasificira prema vrsti rashladne tekućine. Danas na svjetskom tržištu možete pronaći tekućine i zračne sustave. Osim toga, kolektori su podijeljeni prema temperaturnom režimu rada, odnosno klasifikacija se primjenjuje prema maksimalnoj temperaturi zagrijavanja radnih elemenata. Postoje sljedeće vrste sustava:

• niska temperatura - nosač topline za solarne kolektore zagrijava se do 50 ℃;
• temperatura medija - temperatura cirkulirajuće tekućine ne prelazi 80 ℃;
• visoka temperatura - maksimalna temperatura materijala za prijenos topline može porasti do 300 stupnjeva.

Prve dvije opcije najprikladnije su za kućnu upotrebu, dok se modeli kolektora visoke temperature češće koriste u proizvodnom i industrijskom sektoru gospodarstva. To je zbog činjenice da je u visokotemperaturnim sustavima grijanja vode proces transformacije sunčeve energije u toplinu prilično kompliciran. Istodobno, takve solarne instalacije zauzimaju velike površine. Ne može svaki vlasnik nekretnina "dacha" priuštiti takav luksuz.

Vrste solarnih bojlera i njihove karakteristike

Solarni bojleri su skup opreme za zagrijavanje vode pomoću solarne energije. Drugi naziv za ove uređaje su solarni kolektori. Za razliku od fotonaponskih panela koji koriste sunčevu svjetlost za proizvodnju električne energije, solarni grijači odmah primaju toplinsku energiju koju prenose na rashladnu tekućinu (vodu, antifriz itd.).

Oni čine cijeli sustav koji se sastoji od sljedećih elemenata:

• Kolektor. Ploča koja prima toplinsku energiju i prenosi je na rashladnu tekućinu.
• Spremnik. Spremnik u kojem se nakuplja zagrijana voda, a ohlađeno rashladno sredstvo zamjenjuje se svježe zagrijanim protokom.
• Krug grijanja. Konvencionalni radijatorski sustav ili podno grijanje, ostvarujući energiju rashladne tekućine. U nekim vrstama sustava, krug grijanja nije uključen u volumen kolektorskog sustava, primajući energiju u spremniku, koji je u ovom slučaju izmjenjivač topline.

Po vrsti cirkulacije

Cirkulacija rashladne tekućine omogućuje vam primanje toplinske energije u zamjenu za energiju koja se oslobađa u unutarnju atmosferu kuće. Postoje dvije vrste:

1. Prirodno. Koristi se kretanje zagrijanih slojeva tekućine prema gore uz njihovu zamjenu hladnijim slojevima.Ne zahtijeva nikakve uređaje niti korištenje električne energije, ali ovisi o mnogim čimbenicima - relativnom položaju kolektora, skladištu i drugim elementima sustava, temperaturi itd. Kretanje tekućine je nestabilno, može se povećavati i smanjivati.
2. Prisilno. Protoke usmjerava cirkulacijska pumpa. Postoji stabilan način rada s konstantnom brzinom protoka, što vam omogućuje da osigurate stabilan način grijanja kuće.

Po vrsti kolektora

Postoje izvedbe kolektora različite učinkovitosti, mogućnosti i načina prijenosa topline. Među njima:

1. Otvorena. Ravni dugi pladnjevi ili oluci od crne plastike u kojima kruži voda. Učinkovitost otvorenih kolektora je vrlo niska, ali jednostavnost i jeftinost pridonose njihovoj popularnosti. Koristi se za zagrijavanje vode za vanjski tuš ili bazen.
2. Cjevasti (termosifon). Glavni element je koaksijalna cijev s vakuumskim slojem između vanjskih slojeva, koji pouzdano izolira sadržaj cijevi. Dizajn je učinkovit, ali skup i nepopravljiv.
3. Ravan. To su zatvoreni spremnici s prozirnom gornjom pločom. Unutarnja površina je prekrivena slojem prijemnika toplinske energije, koji je prenosi na vodu, koja se kreće unutar cijevi zalemljenih na prijemnik. Jednostavan i učinkovit dizajn, u kojem se za veći učinak ponekad stvara vakuum za toplinsku izolaciju.

Po vrsti cirkulacijskog kruga

1. Otvoreno - koristi se za opskrbu tople vode u stambenom području. Nosač topline u ovom slučaju je voda, koja se koristi za različite potrebe kućanstva i, sukladno tome, više ne ulazi u krug.
2. Sustav s jednim krugom - koristi se za grijanje kuće. Ovako zagrijana rashladna tekućina koristi se kao dodatak rashladnoj tekućini zagrijanoj tradicionalnom metodom. U tom slučaju, zagrijana rashladna tekućina prolazi u sustav grijanja, nakon čega se ponovno prenosi u prijemni spremnik i na kolektor.
3. Dvokružni sustav grijanja je najsvestraniji. Moguće ga je koristiti za grijanje zimi ili za vodoopskrbu.

Dvostruki sustav vodoopskrbe i grijanja

Također možete odabrati jednu od mogućih rashladnih sredstava - vodu, ulje ili antifriz. Nakon kolektora, rashladna tekućina prolazi kroz izmjenjivač topline, u kojem se toplina prenosi u drugi krug. Druga rashladna tekućina koja se koristi već se koristi za namjeravanu svrhu - za grijanje ili opskrbu vodom.

rashladna tekućina

Za takve bojlere koriste se razne rashladne tekućine: antifriz, tekućina za podmazivanje i voda.

Primjena

Solarni sustavi postupno dobivaju popularnost. Uz njihovu pomoć rješavaju mnoge probleme:

• Zagrijavanje tekućine na potrebnu temperaturu.
• Poboljšanje performansi sustava grijanja.
• Bojler za bazen, za ljetno tuširanje.
• Zagrijavanje tekućine za druge potrebe.

Apsorber, najvažniji dio sustava

Dio solarnog kolektora koji prima, akumulira i prenosi toplinu rashladnoj tekućini naziva se apsorber. Od ovog elementa ovisi učinkovitost cijelog sustava.

Ovaj element je izrađen od bakra, aluminija ili stakla, nakon čega slijedi premaz. Učinkovitost apsorbera ovisi više o premazu nego o materijalu od kojeg je izrađen. Ispod, na fotografiji, možete vidjeti koji su premazi dostupni i koliko učinkovito mogu apsorbirati toplinu.

Opis sustava ukazuje na maksimalnu moguću apsorpciju sunčeve energije koja pada na apsorber. "α" je najveći mogući postotak apsorpcije. "ε" je postotak reflektirane topline.

Po vrsti zgrade

Apsorberi se također razlikuju po vrsti uređaja, sada postoje samo dvije vrste:

Pero - raspoređeni na sljedeći način. Ploče međusobno povezuju cijevi s rashladnom tekućinom. Same cijevi mogu se međusobno povezati u jedan sustav na više načina. Ovo je jednostavan tip apsorbera koji možete sami napraviti.

Cilindričan - u ovom slučaju premaz se nanosi na staklenu površinu tikvice i koristi u vakuumskim kolektorima. Zahvaljujući ovom uređaju, toplina se više koncentrira samo u središtu cijevi gdje se nalazi odvodnik topline ili šipka. Ovaj sustav radi s većom učinkovitošću od sustava olovke.

Je li moguće koristiti solarni kolektor zimi

Za korištenje uređaja tijekom cijele godine morate saznati više o tome kako solarni kolektor radi zimi. Glavna razlika je rashladna tekućina. Budući da se voda može smrznuti u cijevima kruga, mora se zamijeniti antifrizom. Princip neizravnog grijanja radi uz ugradnju dodatnog kotla. Dalje, dijagram je:

• Nakon što se antifriz zagrije, dolazi iz baterije koja se nalazi izvana u zavojnicu spremnika za vodu i zagrijava se.
• Zatim će topla voda biti dovedena u sustav, ohlađena natrag.
• Obavezno ugradite senzor tlaka (manometar), otvor za zrak, ekspanzijski ventil za otpuštanje viška tlaka.
• Kao iu ljetnoj verziji, za poboljšanje cirkulacije potrebno je predvidjeti prisutnost cirkulacijske pumpe.

Solarni kolektor na krovu kuće zimi

Kako napraviti solarni bojler vlastitim rukama

Uređaj je cijevni radijator, promjera 1 inč, smješten u drvenoj kutiji. Konstrukcija se može toplinski izolirati pjenom. Uz pomoć pocinčanog željeznog lima potrebno je dodatno izolirati dno uređaja. Obavezno obojite materijale u crno kako biste ubrzali proces zagrijavanja, s izuzetkom staklenog poklopca koji je obojen bijelom bojom.

Kao spremnik za vodu možete koristiti veliku željeznu bačvu koja se stavlja u kutiju od drveta ili šperploče. Prazan prostor mora biti popunjen. Za to je prikladna piljevina, pijesak, ekspandirana glina itd.

Učinite sami alati i materijali za bojler

Za izradu solarnog bojlera potrebni su sljedeći materijali i alati:

• staklo s okvirom;
• građevinski karton ispod dna;
• drvo ili šperploča za kutiju ispod bačve;
• spojnica;
• punilo za prazan prostor (pijesak, piljevina itd.);
• željezni uglovi obloge;
• cijev za radijator;
• pričvršćivači (na primjer, stezaljke);
• pocinčani željezni lim;
• spremnik za željezo s velikim volumenom (dovoljno je 300 litara);
• boja crna, bijela i posrebrena;
• drvene šipke.

Proces proizvodnje solarnog bojlera

Proces izrade solarnog kolektora vlastitim rukama nije samo uzbudljiv, već donosi i puno prednosti. Stvoreni uređaj omogućit će racionalno korištenje sunčevog zračenja za rješavanje različitih ekonomskih problema. Specifičnosti stvaranja kolektora u fazama su sljedeće:

1. Prvo morate napraviti kutiju za spremnik, koju treba ojačati šipkama.
2. Toplinski izolacijski materijal nanosi se odozdo, na vrhu kojeg se postavlja metalni lim.
3. Na vrhu se postavlja radijator, koji mora biti pravilno fiksiran pripremljenim pričvršćivačima.
4. Najmanje pukotine u tijelu konstrukcije moraju biti razmazane i zapečaćene.
5. Cijevi i metalni lim moraju biti obojeni crnom bojom.
6. Cijev i kutija su obojani srebrno i nakon sušenja spremnik se ugrađuje u drvenu konstrukciju.
7. Prazan prostor je ispunjen pripremljenim punilom.
8. Da biste osigurali stalan tlak, možete kupiti aqua komoru s plovkom, koja je ugrađena u spremnik za vodu.
9. Dizajn bi trebao biti postavljen na sunčanom prostoru pod kutom prema horizontu.
10. Nadalje, sustav je međusobno povezan cijevima (njihov broj i materijal ovise o veličini i vrsti projekta).
11. Kako biste izbjegli stvaranje zračnih džepova, morate početi puniti s dna radijatora.
12. Prema takvom sustavu, zagrijana voda se kreće prema gore, potiskujući tako hladnu vodu, koja potom ulazi u radijator i zagrijava se.

Ako je sve ispravno izračunato, nakon nekog vremena topla voda će izaći iz izlazne cijevi. Ne zaboravite da je sunčano vrijeme preduvjet. Dakle, temperatura unutar sustava bojlera može biti oko 70 stupnjeva. Razlika između temperature vode na ulazu i izlazu bit će 10-15 stupnjeva. Noću se preporuča blokirati pristup vodi, kako bi se izbjegao gubitak topline.

Izvedba takvog uređaja značajno je inferiornija od grijača za pohranu. Učinkovitost domaćeg uređaja bit će mnogo niža, ali ako nema potrebe za kupnjom tako skupog sustava, sve možete učiniti sami.

Sunčeva energija je alternativni izvor topline

Ideja korištenja solarne energije za grijanje nije nova.Štoviše, svrsishodnost njegove uporabe dokazali su Amerikanci, Kinezi, Španjolci, Izraelci i Japanci.

Tržište je prepuno ponuda raznih instalacija za pretvorbu sunčeve energije i njezino daljnje korištenje za potrebe kućanstva.

Solarni sustavi se aktivno koriste kao glavni izvor topline u mnogim zemljama svijeta. U našim se geografskim širinama još uvijek koristi kao dodatak sustavu grijanja.

Trošak sustava ovisi o njihovoj vrsti, području, materijalu koji se koristi u proizvodnji. Iz godine u godinu bilježi se stalni trend pada cijena svih vrsta solarnih instalacija – solarnih sustava.

To ih čini dostupnijima općoj populaciji. Samo nisu svi spremni za takvu kupnju.

Ali, ako želite, možete vlastitim rukama izgraditi učinkovit solarni sustav grijanja, trošeći znatno manje novca.

Poznati sustav grijanja koji već dugi niz godina savršeno obavlja svoje funkcije postaje sve skuplji. Razlog tome je globalni rast cijena energenata diljem svijeta. Prirodna želja koja proizlazi iz vlasnika je ušteda na grijanju, što jede značajan dio obiteljskog budžeta.

Dakle, solarni sustav grijanja može u potpunosti zamijeniti uobičajeno kruto gorivo, plin ili bilo koje drugo. Sve ovisi o vrsti i veličini prostorije u kojoj će se koristiti.

Opcija prikladna za žitnicu nije prikladna za stambenu zgradu, a sustav koji zadovoljava potrebe ljetne rezidencije ne može se nositi s grijanjem dvorca na 2 kata.

Potpuna zamjena tradicionalnog grijanja solarnim grijanjem ponekad je problematična.Vlasnik se boji da se sustav možda neće moći nositi ili da nema dovoljno prostora za ugradnju potrebnog broja ploča.

Stoga se često koristi kombinirani sustav grijanja, bez potpunog napuštanja instalirane plinske (električne ili druge) opreme. Razina zamjene klasičnog grijanja solarnim grijanjem može doseći 90%.

Također, važan je i godišnji broj sunčanih dana područja u kojem se stan nalazi. Štoviše, prosječna dnevna temperatura nije toliko važna.

Mnoge instalacije učinkovito apsorbiraju svjetlost u mraznim zimskim danima (solarni kolektori koji koriste antifriz kao rashladnu tekućinu).

Osim grijanja, solarna instalacija je u mogućnosti osigurati dom toplom vodom i strujom.

Cijene za tvorničke uređaje

Lavovski dio financijskih troškova za izgradnju takvog sustava pada na proizvodnju kolektora. To ne čudi, čak iu industrijskim modelima solarnih sustava, oko 60% troškova otpada na ovaj strukturni element. Financijski troškovi ovisit će o izboru određenog materijala.

Treba napomenuti da takav sustav nije u mogućnosti zagrijati sobu, samo će pomoći u uštedi troškova pomažući u zagrijavanju vode u sustavu grijanja. S obzirom na prilično visoke troškove energije koji se troše na zagrijavanje vode, solarni kolektor integriran u sustav grijanja značajno smanjuje takve troškove.

Solarni kolektor je jednostavno integriran u sustav grijanja i opskrbe toplom vodom (+)

Za njegovu proizvodnju koriste se prilično jednostavni i pristupačni materijali. Osim toga, takav dizajn je potpuno nepostojan i ne zahtijeva održavanje. Održavanje sustava svodi se na periodične preglede i čišćenje stakla kolektora od onečišćenja.

Prednosti i nedostatci

Sve vrste instalacija imaju svoje pozitivne i negativne karakteristike. Za solarne kolektore također postoje indikatori.

Prednosti:

1. Solarni sustav grijanja štedi energiju za toplu vodu.
2. Dio troškova grijanja zimi može se smanjiti korištenjem sunčevog zračenja.

minusi:

1. To će zahtijevati izradu potpuno novog sustava opskrbe toplinom, koji se mora ugraditi u tradicionalne instalacije grijanja i uređaje za toplu vodu.
2. Solarni sustavi ne mogu jamčiti vršne mrazeve. Ovdje ćete morati koristiti uređaje koji spaljuju gorivo ili električne instalacije za grijanje prostora.

Kako to radi zimi?

U sustavima grijanja u pravilu se koriste vakuumski kolektori, što je određeno njihovim tehničkim karakteristikama i radnim uvjetima.

Glavni element vakuuma solarni kolektor je vakuumska cijev, koji se sastoji od:

• Izolacijska cijev od stakla ili drugog materijala koja propušta sunčeve zrake uz minimalan gubitak njihove snage;
• Bakar, toplinska cijev postavljena u unutrašnjost izolacijske cijevi;
• Aluminijska folija i upijajući sloj koji se nalazi između cijevi;
• Poklopac izolacijske cijevi, koji je brtvena brtva koja osigurava vakuum u unutarnjem prostoru uređaja.

Sustav radi na sljedeći način:

1. Pod utjecajem sunčeve energije, nosač topline cijevnog kruga isparava i diže se, gdje se kondenzira u izmjenjivaču topline kolektora, prenosi svoju toplinu na rashladnu tekućinu vanjskog kruga, a zatim teče prema dolje i proces se ponavlja.
2. Nosač topline vanjskog kruga, iz izmjenjivača topline solarnog kolektora, dovodi se u spremnik, gdje se primljena toplinska energija prenosi na nosač topline sustava grijanja i opskrbe toplom vodom.
3. Cirkulacija rashladne tekućine vanjskog kruga provodi se ugradnjom cirkulacijske pumpe i automatiziranih sustava koji osiguravaju rad sustava u automatskom načinu rada.
4. Kompleks sustava automatizacije uključuje regulator, senzore i kontrole koji osiguravaju utvrđene parametre rada sustava (temperatura, protok tekućine u sustavu PTV-a itd.)

Kako bi ovaj sustav bio učinkovit i nosio se s postavljenim zadacima, uključujući i tijekom zimskog razdoblja, sustav predviđa ugradnju redundantnih izvora energije. To može biti dodatni sustav grijanja koji koristi nosač topline, kao u gornjem dijagramu, kada se nosač topline dodatnog kruga zagrijava korištenjem različitih vrsta goriva (plin, biogorivo, električna energija). Također, sličan zadatak može se izvesti ugradnjom električnih grijaćih elemenata izravno u spremnik. Rad rezervnih izvora energije kontrolira sustav automatizacije, uključujući te uređaje u pogon, po potrebi.

Kako radi solarni kolektor?

Princip rada kolektora temelji se na apsorpciji (apsorpciji) toplinske energije sunca posebnim prijamnim uređajem i njezinom prijenosu uz minimalne gubitke na rashladnu tekućinu. Kao prijemnici koriste se bakrene ili staklene cijevi obojene u crno.

Uostalom, poznato je da predmeti koji imaju tamnu ili crnu boju najbolje apsorbiraju toplinu. Rashladno sredstvo je najčešće voda, ponekad zrak.Po dizajnu, solarni kolektori za grijanje doma i opskrbu toplom vodom su sljedećih vrsta:

• zrak;
• voda ravna;
• vodeni vakuum.

Među ostalim, zračni solarni kolektor ističe se svojim jednostavnim dizajnom i, sukladno tome, najnižom cijenom. Riječ je o panelu - metalnom prijamniku sunčevog zračenja, zatvorenom u zatvorenom kućištu. Čelični lim za bolji prijenos topline opremljen je rebrima na stražnjoj strani i položen je na dno s toplinskom izolacijom. S prednje strane je ugrađeno prozirno staklo, a na bočnim stranama kućišta su otvori s prirubnicama za spajanje zračnih kanala ili drugih panela, kao što je prikazano na dijagramu:

Moram reći da instalacija solarnih kolektora s grijanjem zraka ima svoje karakteristike. Zbog njihove niske učinkovitosti potrebno je za grijanje prostora koristiti nekoliko sličnih panela spojenih u bateriju. Osim toga, svakako će vam trebati ventilator, jer se zagrijani zrak iz kolektora koji se nalaze na krovu neće sam od sebe spustiti. Shema kruga zračnog sustava prikazana je na donjoj slici:

Ovo je zanimljivo: Nadstrešnica za trijem od polikarbonata: navodimo sve nijanse

Kako radi solarni kolektor?

Princip rada kolektora temelji se na apsorpciji (apsorpciji) toplinske energije sunca posebnim prijamnim uređajem i njezinom prijenosu uz minimalne gubitke na rashladnu tekućinu. Kao prijemnici koriste se bakrene ili staklene cijevi obojene u crno.

Uostalom, poznato je da predmeti koji imaju tamnu ili crnu boju najbolje apsorbiraju toplinu. Rashladno sredstvo je najčešće voda, ponekad zrak. Po dizajnu, solarni kolektori za grijanje doma i opskrbu toplom vodom su sljedećih vrsta:

• zrak;
• voda ravna;
• vodeni vakuum.

Među ostalim, zračni solarni kolektor ističe se svojim jednostavnim dizajnom i, sukladno tome, najnižom cijenom. Riječ je o panelu - metalnom prijamniku sunčevog zračenja, zatvorenom u zatvorenom kućištu. Čelični lim za bolji prijenos topline opremljen je rebrima na stražnjoj strani i položen je na dno s toplinskom izolacijom. S prednje strane je ugrađeno prozirno staklo, a na bočnim stranama kućišta su otvori s prirubnicama za spajanje zračnih kanala ili drugih panela, kao što je prikazano na dijagramu:

Moram reći da instalacija solarnih kolektora s grijanjem zraka ima svoje karakteristike. Zbog njihove niske učinkovitosti potrebno je za grijanje prostora koristiti nekoliko sličnih panela spojenih u bateriju. Osim toga, svakako će vam trebati ventilator, jer se zagrijani zrak iz kolektora koji se nalaze na krovu neće sam od sebe spustiti. Shema kruga zračnog sustava prikazana je na donjoj slici:

Uređaj i princip rada zračnog solarnog kolektora

Solarni kolektor zraka sastoji se od nekoliko glavnih dijelova:

Shema rada zračnog solarnog kolektora

• Cijela konstrukcija kolektora smještena je u izdržljivo i zapečaćeno kućište, koje je nužno opremljeno toplinskim izolatorom. Toplina koja je dospjela u kolektor ne bi smjela "iscuriti" prema van.
• Glavni dio svakog kolektora je solarna ploča, koja se također naziva apsorber ili apsorber. Zadaća ovog panela je primati sunčevu energiju i potom je prenositi u zrak, stoga mora biti izrađena od materijala najveće toplinske vodljivosti. Takva svojstva dostupna u svakodnevnom životu su bakar i aluminij, rjeđe čelik.Za bolji prijenos topline, donji dio apsorbera je što veći, pa se mogu koristiti rebra, valovita površina, perforacija i druge metode. Za bolju apsorpciju sunčeve energije, prijemni dio apsorbera je obojan u tamnu mat boju.
• Gornji dio kolektora je hermetički zatvoren prozirnom izolacijom koja može biti kaljeno staklo ili pleksiglas, ili polikarbonatno staklo.

Solarni kolektor je orijentiran na jug, a površina je nagnuta tako da maksimalna količina sunčeve energije pogodi površinu. Kako kažu stručnjaci - za maksimalnu insolaciju. Hladan vanjski zrak prirodno ili prisilno ulazi u prihvatni dio, prolazi kroz rebra apsorbera i izlazi iz drugog dijela, opremljenog prirubnicom za spajanje s zračnim kanalom koji vodi u grijanu prostoriju. Treba napomenuti da postoji mnogo mogućnosti dizajna solarnih kolektora, a navedeno je prikazano samo kao primjer.

Grijanje zraka uz pomoć solarnih kolektora ne može u potpunosti zamijeniti glavno grijanje u našoj klimatskoj zoni, ali će biti od velike pomoći čak i za mraznih zimskih sunčanih dana.

Kako kolektor radi - jednostavno je

Bilo koja od struktura razmatranih u članku za pretvaranje sunčeve energije u toplinsku ima dvije glavne komponente - izmjenjivač topline i baterijski uređaj koji hvata svjetlost. Drugi služi za hvatanje sunčevih zraka, prvi - da ih modificira u toplinu.

Najprogresivniji kolektor je vakuum. U njemu su akumulatorske cijevi umetnute jedna u drugu, a između njih se formira bezzračni prostor. Zapravo, imamo posla s klasičnom termosom.Vakuumski kolektor svojim dizajnom pruža idealnu toplinsku izolaciju uređaja. Cijevi u njemu, usput, imaju cilindrični oblik. Stoga sunčeve zrake padaju na njih okomito, što jamči da kolektor prima veliku količinu energije.

Progresivni vakuumski uređaji

Postoje i jednostavniji uređaji - cjevasti i ravni. Vakuumski razdjelnik ih nadmašuje u svakom pogledu. Jedini problem je relativno visoka složenost izrade. Takav uređaj možete sastaviti kod kuće, ali će trebati puno truda.

Rashladna tekućina u solarnim kolektorima za grijanje u pitanju je voda koja malo košta, za razliku od svih modernih goriva, i ne ispušta ugljični dioksid u okoliš. Uređaj za hvatanje i pretvaranje sunčevih zraka, koji možete sami izraditi, s geometrijskim parametrima od 2x2 četvorna metra, sposoban je osigurati vam oko 100 litara tople vode dnevno tijekom 7-9 mjeseci. I velike strukture mogu se koristiti i za grijanje kuće.

Ako želite napraviti kolektor za korištenje tijekom cijele godine, morat ćete na njega ugraditi dodatne izmjenjivače topline, dva kruga sa sredstvom protiv smrzavanja i povećati njegovu površinu. Takvi uređaji će vam pružiti toplinu i po sunčanom i po oblačnom vremenu.

Razlika između solarnih panela i kolektora

Prije nastavka opisa glavnih karakteristika i opsega solarnih sustava za grijanje vode, morate razumjeti kako se solarni paneli razlikuju od kolektora.

1) Solarna baterija - uređaj, koji generira električnu energiju iz energije Sunca uz pomoć visokoosjetljivih fotoćelija, spojenih u jedan autonomni sustav.Budući da fotonaponski pretvarači proizvode istosmjernu struju, dodatno se koristi inverter koji vam omogućuje da dobijete izmjeničnu struju prikladnu za kućne potrebe: struju i rasvjetu.

2) Solarni kolektor - funkcionalni split sustav, čija je glavna zadaća apsorpcija bliskog infracrvenog zračenja i vidljive sunčeve svjetlosti. Baterije stvaraju struju, a kolektori zagrijavaju tekućinu unutar cijevi. To je njihova glavna razlika.

Rashladna tekućina za solarne kolektore odabire se uzimajući u obzir godišnje doba, kao i značajke rada. Za višenamjenske strukture obično se koristi antifriz (antifriz), a sustavi sezonskog tipa se pune vodom. Danas možete kupiti svestraniju opciju - hibridni solarni kolektor. Ovaj uređaj je atraktivan po tome što istovremeno proizvodi struju i zagrijava vodu. Prednosti njegove uporabe su očite: fotonaponski moduli se hlade aktivnim sustavom odvođenja topline, zbog čega se proizvodi dvostruko više električne energije, a višak toplinskih resursa se troši na zagrijavanje vode.

Kako napraviti solarni kolektor vlastitim rukama

može se napraviti solarni kolektor vlastitim rukama, čime ćete dobiti prirodni grijač i uštedjeti značajnu količinu pri plaćanju električne energije.

Proizvodnja će se sastojati od nekoliko faza:

• Definicija cilja - to će biti kolektor zraka (za grijanje) ili kolektor vode (za grijanje vode);
• Uklanjanje potrebnih dimenzija budućeg kolektora, priprema sheme dizajna;
• Izrada tijela, njegova izolacija;
• Ugradnja sastavnih elemenata kolektora (vakuumske cijevi, koje su izmjenjivač topline vlastite izrade);
• Uređaj otvora za ulaz/izlaz;
• Ostakljenje gotove strukture (možete koristiti i polikarbonat ili film, ali staklo je ipak bolje).

Možete koristiti većinu materijala dostupnih u kući, na primjer, kao apsorber, često se nalazi korištenje valovite ploče obojene u crno.

Dizajn solarnog kolektora

Dizajn solarnog kolektora

Razmatrane jedinice imaju prilično jednostavan dizajn. Općenito, sustav uključuje par kolektora, prednju komoru i spremnik za skladištenje. Rad solarnog kolektora odvija se prema jednostavnom principu: u procesu prolaska sunčevih zraka kroz staklo, one se pretvaraju u toplinu. Sustav je organiziran na način da te zrake ne mogu izaći iz zatvorenog prostora.

Postrojenje radi po principu termosifona. U procesu zagrijavanja, topla tekućina juri gore, istiskujući hladnu vodu odatle i usmjeravajući je na izvor topline. To vam omogućuje da odbijete čak i korištenje pumpe, jer. tekućina će sama cirkulirati. Instalacija akumulira sunčevu energiju i dugo je pohranjuje unutar sustava.

Komponente za sastavljanje predmetne instalacije prodaju se u specijaliziranim prodavaonicama. U svojoj srži, takav kolektor je cijevni radijator ugrađen u posebnu kutiju od drveta, čija je jedna strana izrađena od stakla.

Za izradu navedenog radijatora koriste se cijevi. Čelik je poželjni materijal cijevi. Ulaz i izlaz su izrađeni od cijevi koje se tradicionalno koriste u vodovodu. Obično se koriste cijevi od ¾ inča, a proizvodi od 1 inča također rade dobro.

Rešetka je izrađena od manjih cijevi tanjih stijenki.Preporučeni promjer je 16 mm, optimalna debljina stijenke je 1,5 mm. Svaka rešetka radijatora mora sadržavati 5 cijevi duljine 160 cm svaka.

Solarni kolektori

Izrada uređaja od valovitog kartona

Ovo je još jednostavniji dizajn solarnog kolektora. Sagradit ćete ga mnogo brže.

Prva razina. Prvo napravite drvenu kutiju na isti način kao u prethodnoj verziji. Zatim položite gredu duž perimetra stražnjeg zida (otprilike 4x4 cm), a na dno položite mineralnu vunu.

Druga faza. Napravite izlaznu rupu na dnu.

Treća faza. Položite valovitu ploču na gredu i prebojite potonju u crno. Naravno, ako je izvorno bila drugačija boja.

Četvrta faza. Napravite perforacije po cijeloj površini valovite ploče za protok zraka.

Peta faza. Ako želite, cijelu strukturu možete ostakliti polikarbonatom - to će povećati temperaturu zagrijavanja apsorbera. Ali nemojte zaboraviti da također morate osigurati izlaz za protok zraka izvana.

Dodatni operativni troškovi

Korištenje ovoga ne podrazumijeva nikakvu njegu ili održavanje osim povremenog čišćenja prljavštine i snijega zimi (ako se sam ne odmrzne). Međutim, bit će tu neki povezani troškovi:

Popravak, sve sto se moze mijenjati pod garancijom, proizvodjac se moze bez problema zamijeniti, bitno je kupiti ovlascenog trgovca i imati jamstvene dokumente.
Struja, dosta se troši na pumpu i regulator. Za prvu možete staviti samo 1 solarni panel na 300 W i to će biti dovoljno (čak i bez baterijskog sustava).
Ispiranje zavojnica, morat će se obaviti jednom svakih 5-7 godina

Sve ovisi o kvaliteti vode (ako se koristi kao nosač topline).