DIY szolár vízmelegítő

Mi a szolár vízmelegítő

A kollektor (vízmelegítő) olyan eszköz, amely összegyűjti a napsugarak energiáját és hővé alakítja. A nap felmelegíti a kollektorban lévő hűtőfolyadékot, amelyet ezután meleg vízellátásra és fűtésre vagy áramtermelésre használnak.

A nap energiájához kapcsolódó eszközöket helyesen nevezhetjük napelemes létesítményeknek vagy napkollektoroknak (az ókori görög napisten Helios nevéből).

A modern napenergiával működő vízmelegítők bonyolultak lehetnek, de egy magánház bármely tulajdonosa önállóan készíthet eszközt a saját igényeihez. A lényeg az, hogy kitaláljuk, mire szolgál ez az eszköz.

Három gyűjtő teljesen kielégíti a család melegvíz- és fűtési igényeit

A naperőművek alkalmazási köre

Hazánkban még mindig sokan hozzák összefüggésbe a napenergiával működő vízmelegítő kifejezést egy fekete tartállyal a nyári zuhanyfülke tetején, de ezt a technológiát világszerte sikeresen alkalmazzák. A napkollektorok Európa déli régióiban gyakoriak. Olaszországban, Spanyolországban és Görögországban a magánházak lakóinak törvényileg kötelező a napenergiával működő vízmelegítők használata. Kína sem marad el a nyugattól. Ott a sokemeletes épületek tetejére napenergiával működő vízmelegítőket szerelnek fel, amelyek minden lakáshoz meleg vizet biztosítanak. 2000-ben annyi naperőmű volt a világon, hogy együttvéve több mint 71 millió m2-t foglalnának el... Közülük csaknem 15 millió m2 lenne európai.

A napkollektorok szinte teljesen elfoglalják a kínai új épületek tetejét

Az ilyen eszközöket háztartási helyiségek és ipari épületek melegvízellátására, magánházak, irodaházak, műhelyek fűtésére használják. Az élelmiszer- és textiliparban a legnagyobb a kereslet, mivel ezen a területen folyik sok meleg vizet használó termelési folyamat.

A magánszektorban minden egyes németországi személy 0,14 m2 napkollektor-területtel rendelkezik, Ausztriából - 0,45 m2, Ciprusról - 0,8 m2 és Oroszországból - 0,0002 m2. A napfény megvilágításának intenzitása Oroszországban csak 0,5 kWh / m2-rel kisebb, mint Németország déli részén. Ez azt jelenti, hogy a napkollektorok alacsony népszerűsége az északi régiókban nem földrajzi okokból adódik.

Kiterjedt elosztó rendszerrel még a medence vize is felmelegíthető

Nyári tervezési lehetőség

A fekete lemez elnyeli a hőt, és átadja a csöveken keresztül mozgó hűtőfolyadéknak (víz vagy fagyálló). Az üvegnek két funkciója van: lehetővé teszi a napsugárzás átjutását a hőcserélőbe, és védelmet nyújt a csapadéktól és a széltől, ami csökkenti a fűtőberendezés teljesítményét. Minden csatlakozás hermetikusan van kialakítva, hogy a por ne kerüljön be, és az üveg ne veszítse el az átlátszóságot. Ismételten a napsugárzás melegét nem szabad a repedéseken keresztül a külső levegőből kiszellőztetni, a napkollektor hatékony működése ettől függ.

Elkezdeni

A napkollektor megépítése előtt el kell végezni a megfelelő számításokat és meg kell határozni, hogy mennyi energiát kell előállítania. De nem szabad nagy hatékonyságot várni egy saját készítésű telepítéstől. Megállapítva, hogy elég lesz - folytathatja.

A munka több fő szakaszra osztható:

1. Készítsen egy dobozt
2. Készítsen radiátort vagy hőcserélőt
3. Készítsen előre kamrát és vezessen
4. Szerelje össze a gyűjtőt

Ahhoz, hogy saját kezűleg készítsen egy dobozt egy napkollektor számára, elő kell készítenie egy 25-35 mm vastag és 100-130 mm széles szélű táblát. Alját textolitból kell készíteni, bordákkal felszerelve.Szintén jól habbal kell szigetelni (de előnyösebb az ásványgyapot), horganyzott lappal borítva.

Miután elkészítette a dobozt, itt az ideje a hőcserélőnek. Kövesse az utasításokat:

1. El kell készítenie 15 vékony falú, 160 cm hosszú és 70 cm hosszú, két hüvelykes csövet
2. Mindkét megvastagodott csőben a kisebb csövek átmérőjű lyukakat fúrnak, amelyekbe beépítik őket. Ebben az esetben biztosítani kell, hogy koaxiálisak legyenek az egyik oldalon, a köztük lévő maximális lépés 4,5 cm
3. A következő szakasz - az összes csövet egyetlen szerkezetbe kell összeállítani és biztonságosan hegeszteni
4. A hőcserélő horganyzott lemezre van rögzítve (előzőleg a dobozhoz van rögzítve), és acél bilincsekkel van rögzítve (fém bilincsek készíthetők)
5. Javasoljuk, hogy a doboz alját sötét színnel (például feketével) festse - ez jobban elnyeli a napenergiát, de a hőveszteség csökkentése érdekében a külső elemeket fehérre festik
6. A kollektor telepítését be kell fejezni egy fedőüveg beépítésével a falak közelében, miközben nem szabad megfeledkezni az ízületek megbízható tömítéséről
7. 10-12 mm távolság van a csövek és az üveg között.

Bővebben: Régi parketta javítása egy moszkvai lakásban, parketták javítása

Marad egy tárolóeszköz építése a napkollektor számára. Szerepét egy zárt tartály töltheti be, amelynek térfogata körülbelül 150-400 liter. Ha nem talál egy ilyen hordót, akkor több kicsi hegeszthető össze.

A gyűjtőhöz hasonlóan a tárolótartály is alaposan szigetelt a hőveszteség ellen. Marad egy előkamra készítése - egy kis edény, amelynek térfogata 35-40 liter. Vízleeső berendezéssel (csuklós csaptelep) kell felszerelni.

A legfontosabb és legfontosabb szakasz továbbra is fennáll - a gyűjtő összerakása. Megteheti így:

1. Először telepítenie kell egy előzetes kamerát és egy meghajtót. Biztosítani kell, hogy az utóbbiban a folyadék szintje 0,8 m-rel alacsonyabb legyen, mint az elülső kamrában. Mivel az ilyen eszközökben lévő víz sokat gyűjthet, el kell gondolkodni azon, hogy ezek hogyan fognak megbízhatóan átfedni egymást
2. A gyűjtő a ház tetején található. A gyakorlat alapján ezt a déli oldalon ajánlott megtenni, az egységet a horizonthoz 35-40 fokos szögben döntve.
3. De szem előtt kell tartani, hogy a tároló és a hőcserélő közötti távolság nem haladhatja meg a 0,5-0,7 m-t, különben a veszteségek túl jelentősek lesznek
4. A végén a következő sorrendnek kell kiderülnie: az avancamerának a meghajtó felett kell elhelyezkednie, az utolsó - a kollektor felett

A legfontosabb lépés következik - össze kell kötni az összes alkatrészt, és a vízellátó hálózatot össze kell kötni a kész rendszerrel. Ehhez meg kell látogatnia egy vízvezeték-üzletet, és meg kell vásárolnia a szükséges szerelvényeket, adaptereket, gumibetéteket és egyéb elzáró szelepeket. A nagynyomású szakaszokat ajánlott 0,5 "átmérőjű csővel, alacsony nyomású - 1" csővel összekötni.

Az üzembe helyezés az alábbiak szerint történik:

1. Az egység az alsó lefolyónyíláson keresztül vízzel van feltöltve
2. Avancamera van csatlakoztatva, és a folyadék szintje szabályozott
3. Végig kell járni a rendszert és ellenőrizni kell, hogy nincs-e szivárgás
4. Minden készen áll a mindennapi használatra

Elég gyorsan készíthet napkollektort saját kezével, ez nem túl nehéz munka. Nyáron az országban történő használatához nincs szükség komplex áramkörökre és speciális berendezésekre:

• Ha csak kint van szükség vízre (kültéri zuhany, meleg víz a mosáshoz, úszómedence, mosogatás, egyéb háztartási szükségletek), akkor a tartályt is kívül kell felszerelni.
• Ha vízre van szükség a házban, akkor a tartályt be fogják szerelni.
• Egy ilyen rendszerben természetes folyadék folyik, ezért a tartályt 8-10 centiméterrel az akkumulátor szintje felett kell felszerelni.
• A tartály akkumulátorhoz (abszorberhez) történő csatlakoztatásához egy bizonyos átmérőjű csövekre van szükség.
• A rendszer nagy hosszúságával jobb egy olyan szivattyút telepíteni, amely fokozza a hűtőfolyadék mozgását.

Fém-műanyag csövekből álló napkollektor

A napkollektorok típusai

A mérnökök sík, vákuumcsöves, parabolikus hengeres reflektorokkal ellátott koncentrátorokat, légi, napelemes tornyokat és más típusú berendezéseket fejlesztettek ki. A legnépszerűbb háztartási célokra a lapos és vákuum vízmelegítők.

Táblázat: a lapos és vákuumos kollektorok összehasonlító jellemzői

Lapos kollektor	Vákuumcsatorna
Könnyen megtehető saját kezűleg hulladék anyagokból.	Ipari környezetben gyártva vagy gyári alkatrészekből összeállítva.
Gyorsan fizet.	Háromszor hosszabb ideig fizet, mint a lapos.
Kevésbé valószínű, hogy túlmelegedne forró időben.	Megakadályozza a felhalmozódott hő visszatérését a környezetbe.
Hatékonyan működik nyáron vagy forró éghajlatú országokban.	Hideg területekre alkalmas, télen -30 ° C-ig működik.
Magas a szél, ezért erős széllökés lefújhatja a tetőről.	A szél szabadon halad a vákuumcsövek között, így nagyobb a valószínűsége annak, hogy a kollektort nem éri el a vihar.
Megtisztítja magát a hótól, a fagytól és a jégtől.	A termelékenység 2-3-szor nagyobb, mint egy lapos kollektoré (egyenlő területtel).

A lapos napelemes vízmelegítők jellemzői

A készülék egy panel, amelynek belsejében rézcsövek vannak, sötét bevonattal. Felmelegítik a vizet, amelyet ezután egy tartályba gyűjtenek és melegvíz-ellátásra (melegvíz-ellátásra) használnak. Ha maga készíti a gyűjtőt, akkor a drága alkatrészeket a rendelkezésre álló anyagokkal lehet helyettesíteni:

• rézcsövek helyett acélt, polietilént vagy éppen radiátort vehet egy régi hűtőszekrényből;
• egy fakeret a fém helyettesítőjévé válhat, bár súlya nagyobb;
• a krómozott abszorber helyettesíti a szokásos fekete festéket;
• egy üveglap vagy cellás polikarbonát szolgál védőburkolatként, a hab pedig fűtőelemként.

A legfontosabb az, hogy biztosítsuk a panel szorosságát, de ehhez elegendő az összes varratot építési szilikonnal lezárni. Az ilyen eszközök fő hátránya, hogy a fűtött hűtőfolyadék hőt sugároz a levegőbe, és kissé lehűl, mielőtt belépne a tárolóba. A hőszigetelés és a varratok tömítése pontosan ennek a hatásnak a leküzdésére szolgál.

Az ipari kollektor drága alkatrészei lecserélhetők olcsóbb társaikra, például acélcsövek használhatók rézcsövek helyett, és az eszköz váza fából

Ha a lapos kollektorból nem vesznek vizet, egy forró napsütéses napon az 190–210 ° C-ra melegedhet, ami hűtőfolyadékkal vagy csatlakozó elemekkel rendelkező csövek szakadásához vezethet. Azok számára, akik alkalmanként szolár vízmelegítőt használnak, fontos egy olyan tartály telepítése, amely kiküszöböli a csövekben a túlzott nyomást. Egy másik lehetőség az, hogy hűtőbordaként víz helyett ásványi olajat használnak. Forráspontja magasabb, ami csökkenti a rendszer károsodásának kockázatát. Ebben az esetben olyan hőcserélőre van szükség, amelyben az olaj a felgyülemlett hőt közvetlen érintkezés nélkül továbbítja a vízbe.

A lapos napkollektorok olcsóbbak és könnyebben előállíthatók, de csak nyári használatra alkalmasak az országban vagy kiegészítő vízmelegítőként. Csak melegvízhez használja őket.

A vákuum kollektorok jellemzői

Ez a típusú napenergiával működő vízmelegítő egyedi csövekből áll, amelyek mindegyike levegőtlen környezetben van. Ez a kialakítás lehetővé tette a hőveszteség csökkentését a kollektortól a tárolótartályig tartó úton és növelte a rendszer hatékonyságát.Ennek köszönhetően a vákuumkollektorok tökéletesen működnek a változó évszakokban (ősszel, tavasszal) és télen is.

A vákuumcsatorna levegőtlen környezetbe helyezett csövekből áll

A rézcsöveket vákuum szolár vízmelegítőkben is használják, mivel ez az anyag jó hőátadást és higiéniát biztosít egyszerre. A többi elem hasonló: üveg (boroszilikát a jobb hőátadás érdekében), alatta fekete elnyelő réteg, hőhordozóval ellátott cső és hordozó. Könnyebb biztosítani a rendszer tömörségét, mivel csak egy varrat van - a cső és a tároló tartály közötti kapcsolat.

Külön csövek vannak csatlakoztatva a vákuum vízmelegítő főcsövéhez

A hideg víz fokozatosan felmelegszik a forró rézcsövekkel való alternatív érintkezésből. Ez az egyetlen módja a vákuum szolárüzem hőjének elvezetésére, ezért fontos, hogy rendszeres hideg vízáramot biztosítson neki, vagyis egész nap forró vizet használjon. A rendszer tartósságának növelése érdekében a fagyálló folyadékot hűtőfolyadékként használják a vákuum napkollektorokban. Jól tűri a 300 ° C-ig történő felmelegedést, és nem fagy meg, ha a készülék hőmérséklete felhős napon -40 ° C-ra csökken.

A vidéki ház egész éves melegvízellátásához és fűtéséhez vákuum napkollektorra van szükség. Drágább, de hatékonyabb és megbízhatóbb, mint egy lapos.

Teljes értékű vákuum napkollektort nem lehet saját kezűleg létrehozni: vastag falú cső készítése boroszilikát üvegből kézműves körülmények között elképzelhetetlen. Ezért megbízhatóbb megoldás lenne a gyári lombikok vásárlása (koaxiális és tollfajtákat kínálnak), és a helyszínen összeszerelik a szolár vízmelegítőt. De mivel még egy ilyen munka is figyelemre méltó lakatos készségeket igényel, jobb, ha készterméket vásárol a gyártó garanciájával.