Dvig cen tradicionalnih virov energije spodbuja zasebne lastnike stanovanj, da iščejo alternativne možnosti ogrevanja domov in ogrevanja vode. Strinjam se, da bo finančna komponenta vprašanja igrala pomembno vlogo pri izbiri ogrevalnega sistema.
Eden najbolj obetavnih načinov oskrbe z energijo je pretvorba sončnega sevanja. Če želite to narediti, uporabite sončne sisteme. Razumevanje načela njihove naprave in mehanizma delovanja, izdelava sončnega kolektorja za ogrevanje z lastnimi rokami ne bo težko.
Povedali vam bomo o oblikovnih značilnostih solarnih sistemov, ponudili preprosto shemo montaže in opisali materiale, ki jih je mogoče uporabiti. Faze dela spremljajo vizualne fotografije, gradivo dopolnjujejo video posnetki o izdelavi in zagonu domačega zbiralnika.
Načelo dela in oblikovne značilnosti
Sodobni sončni sistemi so ena od vrst alternativnih toplotnih virov. Uporabljajo se kot pomožna ogrevalna oprema, ki predela sončno sevanje v energijo, koristno za lastnike domov.
So sposobni v celoti zagotoviti toplo vodo in ogrevanje v hladni sezoni le v južnih regijah. In potem, če zasedajo dovolj veliko območje in so nameščeni na odprtih območjih, ki niso zasenčena z drevesi.
Kljub velikemu številu sort delujejo enako. Kateri koli heliosistem je vezje z zaporedno razporeditvijo naprav, ki oskrbujejo toplotno energijo in jo prenašajo na potrošnika.
Glavni delovni elementi so sončne plošče na sončnih celicah ali sončni kolektorji. Tehnologija sestavljanja sončnega generatorja na fotografskih ploščah je nekoliko bolj zapletena kot cevasti kolektor.
V tem članku bomo razmislili o drugi možnosti - kolektorskem sončnem sistemu.
Do sedaj so sončni kolektorji pomožni dobavitelji energije. Nevarno je popolnoma preklopiti ogrevanje hiše na sončni sistem zaradi nezmožnosti predvidevanja jasnega števila sončnih dni
Zbiralniki so sistem cevi, ki so zaporedno povezane z izhodno in vhodno črto ali postavljene v obliki tuljave. Skozi cevi kroži industrijska voda, pretok zraka ali mešanica vode s katero koli tekočino brez zmrzovanja.
Fizični pojavi spodbujajo kroženje: izhlapevanje, spremembe tlaka in gostote iz prehoda iz enega agregacijskega stanja v drugo itd.
Načelo delovanja sončnih kolektorjev temelji na sprejemu in akumulaciji sončne energije, sporočene hladilni tekočini (+)
Zbiranje in kopičenje sončne energije izvajajo absorberji. To je bodisi trdna kovinska plošča z zatemnjeno zunanjo površino, bodisi sistem posameznih plošč, pritrjenih na cevi.
Za izdelavo zgornjega dela telesa se uporabljajo pokrovi, materiali z visoko sposobnostjo prenosa svetlobe. Lahko so pleksi steklo, podobni polimerni materiali, kaljene vrste tradicionalnega stekla.
Da bi izključili izgube energije s hrbtne strani naprave, je v škatli postavljena toplotna izolacija
Moram reči, da polimerni materiali ne prenašajo vpliva ultravijoličnih žarkov. Vse vrste plastike imajo dovolj visok koeficient toplotne ekspanzije, kar pogosto vodi do razbremenitve ohišja. Zato je treba uporabo takih materialov za izdelavo telesa zbiralnika omejiti.
Voda kot toplotni nosilec se lahko uporablja samo v sistemih, ki so namenjeni za dobavo dodatne toplote v jesenskem / pomladanskem obdobju. Če načrtujemo uporabo sončnega sistema celo leto pred prvim hlajenjem, spremenimo procesno vodo, da jo mešamo z antifrizom.
V solarnih sistemih se zrak uporablja kot nosilec toplote. Kanali za njegovo premikanje so lahko izdelani iz navadnega profiliranega lista (+)
Če je solarni kolektor nameščen za ogrevanje majhne zgradbe, ki nima povezave z avtonomnim ogrevanjem koče ali s centraliziranimi omrežji, je na začetku zgrajen preprost enokrožni sistem z ogrevalno napravo.
Veriga ne vključuje obtočnih črpalk in grelnih naprav. Shema je izjemno preprosta, vendar lahko deluje le v sončnem poletju.
Ko je kolektor vključen v dvokrožno tehnično strukturo, je vse veliko bolj zapleteno, vendar se razpon dni, primernih za uporabo, znatno poveča. Kolektor obdeluje samo eno vezje. Pretežna obremenitev je dodeljena glavni ogrevalni enoti, ki deluje na elektriko ali katero koli vrsto goriva.
Za izdelavo sončnega kolektorja lahko uporabite pripravljeno shemo, lahko sestavite svoj lastni pilotni model in ga preizkusite v praksi (+)
Kljub neposredni odvisnosti delovanja sončnih naprav od števila sončnih dni so povpraševanje, povpraševanje po sončnih napravah pa nenehno narašča. Priljubljeni so med obrtniki, ki želijo vse vrste naravne energije usmeriti v uporaben kanal.
Razvrstitev temperature
Obstaja dokaj veliko število kriterijev, po katerih se razvrstijo te ali tiste zasnove sončnih sistemov. Vendar je za naprave, ki jih lahko naredite z lastnimi rokami in jih uporabljate za oskrbo s toplo vodo in ogrevanje, najbolj racionalno ločevanje po vrsti hladilne tekočine.
Torej, sistemi so lahko tekoči in zračni. Prva vrsta se pogosteje uporablja.
Galerija slik
Fotografija s
1. korak: Sestavljanje razdelilca valovite cevi
2. korak: Obarvanje sončne plošče črno
3. korak: Namestitev dovodov zraka
4. korak: Izdelava pokrova za sončno napravo
Poleg tega se pogosto uporablja razvrstitev glede na temperaturo, do katere se lahko delovna vozlišča kolektorja segrejejo:
- Nizka temperatura. Možnosti, ki lahko segrejejo hladilno tekočino na 50 ° С. Uporabljajo se za ogrevanje vode v namakalnih posodah, v kopalnicah in tuših poleti ter za povečanje udobja v hladnih pomladnih in jesenskih večerih.
- Srednja temperatura. Zagotovite temperaturo hladilne tekočine 80ºС. Uporabljajo se lahko za ogrevanje prostorov. Te možnosti so najbolj primerne za ureditev zasebnih domov.
- Visoka temperatura. Temperatura hladilne tekočine v takih napravah lahko doseže 200-300ºС. Uporabljajo se v industrijskem obsegu, nameščajo se za proizvodnjo toplote, komercialne stavbe itd.
V visokotemperaturnih sončnih sistemih se uporablja precej zapleten postopek prenosa toplotne energije. Poleg tega zasedajo impresiven prostor, česar si večina naših ljubiteljev življenja ne more privoščiti.
Proces izdelave je dolgotrajen, za izvajanje je potrebna specializirana oprema. Skoraj nemogoče je samostojno narediti takšno različico osončja.
Doma je na fotovoltaičnih pretvornikih težko narediti visokotemperaturne sončne celice
Ročno razdelilec
Izdelava sončne naprave z lastnimi rokami je vznemirljiv postopek, ki prinaša veliko koristi. Zahvaljujoč njemu je mogoče racionalno uporabiti brezplačno sončno sevanje, rešiti več pomembnih gospodarskih težav.Analizirali bomo posebnosti ustvarjanja ravnega kolektorja, ki dovaja ogrevano vodo v ogrevalni sistem.
Galerija slik
Fotografija s
Absorpcijska plošča je izdelana iz celičnega polikarbonata, prevlečenega s črno barvo. Zgornji in spodnji rob plošče, tj. odprti konci kanalov polikarbonatne pločevine so vstavljeni v kanalizacijske cevi, razrezane vzdolž
Vogali, potrebni za povezavo cevovoda, so prilepljeni na robove cevi. V idealnem primeru je bolje, da jih varite z železom - varilnim strojem za polimerne cevi. Vzdolžni odseki cevi, napolnjeni s pištolo za lepilo
Akumulacijske cevi iz kanalizacijskih cevi so opremljene s toplotno izolacijo. Pred tem lepilo po šivih in okrog vogalov izravnamo s spajkalnikom ali s gradbenim sušilcem za lase.
Vpojna plošča skupaj s cevmi, ki so nanjo prilepljene, je položena na stiropor ali drugo togo izolacijo. Zgornja struktura je prekrita s polikarbonatom, upognjen vzdolž roba
Za sestavljanje okvirja je kupljen kovinski profil ustrezne velikosti. Pri izračunu širine se upošteva debelina toge toplotne izolacije
V prazninah za montažo okvirja, odrezanega iz profila glede na velikost absorpcijske plošče, so izrezane luknje za izhod priključnih mest zbiralnika
Deli okvirja so sestavljeni z vijaki, zasnovanimi za delo s tem profilom
Da bi se zbiralnik usmeril pod optimalnim kotom proti soncu, je zgrajeno stojalo iz lesa ali kovine
1. korak: Vpijanje plošče domačega sončnega zbiralnika
2. korak: Način za povezavo z akumulatorjem
3. korak: Izolacija za zbiralne cevi
4. korak: Sestavljanje naprave za uporabo sončne energije
5. korak: Kovinski profil za okvirno napravo
6. korak: Luknje za odtok mest za priključitev vode
7. korak: Povezovanje elementov okvirja sončnega kolektorja
8. korak: Izdelava stojala za sestavljeni sončni kolektor
DIY materiali
Najenostavnejši in cenovno najugodnejši material za samonastavitev telesa sončnega kolektorja je leseni blok z desko, vezan les, plošče OSB ali podobne možnosti. Lahko pa uporabimo jekleni ali aluminijasti profil s podobnimi listi. Kovinska torbica bo stala nekoliko več.
Materiali morajo ustrezati zahtevam za zunanje konstrukcije. Življenjska doba sončnega kolektorja se giblje od 20 do 30 let.
Torej morajo materiali imeti določen nabor obratovalnih značilnosti, ki bodo omogočali uporabo konstrukcije skozi celotno obdobje.
Najbolj poceni in najlažja možnost materialov za izdelavo ohišja je uporaba lesa in ivernih plošč
Če je primer iz lesa, potem je trajnost materiala mogoče doseči z impregnacijo z vodno-polimernimi emulzijami in prevleko z barvami in laki.
Osnovno načelo, ki se ga je treba držati pri načrtovanju in sestavljanju sončnega kolektorja, je razpoložljivost materialov glede na ceno in možnost nakupa. Se pravi, da jih je mogoče najti v prosti prodaji ali izdelati neodvisno od razpoložljivih improviziranih sredstev.
Galerija slik
Fotografija s
Trda PVC cev s fitingi v izdelavi
Fleksibilen sprejemnik sončne energije HDPE
Izmenjevalnik toplote iz toplotnega izmenjevalnika starega hladilnika
Upognjena bakrena cev v sončnem kolektorju
Netrivična uporaba aluminijastih pločevink
Plastične steklenice pri konstrukciji zbiralnika
Naprava za privlačenje snopa iz temnih plastičnih steklenic
Upognjen kovinski cevni sprejemnik toplote
Odtenki toplotne izolacije
Za preprečitev izgube toplotne energije je izolacijski material nameščen na dnu škatle. Lahko je polistiren ali mineralna volna.Sodobna industrija proizvaja precej široko paleto izolacijskih materialov.
Za izolacijo škatle lahko uporabite možnosti izolacije folije. Tako je mogoče zagotoviti toplotno izolacijo in odboj sončne svetlobe s površine folije.
Če kot izolacijski material uporabimo togo ploščo iz polistirenske pene ali ekspandiranega polistirena, se lahko za polaganje tuljave ali cevnega sistema režejo utori. Običajno je zbiralnik absorber postavljen na vrh izolacije in trdno pritrjen na dno telesa na način, ki je odvisen od materiala, uporabljenega pri izdelavi telesa.
Toplotna izolacija služi za zmanjšanje toplotne izgube skozi dno ohišja. Iracionalno je izdelati napravo v kovinskem ohišju brez toplotne izolacije (+)
Sončni kolektor hladilnik
To je vpojni element. Gre za sistem cevi, v katerih se ogreva hladilna tekočina, in deli, izdelani najpogosteje iz pločevine. Optimalni materiali za izdelavo hladilnika se štejejo za bakrene cevi.
Domači obrtniki so izumili cenejšo možnost - spiralni toplotni izmenjevalec iz polipropilenskih cevi.
Zanimiva proračunska rešitev je absorber sončnega sistema iz prožne polimerne cevi. Za priključitev na dovodne in odvodne naprave se uporabljajo ustrezne armature, izbor improviziranih sredstev, iz katerih je mogoče izdelati izmenjevalnik toplote sončnega kolektorja, je precej širok. Lahko je toplotni izmenjevalec starega hladilnika, polietilenske cevi za vodo, radiatorji iz jeklenih plošč itd.
Pomembno merilo učinkovitosti je toplotna prevodnost materiala, iz katerega je izdelan toplotni izmenjevalec.
Za lastno proizvodnjo je baker najboljša možnost. Ima toplotno prevodnost 394 W / m². Za aluminij se ta parameter giblje od 202 do 236 W / m².
Bakrene cevi veljajo za najbolj optimalno možnost za izdelavo hladilnika za toplotno zmogljivost in trajnost
Vendar velika razlika v toplotni prevodnosti med bakrenimi in polipropilenskimi cevmi ne pomeni, da bo toplotni izmenjevalec z bakrenimi cevmi ustvaril stokrat večjo količino tople vode.
Pod enakimi pogoji bo učinkovitost toplotnega izmenjevalnika iz bakrenih cevi za 20% bolj učinkovita kot zmogljivost kovinsko-plastičnih možnosti. Torej imajo toplotni izmenjevalci iz polimernih cevi pravico do življenja. Poleg tega bodo takšne možnosti stale veliko manj.
Ne glede na material cevi morajo biti vsi spoji, varjeni in navojni, nepredušni. Cevi lahko postavite vzporedno med seboj in v obliki tuljave.
Shema tipa tuljave zmanjšuje število povezav - to zmanjšuje verjetnost puščanja in zagotavlja enakomernejše gibanje toka hladilne tekočine.
Vrh škatle, v kateri se nahaja toplotni izmenjevalec, je zaprt s steklom. Lahko pa uporabite sodobne materiale, na primer akrilni analog ali monolitni polikarbonat. Prosojni material morda ni gladek, ampak valovit ali mat.
V klasični različici je škatla s kolektorjem zaprta s kaljenim steklom, pleksi steklom, polikarbonatom ali podobnim materialom. Obrtniki so se prilagodili, da namesto stekla uporabljajo polietilen
Ta obdelava zmanjša odbojnost materiala. Poleg tega mora ta material prenesti pomembne mehanske obremenitve.
V industrijskih izvedbah takšnih sončnih sistemov se uporabljajo posebna sončna stekla. Za takšno steklo je značilna nizka vsebnost železa, kar zagotavlja manj izgube toplote.
Skladiščni rezervoar ali prednji rezervoar
Kot rezervoar za shranjevanje lahko uporabite katero koli prostornino s prostornino od 20 do 40 litrov.Niz nekoliko manjših rezervoarjev, povezanih s cevmi v serijski verigi, bo naredil. Priporočljivo je izolirati zalogovnik, kot voda, ogrevana na soncu v rezervoarju brez izolacije, bo hitro izgubila toplotno energijo.
Pravzaprav mora hladilna tekočina v solarnem ogrevalnem sistemu krožiti brez akumulacije, ker toplotna energija, ki jo prejme od nje, mora porabiti v času prejema. Skladiščni rezervoar raje služi kot distributer ogrevane vode in komora za jarke, ki ohranja stabilnost tlaka v sistemu.
Akumulacijski rezervoar v solarnih sistemih deluje kot distributer vode in rezervoarja, ki vzdržuje tlak (+)
Sončni koraki montaže
Po izdelavi kolektorja in pripravi vseh sestavnih konstrukcijskih elementov sistema lahko nadaljujete z neposredno namestitvijo.
Ena od možnosti za namestitev tuljave iz polipropilenskih cevi s fitingi in tirmi bo pripomogla k hitri montaži sončnega kolektorja (+)
Delo se začne z namestitvijo vnaprejšnje komore, ki je praviloma postavljena na najvišjo možno točko: na podstrešju, samostoječi stolp, nadvoz itd.
Med namestitvijo je treba upoštevati, da bo ta del strukture po napolnjenosti sistema s tekočo hladilno tekočino impresivno težo. Zato bi morali preveriti zanesljivost prekrivanja ali ga okrepiti.
Po namestitvi rezervoarja nadaljujte z namestitvijo zbiralnika. Ta strukturni element sistema se nahaja na južni strani. Kot naklona glede na obzorje naj bo od 35 do 45 stopinj.
Po namestitvi vseh elementov so vezani s cevmi, ki se povezujejo v en sam hidravlični sistem. Tesnost hidravličnega sistema je pomembno merilo, od katerega je odvisno učinkovito delovanje sončnega kolektorja.
V skladu s shemo montaže solarnega sistema za dovajanje vode na zunanji tuš lahko zgradite strukturo za ogrevanje vode za namakanje ali ustvarite udobne pogoje ob hladnih večerih (+)
Za priključitev konstrukcijskih elementov v en sam hidravlični sistem se uporabljajo cevi s palčnim in palčnim premerom. Za ureditev tlačnega dela sistema se uporablja manjši premer.
Pod tlačnim delom sistema se misli na vstop vode v komoro in odvzem ogrevane hladilne tekočine v ogrevalni sistem in dovod tople vode. Ostalo je nameščeno s pomočjo cevi večjega premera.
Za preprečitev izgube toplotne energije je treba cevi skrbno izolirati. V ta namen lahko uporabite različice stiroporja, bazaltne volne ali folije sodobnih izolacijskih materialov. Postopek segrevanja sta tudi zalogovnik in prednja komora.
Najenostavnejša in najbolj dostopna možnost za toplotno izolacijo hranilnika je gradnja škatle okoli nje iz vezanega lesa ali desk. Prostor med škatlo in posodo je treba napolniti z izolacijskim materialom. To je lahko žlindra, mešanica slame z glino, suha žagovina itd.
Helisystem je nameščen tako, da so sončni kolektorji nameščeni na najbolj osvetljeni strani hiše ali parcele (+)
Pred zagonom preskusite
Po namestitvi vseh elementov sistema in ogrevanju nekaterih struktur lahko začnete napolniti sistem s tekočo hladilno tekočino. Začetno polnjenje sistema je treba izvesti skozi šobo, ki se nahaja v spodnjem delu kolektorja.
Se pravi, da se polnjenje izvaja od spodaj navzgor. Zahvaljujoč takšnim dejanjem se je mogoče izogniti verjetnemu nastanku zastojev zraka.
V komoro vstopi voda ali druga tekoča hladilna tekočina. Postopek polnjenja sistema se konča, ko začne voda izlivati iz odtočne cevi komore.
S pomočjo plovnega ventila lahko prilagodite optimalno raven tekočine v sprednji komori.Po napolnitvi sistema s hladilno tekočino se začne segrevati v kolektorju.
Proces zvišanja temperature se pojavi tudi v oblačnem vremenu. Ogrevana hladilna tekočina se začne dvigati na vrh rezervoarja. Proces naravne cirkulacije poteka, dokler se temperatura hladilne tekočine, ki vstopi v radiator, ne uskladi s temperaturo nosilca, ki zapusti kolektor.
S pretokom vode v hidravličnem sistemu se sproži plavajoči ventil v sprednji komori. Tako se bo ohranjala konstantna raven. V tem primeru bo hladna voda, ki vstopa v sistem, nameščena v spodnjem delu rezervoarja. Proces mešanja hladne in vroče vode se praktično ne zgodi.
V hidravličnem sistemu je treba poskrbeti za namestitev zapornih ventilov, ki bodo ovirali povratno kroženje hladilne tekočine iz kolektorja v rezervoar. To se zgodi, ko temperatura okolice pade nižje od temperature hladilne tekočine.
Takšni ventili se običajno uporabljajo ponoči in zvečer.
Povezava s kraji porabe tople vode se izvaja s standardnimi mešalniki. Konvencionalne enojne pipe je najbolje preprečiti. V sončnem vremenu lahko temperatura vode doseže 80 ° C - uporaba takšne vode je neposredno neprijetna. Tako bodo pipe znatno prihranile toplo vodo.
Učinkovitost takšnega grelnika vode lahko izboljšate z dodajanjem dodatnih odsekov kolektorjev. Zasnova vam omogoča, da pritrdite od dveh do neomejenega števila kosov.
Učinkovitost sončnega sistema se povečuje z namestitvijo več sončnih kolektorjev
Osnova takšnega sončnega kolektorja za ogrevanje in oskrbo s toplo vodo je princip toplogrednega učinka in tako imenovani termosifonski učinek. Učinek tople grede se uporablja pri oblikovanju grelnega elementa.
Sončni žarki prosto prehajajo skozi prozorni material zgornjega dela kolektorja in se pretvorijo v toplotno energijo.
Toplotna energija je v omejenem prostoru zaradi tesnosti odseka vodov kolektorja. Termosifonski učinek se uporablja v hidravličnem sistemu, ko segreta hladilna tekočina dvigne, hkrati pa hladilno tekočino izpodrine in jo prisili, da se premakne v ogrevalni pas.
Zaradi termosifonskega učinka v sistemu pride do stabilne in neprekinjene naravne kroženja hladilne tekočine
Zmogljivost sončnega kolektorja
Glavno merilo, ki vpliva na delovanje sončnih sistemov, je intenzivnost sončnega sevanja. Količina potencialno koristnega sončnega sevanja na določenem območju se imenuje insolacija.
Vrednost insolacije na različnih točkah sveta se spreminja v precej širokem območju. Za določitev povprečnih kazalnikov te vrednosti obstajajo posebne tabele. Prikazujejo povprečno vrednost sončne insolacije za določeno regijo.
Podatke o sončni insolaciji v določeni regiji lahko dobite iz posebnih zemljevidov in tabel (+)
Na delovanje sistema vplivata tudi površina in material toplotnega izmenjevalnika, poleg vrednosti insolacije. Drug dejavnik, ki vpliva na delovanje sistema, je zmogljivost hranilnika. Optimalna prostornina rezervoarja se izračuna na podlagi površine adsorberjev kolektorjev.
Pri ploščatem kolektorju je to skupna površina cevi, ki so v zbiralni škatli. Ta povprečna vrednost je 75 litrov prostornine rezervoarja na m² m² površine zbiralne cevi. Zmogljivost skladiščenja je neke vrste toplotna baterija.
Tovarniške cene
Levji delež finančnih stroškov gradnje takega sistema je v proizvodnji zbiralnikov. To ni presenetljivo, tudi pri industrijskih izvedbah solarnih sistemov približno 60% stroškov pade na ta strukturni element. Finančni stroški bodo odvisni od izbire gradiva.
Treba je opozoriti, da tak sistem ni sposoben ogrevati prostora, pomagal bo le prihraniti pri stroških in tako pomagal segrevati vodo v ogrevalnem sistemu. Glede na precej visoke stroške energije, ki se porabijo za ogrevanje vode, sončni kolektor, vgrajen v ogrevalni sistem, bistveno zmanjša takšne stroške.
Sončni kolektor se preprosto vključi v sistem za ogrevanje in toplo vodo (+)
Za njegovo izdelavo se uporabljajo dokaj preprosti in cenovno ugodni materiali. Poleg tega je takšna zasnova popolnoma nehlapna in ne potrebuje tehničnega vzdrževanja. Vzdrževanje sistema je omejeno na občasni pregled in čiščenje steklenega zbiralnika pred kontaminacijo.
Dodatne informacije o organizaciji sončnega ogrevanja v hiši so predstavljene v tem članku.
Postopek izdelave osnovnega sončnega kolektorja:
Kako sestaviti in zagnati sončni sistem:
Seveda samostojen sončni kolektor ne bo mogel konkurirati industrijskim modelom. Z uporabo improviziranih materialov je precej težko doseči visoko učinkovitost, ki jo imajo industrijski modeli. Toda finančni stroški bodo v primerjavi z nakupom že pripravljenih rastlin precej manjši.
Kljub temu pa bo domači solarni sistem ogrevanja znatno povečal raven udobja in zmanjšal stroške energije, ki jih ustvarjajo tradicionalni viri.
Imate izkušnje z gradnjo sončnega kolektorja? Ali imate vprašanja glede gradiva? Prosimo, delite informacije z našimi bralci. Komentarje lahko pustite v spodnjem obrazcu.