Brug af gratis solenergi er en god måde at spare brændstof og elektricitet, der bruges på opvarmning af et privat hjem. Den massive anvendelse af solsystemer er hæmmet af den høje pris på varmemodtagere og relateret udstyr - en lagertank, en cirkulationspumpe, en elektronisk kontrolenhed og andre fittings. Den eneste måde at reducere omkostningerne er at fremstille en solfanger med dine egne hænder af billige materialer og samle en standard båndordning.
Princippet om drift af solvarmere
Før man går i gang med at fremstille et hjemmelavet solsystem, er det værd at undersøge enheden af fabriksfremstillede solfangere - luft og vand. Førstnævnte anvendes til direkte opvarmning af lokaler, sidstnævnte bruges som vandvarmere eller ikke-frysende kølevæske - frostvæske.
Reference. Antenneinstallationer er ikke meget populære på grund af begrænset funktionalitet. Solvarmeværker er mere efterspurgte, fordi de kan give varme, varmt vand og hæve temperaturerne i udendørs swimmingpools.
Hovedelementet i solsystemet er selve solfangeren, der tilbydes i 3 versioner:
- Flad vandvarmer. Det er en forseglet kasse, isoleret nedenunder. Inde er en køleplade (absorber) lavet af en metalplade, hvorpå en kobberspiral er fastgjort. Toppen er dækket med holdbart glas.
- Konstruktionen af luftvarmermanifold svarer til den foregående version, kun luften, der cirkuleres af ventilatoren, cirkulerer gennem rørene i stedet for kølemidlet.
- Enheden i det rørformede vakuummanifold adskiller sig grundlæggende fra flade modeller. Apparatet består af holdbare glasflasker, hvor kobberrør er placeret. Deres ender er forbundet til 2 motorveje - levering og retur, luften fra kolberne pumpes ud.
Addition. Der er en anden slags vakuumvandvarmere, hvor glaskolber er tæt forseglet og fyldt med et specielt stof, der fordamper ved en lav temperatur. Under fordampning absorberer gassen en stor mængde varme, der overføres til vand. I processen med varmeoverførsel kondenseres stoffet igen og strømmer til bunden af kolben, som vist på billedet.
De anførte typer samlere bruger princippet om direkte overførsel af varme fra solstråling (ellers - isolering) til den flydende væske eller luft. Flad vandvarmer fungerer sådan:
- Vand eller frostvæske bevæger sig gennem en kobbervarmeveksler med en hastighed på 0,3-0,8 m / s, pumpet af en cirkulationspumpe (selvom der findes tyngdekraftmodeller til udendørs brusere).
- Solens stråler opvarmer det absorberende ark og røret i spolen tæt forbundet til det. Temperaturen på det strømmende kølevæske stiger med 15-80 grader, afhængigt af sæson, tidspunkt på dagen og vejrvejr.
- For at eliminere varmetab isoleres kroppens bund- og sideflader med polyurethanskum eller ekstruderet polystyrenskum.
- Det gennemsigtige øverste glas har 3 funktioner: det beskytter den selektive belægning af absorberen, forhindrer vinden i at blæse spolen og skaber en forseglet luftspalte, der holder varmen.
- Varm varmebærer kommer ind i varmeveksleren i lagertanken - buffertank eller indirekte varmekedel.
Da vandtemperaturen i apparatets kredsløb svinger med de skiftende årstider og dage, kan solfangeren ikke bruges til opvarmning og varmt vand direkte. Den modtagne energi fra solen overføres til hovedvarmebæreren gennem tankens spole - batteriet (kedel).
En undtagelse er solcelleinstallationer til puljer, der opvarmer tankvandet direkte eller gennem en simpel varmeveksler.
Effektiviteten af det rørformede apparat forbedres ved vakuum og en indre reflekterende væg i hver kolbe. Solens stråler passerer frit gennem det luftløse lag og opvarmer kobberrøret med frostvæske, men varmen kan ikke overvinde vakuumet og gå ud, så tabene er minimale. En anden del af strålingen kommer ind i reflektoren og fokuserer på vandlinjen. Ifølge fabrikanter når effektiviteten af installationen 80%.
Vi laver en vandopsamler
En vandvarmer af vakuumtype kan ikke fremstilles derhjemme af åbenlyse grunde. Derfor tager vi et fladt design med en varmeveksler og et absorberende sollys. Ideelt set skal du beregne arealet på modtageren og temperaturen på udløbsvandet, hvilket afhænger af mange faktorer:
- bopælsregion og isoleringsniveau
- omgivelsestemperatur, især om vinteren;
- det område af varmevekslingsoverfladen, der oplever udsættelse for solen;
- spolemateriale og belægning;
- indløbskølevæsketemperatur;
- panelets vinkel i forhold til solen;
- vandstrømningshastighed gennem varmevekslerrør.
På Internettet er det ikke svært at finde beregninger af solfangerens ydelse, men vi advarer dig - beregningerne er meget unøjagtige.
Eksempel. Faktum tages som grundlag: på en klar dag kommer 500-800 W solenergi ind på 1 m² overflade. Ved hjælp af skoleformlen m = Q / 1.163 x Δt bestemmer vi endvidere massen af vand opvarmet til 40 ° C af en 1 m² varmeveksler: 500 / 1.163 x 40 = 10,7 liter i timen. Med en isolering på 800 W / m² kan 17,2 l / t opvarmes. Men djævelen er i detaljerne: det indledende tal på 0,5-0,8 kW pr. Kvadratmeter er et meget omtrentlig tal.
Vi tilbyder en forenklet tilgang til det problem, der er beskrevet i de trinvise instruktioner:
- Bestem det sted og det område, du er klar til at give til samleren.
- Baseret på materialepriser skal du vælge den passende mulighed for samling af spolen og huset.
- Lav en prototype, tilslut til opvarmning eller vandforsyning i henhold til det rigtige skema. Vi viser bindingsmetoderne i de følgende afsnit i denne artikel.
- Test varmekredsen derhjemme og tag yderligere konklusioner om forøgelse / reduktion af strømmen, ændring af design og så videre.
Nu vil vi gennemgå hvert trin hver for sig med fokus på faldgruberne.
Placering af en termisk installation
Der er faktisk kun to muligheder for placeringen af den hjemmelavede samler: på bygningens tag eller i det åbne område af husområdet. Følg enkle regler, når du vælger et sted:
- Webstedet skal være oplyst så meget som muligt i løbet af dagen, ikke skjult af træer og andre udhus.
- Når det installeres på taget, vælges en mere blid skråning, hvor solstråling altid får. Det er tydeligt, at den stejle del af det ødelagte mansardtak ikke fungerer.
- Tag ikke et varmt vandanlæg beregnet til opvarmning eller varmt vandforsyning langt væk fra dit hjem. Længden på forsyningsrørledningen, varmetab og installationsomkostninger øges.
- Orienter jorden opsamleren, så solen, der visuelt bevæger sig fra øst til vest, konstant lyser kølepladen. Installationsvinklen på panelet er 60 ± 15 °.
Bemærk. Opvarmningselementets effektivitet kan øges ved hjælp af en parabolsk solkoncentrator, der opsamler stråler i en enkelt stråle, der sendes til absorberen. Konstruktionsspejlets konstruktions- og monteringsmetoder er vist i videoen.
Solanlæg, der er designet til at varme vand i et sommerbrusebad, er placeret på tagets bygning og er forbundet med tyngdekraften. Enheder til opvarmning af puljer er placeret ved siden af beholderen.
Valg af materiale
Vi lavede et udvalg af tilbehør til fremstilling af solvandvarmere på grundlag af anmeldelser og emner, der blev drøftet på det populære Forumhouse forum. Så den rektangulære kasse på modtageren er normalt lavet af en træbjælke eller færdige rammer af gamle vinduer. Husets bagvæg er isoleret med basaltuld, polystyrenskum eller ekstruderet polystyrenskum.
Tip. Bunden af kassen kan være lavet af foliebelagt polymerisolering. Metallaget fungerer som en absorber - du behøver ikke at lægge et ekstra lag.
Hjemmehåndværkere fremstiller varmevekslere fra en række rør:
- sort polyethylen (HDPE);
- korrugeret rustfrit stål;
- kobber og aluminium;
- polypropylen og metalplast;
- tværbundet polyethylen;
- stålradiatorer.
Med hensyn til effektivitet og holdbarhed er det bedre at bruge rør af aluminium, kobber og rustfrit stål, der har den bedste varmeledningsevne. Manglen på materiale er den høje pris.
Plastrør er meget billigere end metalrør og lettere at installere. Men ved anvendelse af polymerer skal der tages et antal nuancer i betragtning:
- enhver plast forringes gradvist under påvirkning af ultraviolet stråling;
- væggene i PPR-rørene er for tykke, leder varme dårligt;
- plast af høj kvalitet er for dyrt til vores formål, og billige lagrer ofte i bøjninger og kollapser hurtigt i solen;
- tværbundet polyethylen "husker" den indledende bøjning i bugten, det er praktisk at lave en ringformet spole ud af den, og udretning er ikke let;
- HDPE-rør skal du købe en fødevareserie (med en blå stribe), det er bedre beskyttet mod ultraviolet stråling.
Reference. Den enkleste version af en poolvarmeveksler er en sort haveslange lagt med en "snegl". Materialets minus er revnedannelse af gummi fra langvarig eksponering for solen.
HDPE tyndvæggede rør er et fremragende valg med hensyn til forholdet mellem pris og kvalitet. Den sorte overflade absorberer solvarme godt, tilslutningsarmaturer er billige. Rørledningen er fastgjort til absorberen med plastklemmer eller en tinstrimmel på skruerne.
Som det absorberende ark kan almindeligt eller rustfrit stål malet sort bruges. Den ideelle mulighed er plade aluminium eller kobber.
Toppen af kassen er lukket med følgende gennemsigtige materialer at vælge imellem:
- almindeligt eller forstærket glas;
- gennemsigtig plastfolie;
- tyndt cellulært polycarbonat.
Tip. Brug ikke færdige dobbeltvinduer fra plastvinduer som et gennemskinneligt element. Om vinteren, med en stor temperaturforskel mellem gaden luft og det lukkede opsamlingskammer, tåler to-lags pakken ikke og revner.
Forsamlingsanbefalinger
Processen med at fremstille en solfanger er så indlysende, at det ikke giver mening at male trinvise instruktioner. Opgaven er at fremstille det mest lufttætte kammer ved at installere en varmeveksler på en metalabsorber inde. Vi giver bare nogle råd for at beskytte dig mod fejl:
- Varmevekslerrør kan lægges i længderetningen eller med en spiral (snegl). Gør afstanden mellem tilstødende linjer (sving) lille - fra 1 til 4 cm.
- Kabinets lufttæthed opnås ved at smøre samlingerne med silikoneforsegling eller ved at lægge gummipakninger.
- Rørene er fastgjort til basen på enhver bekvem måde - med plastklemmer, en metalstrimmel eller blot fastgjort på siderne med selvskærende skruer.
- Hele det indvendige hulrum er malet med varmebestandig sort emalje (sælges i aerosoldåser).
- Tykkelsen på det isolerende lag på bagsiden af vandvarmeren er mindst 50 mm.
- Det er nemmest at trække en gennemsigtig film ovenpå - dette er den bedste mulighed for en prototype. Efterfølgende er det ikke svært at udskifte glas.
En anden anbefaling. Trædele skal behandles med et antiseptisk middel.Dæk rammen svejset af stålprofiler med en grunder og 2 lag lys maling.
Efter montering af kølepladen skal du fylde spolen med vand og kontrollere for lækager. Test derefter solfangeren - tilslut udgangen til tanken, installer panelet i solen og mål regelmæssigt temperaturen på vandet under hensyntagen til opvarmningstiden. Baseret på reelle indikatorer er det let at bestemme ydelsen for en vandvarmer.
Ledningsdiagram
En opsamler designet til opvarmning af vand i bruser er tilsluttet en opbevaringstank ved tyngdekraftstrøm. En vigtig betingelse: Solinstallationen skal placeres under hovedtanken, så varmt vand med lavere densitet stiger gennem røret og fortrænger det kolde. Udformningen af et sådant system er vist på tegningen.
Når den er tilsluttet en kedel eller en varmeakkumulator, fungerer solfangeren som en fuldt varmekilde. Producenter af solsystemer foreslår brugen af et to-rørs trykskema, der inkluderer de krævede bindingselementer:
- cirkulationspumpe, der udvikler et tryk på 0,4 bar;
- membran type ekspansion tank;
- automatisk luftudluftning;
- sikkerhedsventil, designet til at arbejde med et tryk på 2 bar;
- trykmåler;
- termometer;
- afbrydelsesventiler; make-up ventil;
- controller med to temperatursensorer;
- varmeisolering til forsyningsrørledninger.
Et vigtigt punkt. Hvis der er tilsluttet et batteri med flere samlere til buffertanken, skal pumpekapaciteten og udvidelsestankens volumen øges. Den minimale kapacitet af membranbeholderen er 10% af den samlede mængde kølemiddel i kredsløbet.
Ordningen fungerer sådan:
- Kølepladen fastgøres til den nedre spole i buffertanken, hvor vandet er koldere.
- Regulatoren ved hjælp af sensorer sammenligner temperaturen på vandet (frostvæske) i forsyningsrøret og varmeakkumulatoren.
- Den elektroniske enhed stopper pumpen, når temperaturen på vandet i tanken er lig med eller højere end fremløbstemperaturen.
- Luft, der kommer ind i kredsløbet, udledes gennem en automatisk ventil, der er installeret øverst på systemet.
- I tilfælde af overophedning af kølevæsken på grund af pumpens stop (det er umuligt at slukke for solen), fungerer sikkerhedsventilen og aflaster overskydende tryk.
Det dyreste kredsløbselement er en elektronisk styreenhed. Hvordan kan jeg undvære en controller:
- køb på Aliexpress en billigere termostat, udløst af en temperaturforskel;
- indstil en dag-nat-timer og en mekanisk termostat for at slukke pumpen, når buffertanken er på maksimal varme
Sådan fungerer den billige kinesiske kontrolenhed (pris - $ 15), se videoanmeldelsen:
Solvarme
Installation af luftopvarmning udføres på lignende måde, kun varmeveksleren er lavet af rør med en større diameter, og blæseren leveres af blæseren. Strålingsmodtageren er lavet af håndværkere af følgende materialer:
- korrugering af aluminium til ventilation;
- plastflasker indsat den ene i den anden;
- udskårne øl dåser.
I kassen er der lavet 2 huller til luftrør, der er lagt et fint net indeni, hvilket eliminerer indtrængen af insekter. Ventilatoren - en køler fra computeren - er installeret på en af åbningerne, varmevekslingsdelen er malet sort. Forsyningsrørene er isoleret og lagt i et opvarmet rum. Luftmanifoldmonteringsalgoritmen vises i videoen:
Konklusion
Solfangerens tiltrækningskraft skyldes stigende energipriser. Selvom ydelsen til vandvarmere falder om vinteren, giver solvarme betydelige besparelser i brændstofforbruget fra hovedkilden - kedlen. Hvis du vil varme dit landsted så meget som muligt med gratis solenergi, anbefaler vi dig at være opmærksom på installationer med spejlkoncentratorer.Disse ekstremt effektive enheder er vidt brugt i Europa og Amerika.