Hausgemachte Solarwarmwasserbereiter

Was ist ein Solarwarmwasserbereiter?

Ein Kollektor (Warmwasserbereiter) ist ein Gerät, das Energie aus den Sonnenstrahlen sammelt und in Wärme umwandelt. Die Sonne erwärmt das Kühlmittel im Kollektor, das dann zur Warmwasserversorgung und -heizung oder zur Stromerzeugung verwendet wird.

Geräte, die mit der Energie der Sonne verbunden sind, können korrekterweise als Solaranlagen oder Sonnenkollektoren bezeichnet werden (nach dem Namen des antiken griechischen Sonnengottes Helios).

Moderne Solarwarmwasserbereiter können komplex sein, aber jeder Eigentümer eines Privathauses kann unabhängig ein Gerät für seine eigenen Bedürfnisse herstellen. Die Hauptsache ist herauszufinden, wofür dieses Gerät ist.

Drei Kollektoren decken den Bedarf der Familie an Warmwasser und Heizung voll und ganz

Anwendungsbereich von Solaranlagen

In unserem Land verbinden viele Menschen den Begriff Solarwarmwasserbereiter immer noch mit einem schwarzen Tank auf dem Dach einer Sommerduschkabine, aber diese Technologie wird weltweit erfolgreich eingesetzt. Solarkollektoren sind in den südlichen Regionen Europas üblich. Bewohner von Privathäusern in Italien, Spanien und Griechenland sind gesetzlich verpflichtet, Solarwarmwasserbereiter zu verwenden. Auch China bleibt nicht hinter dem Westen zurück. Dort werden auf den Dächern von Hochhäusern Solarwarmwasserbereiter installiert, die alle Wohnungen mit Warmwasser versorgen. Im Jahr 2000 gab es weltweit so viele Solaranlagen, dass sie zusammen mehr als 71 Millionen m2 einnehmen würden... Fast 15 Millionen m2 davon wären Europäer.

Solare Vakuumkollektoren besetzen fast vollständig die Dächer chinesischer Neubauten

Solche Geräte werden zur Warmwasserversorgung von Wohngebäuden und Industriegebäuden, zur Beheizung von Privathäusern, Bürogebäuden und Werkstätten eingesetzt. Sie sind in der Lebensmittel- und Textilindustrie am gefragtesten, da in diesem Bereich viele Produktionsprozesse mit heißem Wasser stattfinden.

In der Privatwirtschaft entfallen auf jede Person aus Deutschland 0,14 m2 Solarkollektorfläche, aus Österreich - 0,45 m2, aus Zypern - 0,8 m2 und aus Russland - 0,0002 m2. Die Intensität der Sonnenbeleuchtung ist in Russland nur 0,5 kWh / m2 geringer als in Süddeutschland. Dies bedeutet, dass die geringe Beliebtheit von Solarkollektoren in den nördlichen Regionen nicht auf geografische Gründe zurückzuführen ist.

Mit einem umfangreichen Verteilersystem kann sogar Poolwasser erwärmt werden

Sommer Design Option

Die schwarze Platte nimmt Wärme auf und überträgt sie auf das durch die Rohre fließende Kühlmittel (Wasser oder Frostschutzmittel). Das Glas hat zwei Funktionen: Es lässt Sonnenstrahlung zum Wärmetauscher gelangen und schützt vor Niederschlag und Wind, wodurch die Leistung des Heizgeräts beeinträchtigt wird. Alle Verbindungen sind hermetisch hergestellt, damit kein Staub ins Innere gelangt und das Glas nicht an Transparenz verliert. Auch hier sollte die Wärme der Sonnenstrahlen nicht durch die Außenluft durch die Risse abgeführt werden, davon hängt der effiziente Betrieb des Solarkollektors ab.

Einstieg

Vor dem Bau eines Solarkollektors müssen die entsprechenden Berechnungen durchgeführt und festgelegt werden, wie viel Energie er erzeugen soll. Sie sollten jedoch keine hohe Effizienz von einer selbst erstellten Installation erwarten. Wenn Sie herausfinden, dass es ausreicht, können Sie fortfahren.

Die Arbeit kann in mehrere Hauptphasen unterteilt werden:

1. Mach eine Kiste
2. Machen Sie einen Kühler oder Wärmetauscher
3. Machen Sie eine Vorschubkammer und fahren Sie
4. Montieren Sie den Sammler

Um mit Ihren eigenen Händen eine Box für einen Solarkollektor herzustellen, sollten Sie eine 25-35 mm dicke und 100-130 mm breite Kantenplatte vorbereiten. Sein Boden sollte aus Textolit bestehen und mit Rippen versehen sein.Es sollte auch gut mit Schaum isoliert sein (Mineralwolle wird bevorzugt), der mit einer verzinkten Folie bedeckt ist.

Nachdem Sie die Box vorbereitet haben, ist es Zeit, am Wärmetauscher zu basteln. Folge den Anweisungen:

1. Sie müssen 15 dünnwandige Metallrohre mit einer Länge von 160 cm und zwei Zoll Rohre mit einer Länge von 70 cm vorbereiten
2. In beide verdickten Rohre werden Löcher mit dem Durchmesser der kleineren Rohre gebohrt, in die sie eingebaut werden. In diesem Fall müssen Sie sicherstellen, dass sie auf einer Seite koaxial sind. Der maximale Schritt zwischen ihnen beträgt 4,5 cm
3. Die nächste Stufe - Alle Rohre müssen zu einer einzigen Struktur zusammengebaut und sicher verschweißt werden
4. Der Wärmetauscher ist auf einem verzinkten Blech (zuvor an der Box befestigt) montiert und mit Stahlklammern befestigt (Metallklammern können hergestellt werden).
5. Es wird empfohlen, den Boden der Box in einer dunklen Farbe (z. B. schwarz) zu streichen. Dadurch wird Sonnenwärme besser absorbiert. Um die Wärmeverluste zu verringern, sind die äußeren Elemente weiß gestrichen
6. Die Installation des Kollektors muss abgeschlossen sein, indem ein Deckglas in der Nähe der Wände installiert wird, wobei die zuverlässige Abdichtung der Fugen nicht zu vergessen ist
7. Zwischen den Rohren und dem Glas verbleibt ein Abstand von 10-12 mm.

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Es bleibt ein Speichergerät für den Solarkollektor zu bauen. Seine Rolle kann ein versiegelter Behälter spielen, dessen Volumen zwischen 150 und 400 Litern variiert. Wenn Sie einen solchen Lauf nicht finden können, können Sie mehrere kleine zusammenschweißen.

Der Lagertank ist wie der Kollektor gründlich gegen Wärmeverlust isoliert. Es bleibt eine Vorschubkammer - ein kleines Gefäß mit einem Volumen von 35-40 Litern. Es muss mit einem Wasserfallgerät (Gelenkhahn) ausgestattet sein.

Die wichtigste und wichtigste Phase bleibt - den Sammler zusammenzustellen. Sie können es so machen:

1. Zunächst müssen Sie eine Vorabkamera und ein Laufwerk installieren. Es ist darauf zu achten, dass der Flüssigkeitsstand in letzterer 0,8 m niedriger ist als in der vorderen Kammer. Da sich in solchen Geräten viel Wasser ansammeln kann, muss darüber nachgedacht werden, wie sie sich zuverlässig überlappen
2. Der Sammler befindet sich auf dem Dach des Hauses. Aus praktischen Gründen wird empfohlen, dies auf der Südseite zu tun und das Gerät in einem Winkel von 35 bis 40 Grad zum Horizont zu neigen.
3. Es ist jedoch zu beachten, dass der Abstand zwischen Speicher und Wärmetauscher 0,5 bis 0,7 m nicht überschreiten darf, da sonst die Verluste zu groß werden
4. Am Ende sollte sich die folgende Sequenz herausstellen: Die Avancamera muss sich über dem Laufwerk befinden, die letzte - über dem Kollektor

Die wichtigste Phase kommt - es ist notwendig, alle Komponenten miteinander zu verbinden und das Wasserversorgungsnetz an das fertige System anzuschließen. Dazu müssen Sie ein Sanitärgeschäft aufsuchen und die erforderlichen Armaturen, Adapter, Rakel und andere Absperrventile kaufen. Es wird empfohlen, Hochdruckabschnitte mit einem Rohr mit einem Durchmesser von 0,5 ", Niederdruck - 1" zu verbinden.

Die Inbetriebnahme erfolgt wie folgt:

1. Das Gerät wird durch das untere Abflussloch mit Wasser gefüllt
2. Eine Avancamera ist angeschlossen und der Flüssigkeitsstand wird eingestellt
3. Es ist notwendig, entlang des Systems zu gehen und zu überprüfen, ob keine Lecks vorhanden sind
4. Alles ist bereit für den täglichen Gebrauch

Sie können schnell genug mit Ihren eigenen Händen einen Solarkollektor bauen, das ist keine sehr schwierige Aufgabe. Um es im Sommer auf dem Land zu verwenden, benötigen Sie keine komplexen Schaltkreise und spezielle Ausrüstung:

• Wenn Wasser nur im Freien benötigt wird (Außendusche, heißes Wasser zum Waschen, Schwimmbad, Geschirr spülen, andere Haushaltsbedürfnisse), wird der Tank auch im Freien installiert.
• Wenn im Haus Wasser benötigt wird, wird der Tank im Inneren installiert.
• In einem solchen System gibt es eine natürliche Flüssigkeitszirkulation, daher muss der Tank 8-10 Zentimeter über dem Batteriestand installiert werden.
• Um den Tank an die Batterie (Absorber) anzuschließen, benötigen Sie Rohre mit einem bestimmten Durchmesser.
• Bei einer großen Länge des Systems ist es besser, eine Pumpe zu installieren, die die Bewegung des Kühlmittels verbessert.

Solarkollektor aus Metall-Kunststoff-Rohren

Arten von Solarkollektoren

Ingenieure haben flache Röhren mit Vakuum, Konzentratoren mit parabolischen zylindrischen Reflektoren, Antennen, Solartürme und andere Arten von Installationen entwickelt. Am beliebtesten für Haushaltszwecke sind Flach- und Vakuum-Warmwasserbereiter.

Tabelle: Vergleichseigenschaften von Flach- und Vakuumkollektoren

Merkmale von Flachbildschirm-Solarwarmwasserbereitern

Das Gerät ist eine Platte, in deren Inneren sich Kupferrohre mit einer dunklen Beschichtung befinden. Sie erwärmen Wasser, das dann in einem Tank gesammelt und zur Warmwasserversorgung (Warmwasserversorgung) verwendet wird. Wenn Sie den Sammler selbst herstellen, können teure Komponenten durch verfügbare Materialien ersetzt werden:

• Anstelle von Kupferrohren können Sie Stahl, Polyethylen oder nur einen Heizkörper aus einem alten Kühlschrank entnehmen.
• Ein Holzrahmen kann ein Ersatz für einen Metallrahmen sein, obwohl er mehr wiegt.
• Der verchromte Absorber ersetzt die übliche schwarze Farbe.
• Eine Glasscheibe oder zelluläres Polycarbonat dient als Schutzhülle, und Schaum dient als Heizung.

Die Hauptsache ist, die Dichtheit der Platte sicherzustellen, aber dafür reicht es aus, alle Nähte mit Konstruktionssilikon abzudichten. Der Hauptnachteil solcher Geräte besteht darin, dass das erwärmte Kühlmittel Wärme an die Luft abgibt und vor dem Eintritt in den Speichertank etwas abkühlt. Die Verwendung von Wärmedämmung und Abdichtung von Nähten soll genau diesen Effekt bekämpfen.

Teure Teile eines Industriekollektors können durch billigere Gegenstücke ersetzt werden, beispielsweise können Stahlrohre anstelle von Kupferrohren verwendet werden, und der Geräterahmen kann aus Holz bestehen

Wenn dem flachen Kollektor kein Wasser entnommen wird, kann es an einem heißen, sonnigen Tag auf 190–210 ° C erwärmt werden, was zum Bruch von Rohren mit einem Kühlmittel oder Verbindungselementen führen kann. Für diejenigen, die gelegentlich einen Solarwarmwasserbereiter verwenden, ist es wichtig, einen Speichertank zu installieren, der Überdruck in den Rohren beseitigen kann. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Mineralöl anstelle von Wasser als Kühlkörper. Sein Siedepunkt ist höher, was das Risiko einer Beschädigung des Systems verringert. In diesem Fall wird ein Wärmetauscher benötigt, bei dem das Öl die angesammelte Wärme ohne direkten Kontakt auf das Wasser überträgt.

Flache Solarkollektoren sind billiger und einfacher herzustellen, eignen sich jedoch nur für den Sommereinsatz auf dem Land oder als zusätzlicher Warmwasserbereiter. Verwenden Sie sie nur für Warmwasser.

Merkmale von Vakuumkollektoren

Diese Art von Solarwarmwasserbereiter besteht aus einzelnen Rohren, die sich jeweils in einer luftleeren Umgebung befinden. Diese Konstruktion ermöglichte es, den Wärmeverlust auf dem Weg vom Kollektor zum Speicher zu reduzieren und die Effizienz des Systems zu erhöhen.Dank dieser Funktion arbeiten Vakuumsammler in den wechselnden Jahreszeiten (Herbst, Frühling) und im Winter perfekt.

Der Vakuumverteiler besteht aus Rohren, die in einer luftleeren Umgebung angeordnet sind

Kupferrohre werden auch in Vakuum-Solarwarmwasserbereitern verwendet, da dieses Material gleichzeitig eine gute Wärmeübertragung und Hygiene bietet. Die übrigen Elemente sind ähnlich: Glas (Borosilikat zur besseren Wärmeübertragung), darunter eine schwarze Absorptionsschicht, ein Rohr mit einem Wärmeträger und ein Substrat. Es ist einfacher, die Dichtheit des Systems sicherzustellen, da es nur eine Naht gibt - die Verbindung zwischen dem Rohr und dem Lagertank.

Separate Rohre werden an das Hauptrohr des Vakuum-Warmwasserbereiters angeschlossen

Kaltes Wasser erwärmt sich allmählich durch abwechselnden Kontakt mit heißen Kupferrohren. Dies ist die einzige Möglichkeit, Wärme von einer Vakuumsolaranlage abzuleiten. Daher ist es wichtig, sie regelmäßig mit kaltem Wasser zu versorgen, dh den ganzen Tag über heißes Wasser zu verwenden. Um die Lebensdauer des Systems zu erhöhen, wird Frostschutzmittel als Kühlmittel in Vakuumsolarkollektoren verwendet. Es verträgt eine Erwärmung auf 300 ° C und gefriert nicht, wenn die Temperatur des Geräts an einem wolkigen Tag auf -40 ° C fällt.

Für die ganzjährige Warmwasserversorgung und Heizung eines Landhauses ist ein Vakuumsolarkollektor erforderlich. Es ist teurer, aber effizienter und zuverlässiger als ein flaches.

Es ist unmöglich, einen vollwertigen Vakuumsolarkollektor mit eigenen Händen herzustellen: Die Herstellung eines dickwandigen Rohrs aus Borosilikatglas ist unter handwerklichen Bedingungen undenkbar. Eine zuverlässigere Option wäre daher der Kauf von Fabrikflaschen (Koaxial- und Federsorten werden angeboten) und die Montage des Solarwarmwasserbereiters vor Ort. Aber da selbst solche Arbeiten bemerkenswerte Schlosserkenntnisse erfordern, ist es besser, ein fertiges Produkt mit einer Garantie des Herstellers zu kaufen.