Domowe słoneczne podgrzewacze wody

Co to jest słoneczny podgrzewacz wody

Kolektor (podgrzewacz wody) to urządzenie, które zbiera energię z promieni słonecznych i zamienia ją w ciepło. Słońce podgrzewa płyn chłodzący w kolektorze, który jest następnie używany do dostarczania ciepłej wody i ogrzewania lub do wytwarzania energii elektrycznej.

Urządzenia związane z energią słońca można poprawnie nazwać instalacjami słonecznymi lub kolektorami słonecznymi (od imienia starożytnego greckiego boga słońca Heliosa).

Nowoczesne słoneczne podgrzewacze wody mogą być skomplikowane, ale każdy właściciel prywatnego domu może samodzielnie wykonać urządzenie na własne potrzeby. Najważniejsze jest, aby dowiedzieć się, do czego służy to urządzenie.

Trzy kolektory w pełni zaspokajają zapotrzebowanie rodziny na ciepłą wodę i ogrzewanie

Zakres zastosowania elektrowni słonecznych

W naszym kraju zwrot solarny podgrzewacz wody wciąż kojarzy się w naszym kraju z czarnym zbiornikiem na dachu letniej kabiny prysznicowej, ale technologia ta jest z powodzeniem stosowana na całym świecie. Kolektory słoneczne są powszechne w południowych regionach Europy. Mieszkańcy domów prywatnych we Włoszech, Hiszpanii i Grecji są prawnie zobowiązani do używania słonecznych podgrzewaczy wody. Chiny też nie pozostają w tyle za Zachodem. Tam na dachach wieżowców instalowane są słoneczne podgrzewacze wody, które zapewniają ciepłą wodę we wszystkich mieszkaniach. W 2000 roku na świecie było tak wiele elektrowni słonecznych, że razem wzięte zajmowałyby ponad 71 milionów m2... Prawie 15 mln m2 z nich byłoby europejskich.

Słoneczne kolektory próżniowe prawie całkowicie zajmują dachy nowych chińskich budynków

Takie urządzenia służą do zaopatrzenia w ciepłą wodę pomieszczeń mieszkalnych i przemysłowych, ogrzewania domów prywatnych, budynków biurowych, warsztatów. Są najbardziej poszukiwane w przemyśle spożywczym i tekstylnym, ponieważ w tym obszarze istnieje wiele procesów produkcyjnych wykorzystujących gorącą wodę.

W sektorze prywatnym na osobę z Niemiec przypada 0,14 m2 powierzchni kolektorów słonecznych, z Austrii - 0,45 m2, z Cypru - 0,8 m2, az Rosji - 0,0002 m2. Intensywność oświetlenia słonecznego w Rosji jest tylko o 0,5 kWh / m2 mniejsza niż na południu Niemiec. Oznacza to, że mała popularność kolektorów słonecznych w regionach północnych nie wynika z przyczyn geograficznych.

Dzięki rozbudowanemu systemowi rozdzielaczy można podgrzewać nawet wodę w basenie

Opcja projektowania letniego

Czarna płyta pochłania ciepło i przekazuje je do płynu chłodzącego przepływającego przez rurki (woda lub płyn niezamarzający). Szkło spełnia 2 funkcje: przepuszcza promieniowanie słoneczne do wymiennika ciepła i służy jako ochrona przed opadami atmosferycznymi i wiatrem, które obniżają wydajność nagrzewnicy. Wszystkie połączenia są wykonane hermetycznie, dzięki czemu kurz nie dostaje się do środka, a szkło nie traci przezroczystości. Ponownie ciepło promieni słonecznych nie powinno być odprowadzane przez zewnętrzne powietrze przez szczeliny; od tego zależy wydajna praca kolektora słonecznego.

Pierwsze kroki

Przed przystąpieniem do budowy kolektora słonecznego należy dokonać odpowiednich obliczeń i określić, ile energii musi on wygenerować. Ale nie należy oczekiwać wysokiej wydajności od samodzielnie wykonanej instalacji. Przekonując się, że to wystarczy - możesz kontynuować.

Pracę można podzielić na kilka głównych etapów:

1. Zrób pudełko
2. Wykonaj grzejnik lub wymiennik ciepła
3. Zrób komorę naprzód i jedź
4. Zmontuj kolektor

Aby własnoręcznie wykonać pudełko na kolektor słoneczny, należy przygotować krawędź o grubości 25-35 mm i szerokości 100-130 mm. Jej spód powinien być wykonany z tekstolitu, wyposażony w żebra.Powinien być również dobrze izolowany pianką (ale preferowana jest wełna mineralna), pokryty blachą ocynkowaną.

Po przygotowaniu pudełka czas majstrować przy wymienniku ciepła. Postępuj zgodnie z instrukcją:

1. Należy przygotować 15 cienkościennych metalowych rurek o długości 160 cm i 2 calowych o długości 70 cm
2. W obu pogrubionych rurach wierci się otwory o średnicy mniejszych rur, w których zostaną zainstalowane. W takim przypadku musisz upewnić się, że są one współosiowe z jednej strony, maksymalny odstęp między nimi wynosi 4,5 cm
3. Kolejny etap - wszystkie rury muszą być zmontowane w jedną konstrukcję i bezpiecznie spawane
4. Wymiennik ciepła jest zamontowany na ocynkowanej blasze (wcześniej przymocowany do skrzynki) i mocowany za pomocą stalowych obejm (można wykonać metalowe obejmy)
5. Zaleca się pomalowanie spodu skrzynki na ciemny kolor (np. Czarny) - będzie lepiej wchłaniał ciepło słoneczne, ale w celu ograniczenia strat ciepła elementy zewnętrzne pomalowane są na biało
6. Konieczne jest zakończenie montażu kolektora, instalując szybę osłonową w pobliżu ścian, nie zapominając o niezawodnym uszczelnieniu połączeń
7. Pomiędzy rurkami a szkłem pozostaje odstęp 10-12 mm.

Przeczytaj więcej: Jak wybrać okap do kuchni: według typu, mocy, hałasu

Pozostaje zbudować urządzenie magazynujące dla kolektora słonecznego. Jego rolę może odgrywać szczelny pojemnik, którego objętość waha się w granicach 150-400 litrów. Jeśli nie możesz znaleźć jednej takiej beczki, możesz zespawać ze sobą kilka małych.

Zbiornik buforowy, podobnie jak kolektor, jest dokładnie izolowany przed utratą ciepła. Pozostaje zrobić komorę postępową - małe naczynie o pojemności 35-40 litrów. Musi być wyposażony w urządzenie spadające z wody (przegubowy kran).

Pozostaje najważniejszy i najważniejszy etap - złożenie kolektora. Możesz to zrobić w ten sposób:

1. Najpierw musisz zainstalować zaawansowaną kamerę i napęd. Konieczne jest zapewnienie, aby poziom cieczy w tej ostatniej był o 0,8 m niższy niż w przedniej komorze. Ponieważ woda w takich urządzeniach może dużo gromadzić, należy pomyśleć o tym, jak niezawodnie się pokrywają
2. Kolektor znajduje się na dachu domu. W oparciu o praktykę zaleca się to robić od strony południowej, przechylając urządzenie pod kątem 35-40 stopni do horyzontu.
3. Należy jednak pamiętać, że odległość między zasobnikiem a wymiennikiem ciepła nie powinna przekraczać 0,5-0,7 m, w przeciwnym razie straty będą zbyt duże
4. Na koniec powinna się okazać następująca sekwencja: avancamera musi znajdować się nad napędem, ostatnia nad kolektorem

Następuje najważniejszy etap - konieczne jest połączenie wszystkich elementów razem i podłączenie sieci wodociągowej do gotowego systemu. Aby to zrobić, musisz odwiedzić sklep hydrauliczny i kupić niezbędne okucia, adaptery, ściągaczki i inne zawory odcinające. Zaleca się połączenie odcinków wysokociśnieniowych rurą o średnicy 0,5 ", niskociśnieniowych 1".

Uruchomienie przebiega w następujący sposób:

1. Urządzenie jest napełniane wodą przez dolny otwór spustowy
2. Podłączona jest awancamera i regulowane są poziomy cieczy
3. Konieczne jest przejście wzdłuż systemu i sprawdzenie, czy nie ma wycieków
4. Wszystko jest gotowe do codziennego użytku

Możesz dość szybko zrobić kolektor słoneczny własnymi rękami, nie jest to bardzo trudne zadanie. Aby używać go w kraju, latem nie potrzebujesz skomplikowanych obwodów i specjalnego sprzętu:

• Jeśli woda jest potrzebna tylko na zewnątrz (prysznic na zewnątrz, ciepła woda do mycia, basen, zmywanie naczyń, inne potrzeby domowe), zbiornik jest również instalowany na zewnątrz.
• Gdy w domu potrzebna jest woda, zbiornik zostanie zamontowany w środku.
• W takim systemie istnieje naturalna cyrkulacja cieczy, dlatego zbiornik należy zamontować 8-10 centymetrów nad poziomem naładowania baterii.
• Aby podłączyć zbiornik do akumulatora (pochłaniacza), potrzebujesz rur o określonej średnicy.
• Przy dużej długości systemu lepiej jest zainstalować pompę, która poprawi ruch chłodziwa.

Kolektor słoneczny wykonany z rur metalowo-plastikowych

Rodzaje kolektorów słonecznych

Inżynierowie opracowali płaskie, rurowe z podciśnieniem, koncentratory z parabolicznymi reflektorami cylindrycznymi, wieże antenowe, słoneczne i inne typy instalacji. Najpopularniejsze do celów domowych są płaskie i próżniowe podgrzewacze wody.

Tabela: porównawcze charakterystyki kolektorów płaskich i próżniowych

Cechy płaskich słonecznych podgrzewaczy wody

Urządzenie to panel, wewnątrz którego znajdują się miedziane rurki z ciemną powłoką. Podgrzewają wodę, która jest następnie gromadzona w zbiorniku i wykorzystywana do zaopatrzenia w ciepłą wodę (zaopatrzenie w ciepłą wodę). Jeśli sam wykonasz kolektor, drogie komponenty można zastąpić dostępnymi materiałami:

• zamiast miedzianych rur można wziąć stal, polietylen lub po prostu grzejnik ze starej lodówki;
• drewniana rama może zastąpić metalową, chociaż waży więcej;
• chromowany absorber zastąpi zwykłą czarną farbę;
• tafla szkła lub poliwęglanu komórkowego posłuży jako osłona ochronna, a pianka posłuży jako grzejnik.

Najważniejsze jest zapewnienie szczelności panelu, ale w tym celu wystarczy uszczelnić wszystkie szwy silikonem konstrukcyjnym. Główną wadą takich urządzeń jest to, że podgrzany płyn chłodzący wypromieniowuje ciepło do powietrza i nieco się ochładza przed wejściem do zbiornika magazynowego. Zastosowanie izolacji termicznej i uszczelnienia szwów ma na celu właśnie walkę z tym efektem.

Drogie części kolektora przemysłowego można zastąpić tańszymi odpowiednikami, np. Zamiast rur miedzianych można zastosować rury stalowe, a rama urządzenia może być wykonana z drewna

Jeśli woda nie zostanie pobrana z kolektora płaskiego, w gorący słoneczny dzień może ogrzać się do 190–210 ° C, co może doprowadzić do pęknięcia rur z czynnikiem chłodzącym lub elementów łączących. Dla tych, którzy od czasu do czasu używają słonecznego podgrzewacza wody, ważne jest zainstalowanie zbiornika, który może wyeliminować nadmierne ciśnienie w rurach. Inną opcją jest użycie jako radiatora oleju mineralnego zamiast wody. Jego temperatura wrzenia jest wyższa, co zmniejsza ryzyko uszkodzenia układu. W takim przypadku potrzebny jest wymiennik ciepła, w którym olej bez bezpośredniego kontaktu przenosi nagromadzone ciepło do wody.

Płaskie kolektory słoneczne są tańsze i łatwiejsze w produkcji, ale nadają się tylko do użytku letniego na wsi lub jako pomocniczy podgrzewacz wody. Używaj ich tylko do CWU.

Cechy kolektorów próżniowych

Ten typ słonecznego podgrzewacza wody składa się z pojedynczych rurek, z których każda znajduje się w środowisku pozbawionym powietrza. Taka konstrukcja pozwoliła na zmniejszenie strat ciepła na drodze od kolektora do zasobnika oraz zwiększenie wydajności systemu.Dzięki temu kolektory próżniowe doskonale sprawdzają się w zmieniających się porach roku (jesień, wiosna) oraz zimą.

Kolektor próżniowy składa się z rur umieszczonych w środowisku pozbawionym powietrza

Rury miedziane są również używane w próżniowych słonecznych podgrzewaczach wody, ponieważ materiał ten zapewnia dobre przenoszenie ciepła i jednocześnie higienę. Pozostałe elementy są podobne: szkło (borokrzemian dla lepszego przenoszenia ciepła), pod spodem czarna warstwa absorbująca, rurka z nośnikiem ciepła i podłoże. Łatwiej jest zapewnić szczelność systemu, ponieważ jest tylko jeden szew - połączenie między rurą a zbiornikiem.

Oddzielne rury są podłączone do głównej rury próżniowego podgrzewacza wody

Zimna woda stopniowo nagrzewa się od naprzemiennego kontaktu z gorącymi rurami miedzianymi. To jedyny sposób na odprowadzenie ciepła z próżniowej elektrowni słonecznej, dlatego ważne jest, aby zapewnić jej regularny dopływ zimnej wody, czyli używać ciepłej wody przez cały dzień. Aby zwiększyć trwałość układu, płyn niezamarzający stosowany jest jako chłodziwo w próżniowych kolektorach słonecznych. Dobrze znosi nagrzewanie do 300 ° C i nie zamarza, gdy temperatura urządzenia spadnie do -40 ° C w pochmurny dzień.

Do całorocznego zaopatrzenia w ciepłą wodę i ogrzewania domu wiejskiego wymagany jest próżniowy kolektor słoneczny. Jest droższy, ale bardziej wydajny i niezawodny niż płaski.

Niemożliwe jest stworzenie pełnoprawnego próżniowego kolektora słonecznego własnymi rękami: wykonanie grubościennej rury ze szkła borokrzemianowego jest nie do pomyślenia w warunkach rzemieślniczych. Dlatego bardziej niezawodną opcją byłby zakup kolb fabrycznych (oferowane są odmiany koncentryczne i pióra) i montaż słonecznego podgrzewacza wody na miejscu. Ale ponieważ nawet taka praca wymaga niezwykłych umiejętności ślusarskich, lepiej kupić gotowy produkt z gwarancją producenta.