เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์แบบโฮมเมด

เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์คืออะไร

เครื่องสะสม (เครื่องทำน้ำอุ่น) เป็นอุปกรณ์ที่รวบรวมพลังงานจากรังสีดวงอาทิตย์และแปลงเป็นความร้อน ดวงอาทิตย์จะทำให้สารหล่อเย็นในตัวสะสมร้อนขึ้นซึ่งจะใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อนและการทำความร้อนหรือเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า

อุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับพลังงานของดวงอาทิตย์สามารถเรียกได้อย่างถูกต้องว่าการติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์หรือเครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ (จากชื่อของเทพเจ้าแห่งดวงอาทิตย์กรีกโบราณ Helios)

เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์สมัยใหม่อาจมีความซับซ้อน แต่เจ้าของบ้านส่วนตัวทุกคนสามารถสร้างอุปกรณ์ตามความต้องการของตนเองได้โดยอิสระ สิ่งสำคัญคือการพิจารณาว่าอุปกรณ์นี้มีไว้เพื่ออะไร

นักสะสมสามคนตอบสนองความต้องการของครอบครัวในเรื่องน้ำร้อนและเครื่องทำความร้อนได้อย่างเต็มที่

ขอบเขตการใช้งานของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

ในประเทศของเราหลายคนยังคงเชื่อมโยงวลีเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์กับถังสีดำบนหลังคาบูธอาบน้ำฤดูร้อน แต่เทคโนโลยีนี้ถูกนำไปใช้อย่างประสบความสำเร็จทั่วโลก ตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์มีอยู่ทั่วไปในพื้นที่ทางตอนใต้ของยุโรป ผู้อยู่อาศัยในบ้านส่วนตัวในอิตาลีสเปนและกรีซจำเป็นต้องใช้เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ตามกฎหมาย จีนไม่ได้ล้าหลังตะวันตกเช่นกัน ที่นั่นมีการติดตั้งเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์บนหลังคาของอาคารสูงและให้น้ำร้อนแก่อพาร์ทเมนท์ทั้งหมด ในปี 2000 มีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จำนวนมากในโลกที่รวมกันแล้วพวกมันจะครอบครองมากกว่า 71 ล้านตารางเมตร... เกือบ 15 ล้านตารางเมตรเป็นชาวยุโรป

เครื่องดูดสูญญากาศพลังงานแสงอาทิตย์เกือบจะเต็มหลังคาของอาคารใหม่ของจีน

อุปกรณ์ดังกล่าวใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อนในสถานที่ในบ้านและอาคารอุตสาหกรรมการทำความร้อนของบ้านส่วนตัวอาคารสำนักงานการประชุมเชิงปฏิบัติการ เป็นที่ต้องการมากที่สุดในอุตสาหกรรมอาหารและสิ่งทอเนื่องจากในพื้นที่นี้มีกระบวนการผลิตมากมายโดยใช้น้ำร้อน

ในภาคเอกชนแต่ละคนจากเยอรมนีมีพื้นที่เก็บพลังงานแสงอาทิตย์ 0.14 ตร.ม. จากออสเตรีย - 0.45 ตร.ม. จากไซปรัส - 0.8 ตร.ม. และจากรัสเซีย - 0.0002 ตร.ม. ความเข้มของการส่องสว่างจากแสงอาทิตย์ในรัสเซียนั้นน้อยกว่าทางตอนใต้ของเยอรมนีเพียง 0.5 กิโลวัตต์ชั่วโมง / ตร.ม. นั่นหมายความว่าความนิยมที่ต่ำของนักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ในภาคเหนือไม่ได้เกิดจากเหตุผลทางภูมิศาสตร์

ด้วยระบบท่อร่วมที่กว้างขวางแม้กระทั่งน้ำในสระว่ายน้ำก็สามารถอุ่นได้

ตัวเลือกการออกแบบฤดูร้อน

แผ่นสีดำดูดซับความร้อนและถ่ายโอนไปยังสารหล่อเย็นที่เคลื่อนผ่านท่อ (น้ำหรือสารป้องกันการแข็งตัว) กระจกมีหน้าที่ 2 อย่างคือช่วยให้รังสีดวงอาทิตย์ส่งผ่านไปยังเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและทำหน้าที่ป้องกันการตกตะกอนและลมซึ่งจะลดประสิทธิภาพของเครื่องทำความร้อน การเชื่อมต่อทั้งหมดทำอย่างแน่นหนาเพื่อไม่ให้ฝุ่นเข้าไปด้านในและกระจกจะไม่สูญเสียความโปร่งใส อีกครั้งไม่ควรระบายความร้อนของรังสีดวงอาทิตย์โดยอากาศภายนอกผ่านรอยแตกการทำงานที่มีประสิทธิภาพของตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้

เริ่มต้นใช้งาน

ก่อนที่จะสร้างตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จำเป็นต้องทำการคำนวณที่เหมาะสมและกำหนดปริมาณพลังงานที่ควรสร้าง แต่คุณไม่ควรคาดหวังประสิทธิภาพสูงจากการติดตั้งที่สร้างขึ้นเอง พบว่าเพียงพอแล้ว - คุณสามารถดำเนินการต่อได้

งานสามารถแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอนหลัก:

1. ทำกล่อง
2. ทำหม้อน้ำหรือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
3. สร้างห้องล่วงหน้าและขับรถ
4. รวบรวมตัวเก็บรวบรวม

ในการทำกล่องสำหรับตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยมือของคุณเองคุณควรเตรียมบอร์ดขอบหนา 25-35 มม. และกว้าง 100-130 มม. ด้านล่างควรทำจาก textolite พร้อมกับซี่โครงนอกจากนี้ยังควรหุ้มด้วยโฟมอย่างดี (แต่ควรใช้ขนแร่) ปิดด้วยแผ่นสังกะสี

เมื่อเตรียมกล่องเรียบร้อยแล้วก็ถึงเวลาคนจรจัดกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ทำตามคำแนะนำ:

1. คุณต้องเตรียมท่อโลหะผนังบาง 15 ท่อที่มีความยาว 160 ซม. และท่อสองนิ้วยาว 70 ซม
2. ในท่อที่หนาขึ้นทั้งสองจะมีการเจาะรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อขนาดเล็กที่จะติดตั้ง ในกรณีนี้คุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเป็นโคแอกเซียลที่ด้านหนึ่งขั้นตอนสูงสุดระหว่างพวกเขาคือ 4.5 ซม
3. ขั้นตอนต่อไป - ท่อทั้งหมดต้องประกอบเป็นโครงสร้างเดียวและเชื่อมอย่างแน่นหนา
4. ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนติดตั้งบนแผ่นสังกะสี (ก่อนหน้านี้ติดกับกล่อง) และยึดด้วยที่หนีบเหล็ก (สามารถทำที่หนีบโลหะได้)
5. ขอแนะนำให้ทาสีด้านล่างของกล่องเป็นสีเข้ม (เช่นสีดำ) - มันจะดูดซับความร้อนจากแสงอาทิตย์ได้ดีกว่า แต่เพื่อลดการสูญเสียความร้อนองค์ประกอบภายนอกจึงทาสีขาว
6. จำเป็นต้องติดตั้งตัวเก็บรวบรวมให้เสร็จสมบูรณ์โดยการติดตั้งกระจกปิดใกล้ผนังในขณะที่อย่าลืมเกี่ยวกับการปิดผนึกข้อต่อที่เชื่อถือได้
7. เว้นระยะห่างระหว่างท่อกับแก้วไว้ 10-12 มม.

อ่านเพิ่มเติม: วิธีเลือกเครื่องดูดควันสำหรับห้องครัว: ตามประเภทตามกำลังไฟโดยเสียงรบกวน

ยังคงต้องสร้างอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลสำหรับตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ บทบาทของมันสามารถเล่นได้โดยภาชนะที่ปิดสนิทซึ่งปริมาตรจะแตกต่างกันไปประมาณ 150-400 ลิตร หากคุณไม่สามารถหาถังดังกล่าวได้คุณสามารถเชื่อมกระบอกเล็ก ๆ หลาย ๆ อันเข้าด้วยกัน

เช่นเดียวกับตัวสะสมถังเก็บมีฉนวนป้องกันการสูญเสียความร้อนอย่างทั่วถึง มันยังคงสร้างห้องล่วงหน้า - เรือขนาดเล็กที่มีปริมาตร 35-40 ลิตร ต้องติดตั้งอุปกรณ์กันน้ำ (ก๊อกน้ำแบบก้อง)

ขั้นตอนที่สำคัญและสำคัญที่สุดยังคงอยู่ - เพื่อรวบรวมนักสะสมไว้ด้วยกัน คุณสามารถทำได้ด้วยวิธีนี้:

1. ขั้นแรกคุณต้องติดตั้งกล้องล่วงหน้าและไดรฟ์ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าระดับของเหลวในส่วนหลังต่ำกว่าห้องด้านหน้า 0.8 ม. เนื่องจากน้ำในอุปกรณ์ดังกล่าวสามารถสะสมได้มากจึงจำเป็นต้องคิดว่าจะทับซ้อนกันได้อย่างไร
2. ตัวสะสมตั้งอยู่บนหลังคาบ้าน จากแนวทางปฏิบัติขอแนะนำให้ทำเช่นนี้ทางด้านทิศใต้โดยเอียงตัวเครื่องทำมุม 35-40 องศากับขอบฟ้า
3. แต่ต้องจำไว้ว่าระยะห่างระหว่างที่เก็บและตัวแลกเปลี่ยนความร้อนไม่ควรเกิน 0.5-0.7 ม. มิฉะนั้นการสูญเสียจะมีนัยสำคัญเกินไป
4. ในตอนท้ายลำดับต่อไปนี้ควรปรากฏขึ้น: avancamera ต้องอยู่เหนือไดรฟ์ซึ่งเป็นลำดับสุดท้ายเหนือตัวเก็บรวบรวม

ขั้นตอนที่สำคัญที่สุดมาถึง - จำเป็นต้องเชื่อมต่อส่วนประกอบทั้งหมดเข้าด้วยกันและเชื่อมต่อเครือข่ายน้ำประปากับระบบสำเร็จรูป ในการทำเช่นนี้คุณจะต้องไปที่ร้านขายท่อประปาและซื้ออุปกรณ์ที่จำเป็นอะแดปเตอร์ยางปาดน้ำและวาล์วปิดอื่น ๆ แนะนำให้เชื่อมต่อส่วนแรงดันสูงด้วยท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 "แรงดันต่ำ - 1"

การว่าจ้างดำเนินการดังนี้:

1. หน่วยเติมน้ำผ่านรูระบายน้ำด้านล่าง
2. เชื่อมต่อกับกล้อง avancamera และมีการควบคุมระดับของเหลว
3. จำเป็นต้องเดินไปตามระบบและตรวจสอบว่าไม่มีการรั่วไหล
4. ทุกอย่างพร้อมสำหรับการใช้งานประจำวัน

คุณสามารถสร้างตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยมือของคุณเองได้เร็วพอนี่ไม่ใช่งานที่ยากมาก หากต้องการใช้ในประเทศในช่วงฤดูร้อนคุณไม่จำเป็นต้องมีวงจรที่ซับซ้อนและอุปกรณ์พิเศษ:

• หากต้องการน้ำภายนอกเท่านั้น (ฝักบัวกลางแจ้งน้ำร้อนสำหรับซักผ้าสระว่ายน้ำล้างจานความต้องการอื่น ๆ ในครัวเรือน) ถังจะติดตั้งไว้ด้านนอก
• เมื่อต้องการน้ำในบ้านถังจะถูกติดตั้งไว้ภายใน
• ในระบบดังกล่าวมีการไหลเวียนของของเหลวตามธรรมชาติดังนั้นจึงต้องติดตั้งถังสูงกว่าระดับแบตเตอรี่ 8-10 เซนติเมตร
• ในการเชื่อมต่อถังกับแบตเตอรี่ (ตัวดูดซับ) คุณต้องมีท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่ง
• ด้วยระบบที่มีความยาวมากควรติดตั้งปั๊มที่จะช่วยเพิ่มการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็น

แผงโซลาร์เซลล์ทำจากท่อโลหะ - พลาสติก

ประเภทของเครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์

วิศวกรได้พัฒนาแบบแบนท่อพร้อมสูญญากาศหัวจับที่มีตัวสะท้อนแสงทรงกระบอกพาราโบลาเสาอากาศเสาพลังงานแสงอาทิตย์และการติดตั้งประเภทอื่น ๆ ที่นิยมมากที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์ในประเทศคือเครื่องทำน้ำอุ่นแบบแบนและสูญญากาศ

ตาราง: ลักษณะเปรียบเทียบของเครื่องสะสมแบบแบนและแบบสุญญากาศ

คุณสมบัติของเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบน

อุปกรณ์นี้เป็นแผงภายในซึ่งมีท่อทองแดงที่มีการเคลือบสีเข้ม พวกเขาทำให้น้ำร้อนขึ้นซึ่งจะถูกรวบรวมในถังและใช้สำหรับการจ่ายน้ำร้อน (น้ำร้อน) หากคุณสร้างตัวสะสมด้วยตัวเองส่วนประกอบที่มีราคาแพงสามารถแทนที่ด้วยวัสดุที่มีอยู่:

• แทนที่จะใช้ท่อทองแดงคุณสามารถใช้เหล็กโพลีเอทิลีนหรือแค่หม้อน้ำจากตู้เย็นเก่า
• โครงไม้สามารถเปลี่ยนเป็นโลหะได้แม้ว่าจะมีน้ำหนักมากกว่า
• โช้คชุบโครเมี่ยมจะแทนที่สีดำตามปกติ
• แผ่นแก้วหรือโพลีคาร์บอเนตเซลลูลาร์จะทำหน้าที่เป็นฝาครอบป้องกันและโฟมจะทำหน้าที่เป็นเครื่องทำความร้อน

สิ่งสำคัญคือเพื่อให้แน่ใจว่าความแน่นของแผง แต่สำหรับสิ่งนี้ก็เพียงพอที่จะปิดผนึกตะเข็บทั้งหมดด้วยซิลิโคนก่อสร้าง ข้อเสียเปรียบหลักของอุปกรณ์ดังกล่าวคือสารหล่อเย็นแบบอุ่นจะแผ่ความร้อนออกสู่อากาศและทำให้เย็นลงเล็กน้อยก่อนเข้าสู่ถังเก็บ การใช้ฉนวนกันความร้อนและการปิดผนึกตะเข็บได้รับการออกแบบมาเพื่อต่อสู้กับผลกระทบนี้อย่างแม่นยำ

ชิ้นส่วนที่มีราคาแพงของตัวเก็บรวบรวมอุตสาหกรรมสามารถเปลี่ยนเป็นชิ้นส่วนที่ถูกกว่าได้เช่นท่อเหล็กสามารถใช้แทนท่อทองแดงและโครงอุปกรณ์สามารถทำจากไม้ได้

หากไม่ได้นำน้ำออกจากตัวสะสมแบบเรียบในวันที่มีแดดร้อนอาจทำให้ร้อนได้ถึง 190–210 ° C ซึ่งอาจทำให้ท่อแตกด้วยสารหล่อเย็นหรือส่วนประกอบที่เชื่อมต่อกัน สำหรับผู้ที่ใช้เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์เป็นครั้งคราวสิ่งสำคัญคือต้องติดตั้งถังเก็บที่สามารถกำจัดแรงดันส่วนเกินในท่อได้ อีกทางเลือกหนึ่งคือการใช้น้ำมันแร่แทนน้ำเป็นตัวระบายความร้อน จุดเดือดสูงขึ้นซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหายต่อระบบ ในกรณีนี้จำเป็นต้องใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งน้ำมันจะถ่ายเทความร้อนสะสมไปยังน้ำโดยไม่ต้องสัมผัสโดยตรง

เครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์แบบแบนมีราคาถูกกว่าและผลิตได้ง่ายกว่า แต่เหมาะสำหรับใช้ในช่วงฤดูร้อนในประเทศหรือใช้เป็นเครื่องทำน้ำอุ่นเสริมเท่านั้น ใช้สำหรับ DHW เท่านั้น

คุณสมบัติของเครื่องดูดฝุ่น

เครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้ประกอบด้วยท่อแต่ละหลอดซึ่งแต่ละหลอดอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศ การออกแบบนี้ช่วยลดการสูญเสียความร้อนระหว่างทางจากตัวสะสมไปยังถังเก็บและเพิ่มประสิทธิภาพของระบบด้วยเหตุนี้เครื่องดูดฝุ่นจึงทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบในช่วงเปลี่ยนฤดูกาล (ฤดูใบไม้ร่วงฤดูใบไม้ผลิ) และในฤดูหนาว

ท่อร่วมสูญญากาศประกอบด้วยท่อที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีอากาศ

ท่อทองแดงยังใช้ในเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบสุญญากาศเนื่องจากวัสดุนี้ให้การถ่ายเทความร้อนและสุขอนามัยที่ดีในเวลาเดียวกัน องค์ประกอบที่เหลือคล้ายกัน: แก้ว (บอโรซิลิเกตเพื่อการถ่ายเทความร้อนที่ดีขึ้น) ด้านล่างเป็นชั้นดูดซับสีดำท่อที่มีตัวพาความร้อนและสารตั้งต้น มันง่ายกว่าที่จะตรวจสอบความรัดกุมของระบบเนื่องจากมีเพียงตะเข็บเดียวคือการเชื่อมต่อระหว่างท่อและถังเก็บ

ท่อแยกเชื่อมต่อกับท่อหลักของเครื่องทำน้ำอุ่นสูญญากาศ

น้ำเย็นค่อยๆร้อนขึ้นจากการสัมผัสกับท่อทองแดงร้อน นี่เป็นวิธีเดียวในการกระจายความร้อนจากโรงไฟฟ้าสุญญากาศดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องจัดให้มีน้ำเย็นไหลสม่ำเสมอนั่นคือใช้น้ำร้อนตลอดทั้งวัน เพื่อเพิ่มความทนทานของระบบสารป้องกันการแข็งตัวถูกใช้เป็นสารหล่อเย็นในเครื่องดูดพลังงานแสงอาทิตย์ ทนความร้อนได้ถึง 300 ° C ได้ดีและไม่แข็งตัวเมื่ออุณหภูมิของอุปกรณ์ลดลงถึง -40 ° C ในวันที่มีเมฆมาก

สำหรับการจ่ายน้ำร้อนตลอดทั้งปีและการทำความร้อนของบ้านในชนบทจำเป็นต้องใช้ตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบสุญญากาศ มีราคาแพงกว่า แต่มีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้มากกว่าแบบแบน

เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างตัวเก็บพลังงานแสงอาทิตย์แบบสุญญากาศด้วยมือของคุณเอง: การทำท่อที่มีผนังหนาจากแก้วบอโรซิลิเกตนั้นไม่สามารถคาดคิดได้ในสภาพงานฝีมือ ดังนั้นตัวเลือกที่น่าเชื่อถือกว่าคือการซื้อขวดโรงงาน (เสนอพันธุ์โคแอกเชียลและขนนก) และประกอบเครื่องทำน้ำอุ่นพลังงานแสงอาทิตย์ในสถานที่ แต่เนื่องจากงานดังกล่าวต้องใช้ทักษะช่างทำกุญแจที่โดดเด่นจึงควรซื้อผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปที่มีการรับประกันจากผู้ผลิต