Für viele Besitzer von Privathäusern und Sommerhäusern ist der Begriff der alternativen Energie mit teuren Sonnenkollektoren, Windrädern oder Wärmepumpen verbunden. Niemand ahnt, dass man in wenigen Stunden für nur einen Cent einen Sonnenkollektor aus Plastikflaschen bauen kann, um sich während der warmen Jahreszeit mit heißem Wasser zu versorgen.
Wir erklären Ihnen, wie Sie aus Abfallstoffen ein effektives Sanitärwasseraufbereitungssystem herstellen. In unserem vorgeschlagenen Artikel finden Sie eine detaillierte Beschreibung der Strukturen und Methoden von Fertigungssystemen, deren Funktionsweise in der Praxis getestet wurde. Unter Berücksichtigung unserer Empfehlungen können Sie ganz einfach ein Gerät zusammenstellen, das im Haushalt nützlich ist.
Der Inhalt des Artikels:
- Spezifische Anwendung von Sonnenkollektoren
- Konstruktionsmerkmale und Funktionsprinzip
-
Zusammenbau des Gerätes aus Schrott
- Warmwasserspeicher-Option
- Heißwasserzirkulationsmethode
- Merkmale des Klebens von PVC-Rohren
- Herstellungsverfahren für Sonnenkollektoren
- Merkmale der Platzierung und Verbindung
- Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Spezifische Anwendung von Sonnenkollektoren
Der Hauptunterschied zwischen einem Sonnenkollektor und verschiedenen Arten der Wärmeerzeugung Solaranlagen besteht in der zyklischen Natur der Arbeit. Mit anderen Worten, in Abwesenheit der Sonne gibt es keine Wärmeenergie.
Offensichtlich sinkt bei Dunkelheit die Leistung einer autonomen Warmwasserversorgung mit einem Sonnenkollektor auf Null. Die Wärmeproduktion des Sonnenkollektors wird durch die Länge der Tageslichtstunden bestimmt, die vom Breitengrad und der Jahreszeit abhängig ist.
Ein selbstgebauter Sonnenkollektor löst nicht nur das Problem der Warmwasserversorgung eines Hauses, das nicht an zentrale Netze angeschlossen ist, sondern auch Heizungsprobleme
Auch die klimatischen Gegebenheiten des Gebietes haben einen wesentlichen Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Sonnenkollektors. Ist das Gebiet von häufigem Nebel geprägt oder versteckt sich die Sonne oft hinter Wolken, dann wird die Leistung des Sonnenkollektors deutlich reduziert.
Aber auch in diesem Fall Sonnenkollektor zum Heizen und/oder die Wassererwärmung bleibt aufgrund der Fähigkeit, auch gestreute Strahlen einzufangen, wirksam.
Konstruktionsmerkmale und Funktionsprinzip
Das Hauptelement des Standard-Sonnenkollektors ist ein Adsorber in Form einer Kupferplatte mit einem Rohr. Die Platte heizt sich unter dem Einfluss von Sonnenlicht schnell auf und überträgt die Wärme auf das Rohr und die darin befindliche Flüssigkeit. Dank freier oder erzwungener Zirkulation wird die entstehende Wärme im gesamten System weitertransportiert.
Unter Sonneneinstrahlung erwärmt sich die Kupferplatte, von der Wärme an das Kühlmittel im Rohr abgegeben wird
Um die Effizienz des Adsorbers zu erhöhen, sollte er mit den notwendigen physikalischen Eigenschaften ausgestattet sein. Zunächst gilt es, die Absorptionskapazität des Adsorbers zu erhöhen und die Reflexion des Sonnenlichts zu minimieren. Die einfachste Lösung wäre, den Adsorber mit schwarzer Farbe zu versehen.
Um die Effizienz des Adsorbers zu erhöhen, muss dieser mit transparentem Glas abgedeckt werden. Normales Glas reflektiert einen Teil der Sonnenstrahlen.
Verwenden Sie am besten Spezialglas mit niedrigem Eisengehalt oder verwenden Sie eine Antireflexbeschichtung. Um eine Verschmutzung des Glases zu vermeiden, muss das Gehäuse des Sonnenkollektors abgedichtet werden.
Trotz der vielen Möglichkeiten, den Betrieb zu verbessern und die Leistung des Sonnenkollektors zu steigern, ist dieser Indikator aufgrund der Unvollkommenheit des Designs alles andere als ideal. Unter Berücksichtigung des Funktionsprinzips des Sonnenkollektors und der Methoden zur Steigerung seiner Effizienz werden wir versuchen, aus Schrottmaterialien ein primitives und kostengünstiges Modell zu erstellen.
Zusammenbau des Gerätes aus Schrott
Abgesehen davon, dass sie günstig und einfach zu montieren ist, unterscheidet sich die Plastikflaschen-Version von Standard-Solargeräten dadurch, dass flache Sonnenkollektoren in den Morgen- und Abendstunden nicht gut funktionieren.
Die konvexe Form der Flaschen sorgt auch bei Sonnenuntergang für eine nahezu senkrechte Durchdringung der Strahlen und Morgendämmerung, wodurch die Leistungsfähigkeit des Geräts sowohl morgens als auch abends sichergestellt wird Uhr.
Durch die konvexe Form von Plastikflaschen kann das Gerät auch in horizontaler Lage die Strahlen der auf- und untergehenden Sonne einfangen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, aus Plastikflaschen ein perfekt funktionierendes Warmwassersystem zu bauen:
- Der Sonnenkollektor fungiert als Speicher, in dem das Wasser erwärmt und anschließend abgelassen wird;
- Der Solarkollektor ist mit dem Speicher verbunden, um die Wassererwärmung und die natürliche Zirkulation zu gewährleisten;
- Der Plastikflaschensammler dient als Wasserreservoir;
- Plastikflaschen dienen als versiegelte Behälter, um sich warm zu halten.
Auch Sonnenkollektoren können sich in ihren Konstruktionsmerkmalen unterscheiden. Dies liegt zum einen an der Art und Weise, wie die Flaschen befestigt sind, und an der Art und Weise, wie sie platziert werden.
Warmwasserspeicher-Option
Um einen Sonnenkollektor herzustellen, benötigen Sie Polypropylenrohr mit einem Durchmesser von 50 mm, an die Plastikflaschen angeschlossen werden, deren Anzahl durch den Durchmesser des Rohres bestimmt wird. Für die Vorlage wurden 15 Plastikflaschen genommen, so dass die Arbeitskapazität des Sonnenkollektors 30 Liter betrug.
Die Verbindungen zwischen den Flaschen und dem Propylenrohr sind mit Silikondichtmittel beschichtet, um das Auslaufen von Wasser zu verhindern
Um die Flaschen zu einem einzigen System zu verbinden, müssen Löcher in ein Propylenrohr gebohrt werden, das für die Warmwasserversorgung bestimmt ist. Die ideale Lösung war die Verwendung eines 26 mm Holzbohrers.
Bei solchen Abmessungen wird die maximale Dichtheit der Verbindung gewährleistet und die Flasche wird entlang ihres Gewindes gewaltsam in das Loch eingeschraubt. Um eine maximale Abdichtung der Verbindung zu gewährleisten, können die Fugen mit Silikondichtstoff beschichtet werden, besser ist es jedoch, Schmelzkleber zu verwenden.
Um den Effekt der Verbindung von Gefäßen zu erzielen, müssen im oberen Teil jeder Flasche Löcher mit einem Durchmesser von etwa 2 mm angebracht werden.
Nach dem Anschließen der Flaschen wird an einer Seite des Rohres ein Fitting eingeschnitten, das später an das Wasserversorgungssystem zur Wasserversorgung angeschlossen wird. Andererseits sollte ein Hahn geschnitten werden, durch den das erwärmte Wasser in den Speicher abgelassen wird.
Unter dem Gewicht des eingefüllten Wassers ist jedoch ein solches Gerät für den Hausgebrauch Solarenergie kann seine Integrität verlieren. Daher ist es ratsam, eine Box zu arrangieren. Dazu benötigen Sie ein 150 mm breites Brett.
Um die Effizienz des Sonnenkollektors zu erhöhen, kann auf den Boden der Box 50 mm dicker Schaumstoff oder expandiertes Polystyrol gelegt und mit Folie abgedeckt werden.
Nach der Installation des Sonnenkollektors anstelle seiner weiteren Verwendung müssen die Plastikflaschen schwarz lackiert werden, um die Sonnenstrahlen effizienter zu absorbieren.
Schwarz eingefärbt erhöht sich die Aufnahmefähigkeit des Kunststoffs und die Effizienz des Erhitzens von Wasser.
Es ist besser, matte Farbe zu verwenden und durch Sprühen aus einer Aerosoldose aufzutragen. Es bleibt übrig, die Box mit Glas zu bedecken, wodurch ihre Dichtigkeit erhöht und an das Kaltwasserversorgungssystem und das für die Verwendung in den Speichertank vorbereitete Abwassersystem des Warmwassers angeschlossen wird.
Aus praktischer Erfahrung ist bekannt, dass Kunststoff hohe Temperaturen nicht verträgt, die zu seiner Verformung führen. An hellen Sonnentagen kann die Temperatur des erhitzten Wassers 65 Grad überschreiten, was zu einer Verformung des Kunststoffs führt.
In diesem Zusammenhang ist es besser, auf eine zusätzliche Versiegelung der Box mit Glas zu verzichten oder sie ausschließlich bei bewölktem Wetter zu verwenden.
Heißwasserzirkulationsmethode
Das Sonnenkollektorsystem ähnelt der ersten Option, weist jedoch einige strukturelle Unterschiede auf.
Um den Kollektor zu erstellen, benötigen Sie die folgenden Werkzeuge und Materialien:
- PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 20 mm mit Ecken und T-Stücken;
- Rollenrohrschneider;
- Anfasfräser;
- Grundierung (Reinigungsmittel);
- Plastikflaschen;
- Tetrapaki-Milch oder -Saft;
- Schreibwarenmesser;
- Karton;
- Hitzebeständige mattschwarze Farbe;
- Lagertank.
Für die Installation benötigen wir ein PVC-Rohr mit einem Durchmesser von 20 mm. Der horizontale Teil des Rohres sollte in Abschnitte geschnitten werden, in die Winkel und T-Stücke durch Kaltschweißen verbunden werden. Die Unterseite des Sonnenkollektors sieht genau gleich aus. Als Endergebnis erhalten wir ein geschlossenes System, aber sprechen wir über alles in Ordnung.
Merkmale des Klebens von PVC-Rohren
Um einen hochwertigen Schnitt zu erhalten, verwenden Sie besser Rohrschneidermit Rollen ausgestattet. Nach dem Schneiden muss die Rohrinnenseite mit speziellen Anfaswerkzeugen angefast werden.
Nach dem Messen der Tiefe von T-Stücken und Winkeln müssen Sie am zu verbindenden Rohrende eine Markierung setzen und die Enden der Rohre und Fittings mit einer Grundierung (Reinigungsmittel) behandeln.
Durch die leichtgängige Bewegung des Schneidteils vermeidet der Rollenrohrschneider Querschnittsverformungen und Gratbildung entlang der Kante beim Schneiden
Im nächsten Schritt wird der Klebstoff auf die Rohraußenseite und die Fittinginnenseite aufgetragen und verteilt. Der Kleber muss mit einem Pinsel aufgetragen werden und seine Größe muss kleiner sein als der Durchmesser der Rohre. Es bleibt übrig, das Rohr in das vorbereitete T-Stück oder die Ecke einzuführen und eine Vierteldrehung zu drehen, um den Kleber gleichmäßig zu verteilen.
Es ist zu beachten, dass die Arbeiten zum Verkleben einer Ecke oder eines T-Stücks nicht länger als 30 Sekunden dauern sollten. Nach dem Fixieren ist es notwendig, den restlichen Kleber zu entfernen.
Herstellungsverfahren für Sonnenkollektoren
Nachdem das Oberrohr vorbereitet und die Steigrohre daran angeschlossen wurden, können die Plastikflaschen vorbereitet werden. Das vorgestellte Modell des Sonnenkollektors hat 4 vertikale Rohre von 105 cm Länge, auf diese Länge des Rohres können 5 Plastikflaschen gestellt werden. Das heißt, es werden 20 identische Plastikflaschen benötigt, um den Sammler zusammenzubauen.
Der Boden muss von jeder Flasche entfernt werden. Dazu sollte eine einfache Schablone aus einem 30 cm langen Stück Pappe zu einer Röhre gerollt werden. Entfernen Sie mit einer Schablone und einem Büromesser den Boden der Flaschen. Nachdem Sie die Flaschen vorbereitet haben, können Sie mit der Herstellung eines Absorbers beginnen, der Sonnenenergie absorbiert.
Mit einer einfachen Kartonschablone können Sie schnell Flaschen der gleichen Größe schneiden und erhalten
Als Absorber verwenden wir gebrauchte Saft- oder Milchtetrapacks. Sie müssen geschnitten, gründlich gewaschen und getrocknet werden. Um ihre Saugfähigkeit zu verbessern, sollte eine mattschwarze Farbe aufgetragen werden. Am einfachsten geht das mit Sprühfarbe aus einer Sprühdose.
Sequentielles Aufreihen von Plastikflaschen erleichtert das Einlegen gefalteter Tetrapacks
Nachdem Sie die Flaschen und Tetrapacks vorbereitet haben, können Sie mit dem Zusammenbau des Solargeräts beginnen. Zuerst müssen Sie eine Plastikflasche mit dem Hals nach vorne an einem vertikalen Rohr aufreihen und ein Tetrapak hineinstecken. Auf ähnliche Weise werden alle Flaschen an vertikalen Rohren aufgereiht, die dann ähnlich wie beim oberen an die T-Stücke und Ecken des unteren Rohres angeschlossen werden müssen.
Um den hergestellten Sonnenkollektor zu versteifen, ist es notwendig, eine Stütze dafür herzustellen.
Ein gewöhnlicher Holzschild verleiht der Struktur Steifigkeit und macht es leicht, den Sonnenkollektor an seinen Einsatzort zu bringen
Es ist möglich, den Kollektor wie im ersten Fall in eine Holzkiste zu stellen, aber es ist nicht erforderlich, ihn zu isolieren. Denn jede der Plastikflaschen ist eine Art kleiner isolierter Tank, der, von innen erwärmend, Wärme an das durch die Rohre zirkulierende Wasser abgibt.
Merkmale der Platzierung und Verbindung
Für eine maximal mögliche Absorption des Sonnenlichts sollte der Kollektor nach Süden ausgerichtet werden. Ein kleiner Neigungswinkel von 10-15 Grad reicht aus, damit der Kollektor bei fast jedem Sonnenstand effektiv arbeitet.
Der untere Teil des Rohres muss mit dem unteren Teil des Vorratsbehälters verbunden werden und der obere ungefähr mit seinem mittleren Teil. Kaltes Wasser aus dem Polymerbehälter fließt durch das untere Rohr zum Kollektor, wo es erwärmt wird und durch das obere Rohr zum Tank aufsteigt.
Somit wird der natürliche Wasserkreislauf durch ein hausgemachtes System durchgeführt. Um eine hohe Wasserumwälzung zu gewährleisten, sollte sich der Speicher knapp über dem Sonnenkollektor in einem Abstand von mindestens 0,3 m befinden.
Mit dem richtigen Anschluss des Sonnenkollektors an den Speicher ist eine natürliche Wasserzirkulation gewährleistet
Es ist zu beachten, dass kaltes Wasser, das aus dem Wasserversorgungssystem in den Tank gelangt, aktiv gemischt wird, was die Effizienz des Kollektors verringert. Dies kann vermieden werden, indem der Tankeinlass mit einem turbulenten Reduzierstück ausgestattet wird, bei dem es sich um ein verstopftes Rohr mit mehreren Löchern handelt.
Das Wasser fließt reibungslos durch den Reduzierer, wodurch kaltes Wasser in den unteren Schichten verbleibt, von wo es in den Sonnenkollektor gezogen wird.
Die Verwendung eines Turbulenzminderers hilft, die Vermischung von kaltem und warmem Wasser im Speicher zu vermeiden
Der Sonnenkollektor sorgt natürlich nur tagsüber bei sonnigem Wetter für die Warmwasserbereitung. Daher ist es wichtig, heißes Wasser für die Verwendung tagsüber und abends aufzubewahren. Dazu ist es notwendig, den Speichertank zu isolieren.
Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema
Video 1. So entstanden die ersten Solaranlagen aus Plastikflaschen:
Video 2. Fast kostenloses Gerät zum Erhitzen von Wasser im Einsatz:
Ein Sonnenkollektor aus Kunststoff-Getränkebehältern ist eine günstige Lösung zur Warmwasserbereitung. Bei länger anhaltendem Schlechtwetter, insbesondere im Frühjahr und Herbst, empfiehlt es sich jedoch, ein Heizelement in den Speicher einzubauen. In diesem Fall wird der Sonnenkollektor Teil eines Gesamtsystems, das unter günstigen Bedingungen Geld spart.
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