Dla wielu właścicieli prywatnych domów i domków letniskowych koncepcja alternatywnych źródeł energii kojarzy się z drogimi panelami słonecznymi, turbinami wiatrowymi czy pompami ciepła. Nikt nawet nie zdaje sobie sprawy, że w ciągu zaledwie kilku godzin za grosze można zbudować kolektor słoneczny z plastikowych butelek, aby zaopatrywać się w ciepłą wodę przez cały ciepły sezon.
Powiemy Ci, jak zrobić skuteczny system uzdatniania wody sanitarnej z materiałów odpadowych. W proponowanym przez nas artykule znajdziesz szczegółowy opis konstrukcji i metod wytwarzania systemów, których działanie zostało przetestowane w praktyce. Biorąc pod uwagę nasze zalecenia, bez problemu zmontujesz urządzenie przydatne w gospodarstwie domowym.
Treść artykułu:
- Specyficzne zastosowanie kolektorów słonecznych
- Cechy konstrukcyjne i zasada działania
-
Montaż urządzenia ze złomu
- Możliwość przechowywania ciepłej wody
- Metoda cyrkulacji ciepłej wody
- Cechy klejenia rur PCV
- Procedura produkcji kolektorów słonecznych
- Cechy umieszczenia i połączenia
- Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Specyficzne zastosowanie kolektorów słonecznych
Główna różnica między kolektorem słonecznym a różnymi rodzajami wytwarzania ciepła systemy słoneczne polega na cykliczności pracy. Innymi słowy, przy braku słońca nie będzie energii cieplnej.
Oczywiście w ciemności wydajność autonomicznego zaopatrzenia w ciepłą wodę za pomocą kolektora słonecznego spada do zera. Produkcja ciepła przez kolektor słoneczny jest zdeterminowana długością godzin dziennych, która zależy od szerokości geograficznej i pory roku.
Domowy kolektor słoneczny rozwiąże nie tylko problem dostarczania ciepłej wody do domu, który nie jest podłączony do sieci centralnych, ale także problemy z ogrzewaniem
Istotny wpływ na wydajność kolektora słonecznego mają również cechy klimatyczne obszaru. Jeżeli obszar charakteryzuje się częstymi mgłami lub słońce często chowa się za chmurami, wtedy wydajność kolektora słonecznego jest znacznie zmniejszona.
Jednak i w tym przypadku kolektor słoneczny do ogrzewania i/lub podgrzewanie wody pozostaje efektywne dzięki możliwości wychwytywania nawet rozproszonych promieni.
Cechy konstrukcyjne i zasada działania
Głównym elementem standardowego kolektora słonecznego jest adsorber w postaci miedzianej płytki z rurką. Płyta szybko się nagrzewa pod wpływem światła słonecznego, oddając ciepło do tuby i znajdującej się w niej cieczy. Dzięki swobodnej lub wymuszonej cyrkulacji powstałe ciepło jest dalej transportowane w całym systemie.
Pod wpływem światła słonecznego nagrzewa się miedziana płyta, z której ciepło przekazywane jest do chłodziwa w rurce
Aby zwiększyć wydajność adsorbera, należy nadać mu niezbędne właściwości fizyczne. Przede wszystkim należy zwiększyć chłonność adsorbera i zminimalizować odbicie światła słonecznego. Najprostszym rozwiązaniem byłoby nałożenie na adsorber czarnej farby.
Aby zwiększyć wydajność adsorbera należy go przykryć przezroczystym szkłem. Zwykłe szkło odbija część promieni słonecznych.
Najlepiej użyć specjalnego szkła o niskiej zawartości żelaza lub zastosować powłokę antyrefleksyjną. Aby uniknąć zanieczyszczenia szkła, obudowa kolektora słonecznego musi być uszczelniona.
Pomimo wielu sposobów na poprawę działania i zwiększenie wydajności kolektora słonecznego, ze względu na niedoskonałość konstrukcji, wskaźnik ten jest daleki od ideału. Biorąc pod uwagę zasadę działania kolektora słonecznego i metody zwiększania jego wydajności, postaramy się stworzyć prymitywny i niedrogi model ze złomu.
Montaż urządzenia ze złomu
Poza tym, że jest tania i łatwa w montażu, wersja plastikowych butelek różni się od standardowych urządzeń słonecznych tym, że płaskie kolektory słoneczne nie sprawdzają się w godzinach porannych i wieczornych.
Wypukły kształt butelek zapewnia niemal pionową penetrację promieni nawet podczas zachodu słońca i świt, zapewniając tym samym sprawność urządzenia zarówno rano, jak i wieczorem zegarek.
Dzięki wypukłemu kształtowi plastikowych butelek urządzenie, nawet w pozycji poziomej, jest w stanie wyłapać promienie wschodzącego i zachodzącego słońca
Istnieje kilka charakterystycznych sposobów na zbudowanie doskonale działającego systemu ciepłej wody z plastikowych butelek:
- Kolektor słoneczny pełni rolę zasobnika, w którym woda jest podgrzewana, a następnie spuszczana;
- Kolektor słoneczny jest połączony z zasobnikiem, zapewniając ogrzewanie wody i jej naturalny obieg;
- Plastikowy pojemnik na butelki działa jak zbiornik na wodę;
- Plastikowe butelki działają jak szczelne pojemniki, które utrzymują ciepło.
Również kolektory słoneczne mogą różnić się cechami konstrukcyjnymi. Przede wszystkim wynika to zarówno ze sposobu mocowania butelek, jak i ich umiejscowienia.
Możliwość przechowywania ciepłej wody
Do wykonania kolektora słonecznego będziesz potrzebować rura polipropylenowa o średnicy 50 mm, do których zostaną podłączone plastikowe butelki, których liczba zależy od średnicy rury. Na szablon pobrano 15 plastikowych butelek, więc pojemność robocza kolektora słonecznego wynosiła 30 litrów.
Połączenia między butelkami a rurą z propylenu są pokryte silikonowym uszczelniaczem, który zapobiega wyciekowi wody
Aby połączyć butelki w jeden system, należy wywiercić otwory w rurze propylenowej przeznaczonej do dostarczania gorącej wody. Idealnym rozwiązaniem było użycie wiertła do drewna 26 mm.
Przy takich wymiarach zapewniona jest maksymalna szczelność połączenia, a butelka jest mocno wkręcana w otwór wzdłuż jego gwintu. Aby zapewnić maksymalne uszczelnienie połączenia, złącza można pokryć szczeliwem silikonowym, ale lepiej jest użyć kleju topliwego.
Aby uzyskać efekt połączenia naczyń, w górnej części każdej butelki należy wykonać otwory o średnicy około 2 mm.
Po podłączeniu butelek, z jednej strony rury nacina się złączkę, która później zostanie podłączona do sieci wodociągowej w celu dostarczania wody. Z drugiej strony należy przeciąć kran, przez który podgrzana woda będzie odprowadzana do zasobnika.
Jednak pod ciężarem napełnionej wody takie urządzenie do użytku domowego energia słoneczna może stracić swoją integralność. Dlatego wskazane będzie zaaranżowanie pudełka. Aby to zrobić, potrzebujesz deski o szerokości 150 mm.
W celu zwiększenia wydajności kolektora słonecznego na dno skrzynki można umieścić piankę o grubości 50 mm lub styropian i przykryć folią.
Po zamontowaniu kolektora słonecznego w miejscu jego dalszego użytkowania, plastikowe butelki należy pomalować na czarno, aby skuteczniej pochłaniały promienie słoneczne.
Po pomalowaniu na czarno zwiększa się chłonność tworzywa i zwiększa się wydajność podgrzewania wody
Lepiej jest użyć farby matowej i nakładać sprayem z puszki z aerozolem. Pozostaje przykryć skrzynkę szkłem, zwiększając w ten sposób jej szczelność i podłączyć ją do sieci zimnej wody oraz systemu odprowadzania ciepłej wody przygotowanej do wykorzystania do zasobnika.
Z praktycznego doświadczenia wiadomo, że tworzywo sztuczne nie toleruje wysokich temperatur, które prowadzą do jego deformacji. W jasne, słoneczne dni temperatura podgrzanej wody może przekroczyć 65 stopni, co doprowadzi do deformacji plastiku.
W związku z tym lepiej w ogóle odmówić dodatkowego uszczelnienia pudełka szkłem lub używać go wyłącznie przy pochmurnej pogodzie.
Metoda cyrkulacji ciepłej wody
System kolektorów słonecznych jest podobny do pierwszej opcji, ale ma szereg różnic konstrukcyjnych.
Do stworzenia kolektora potrzebne będą następujące narzędzia i materiały:
- Rura PCV o średnicy 20 mm z narożnikami i trójnikami;
- Obcinak do rur rolkowych;
- Frezy do fazowania;
- Podkład (środek czyszczący);
- Plastikowe butelki;
- mleko lub sok Tetrapaki;
- Nóż biurowy;
- Karton;
- Odporna na wysoką temperaturę matowa czarna farba;
- Zbiornik.
Do instalacji potrzebujemy rury PCV o średnicy 20 mm. Poziomą część rury należy pociąć na odcinki, do których poprzez spawanie na zimno zostaną przymocowane kątowniki i trójniki. Dno kolektora słonecznego będzie wyglądało dokładnie tak samo. Efektem końcowym jest zamknięty system, ale porozmawiajmy o wszystkim w porządku.
Cechy klejenia rur PCV
Aby uzyskać wysokiej jakości cięcie, lepiej użyć urządzenie do cięcia rurwyposażone w kółka. Po wycięciu wnętrze rury należy sfazować za pomocą specjalnych narzędzi do fazowania.
Po zmierzeniu głębokości trójników i naroży, należy na końcu rury, która ma być łączona, zaznaczyć znak i zagruntować końce rur i kształtek podkładem (środkiem czyszczącym).
Dzięki płynnemu ruchowi części tnącej obcinak do rur rolkowych zapobiega deformacjom przekroju i powstawaniu zadziorów wzdłuż krawędzi podczas cięcia
Kolejnym krokiem jest nałożenie i rozprowadzenie kleju na zewnątrz rury i wewnątrz kształtki. Klej należy nakładać pędzlem, a jego rozmiar musi być mniejszy niż średnica rur. Pozostaje włożyć rurę do przygotowanego trójnika lub narożnika i obrócić o ćwierć obrotu, aby równomiernie rozprowadzić klej.
Należy zauważyć, że prace nad sklejeniem jednego narożnika lub trójnika nie powinny trwać dłużej niż 30 sekund. Po zamocowaniu konieczne jest usunięcie pozostałego kleju.
Procedura produkcji kolektorów słonecznych
Po przygotowaniu górnej rury i podłączeniu do niej pionów można przygotować plastikowe butelki. Prezentowany model kolektora słonecznego posiada 4 pionowe rury o długości 105 cm, na tej długości rury można umieścić 5 plastikowych butelek. Oznacza to, że do montażu kolektora potrzeba 20 identycznych plastikowych butelek.
Z każdej butelki należy usunąć dno. W tym celu należy wykonać prosty szablon z 30 cm kawałka tektury zwiniętej w tubę. Za pomocą szablonu i noża biurowego usuń dno butelek. Po przygotowaniu butelek można przystąpić do robienia absorbera, który będzie absorbował energię słoneczną.
Korzystanie z prostego kartonowego szablonu pozwala szybko wyciąć i uzyskać butelki o tym samym rozmiarze
Jako pochłaniacz używamy zużytego soku lub tetrapaków mleka. Muszą być pocięte, dokładnie umyte i wysuszone. Aby poprawić ich chłonność należy nałożyć matową czarną farbę. Najprostszym sposobem na to jest użycie farby w sprayu z puszki z aerozolem.
Sekwencyjne naciąganie plastikowych butelek ułatwia umieszczanie w nich złożonych tetrapaków
Po przygotowaniu butelek i tetrapaków można przystąpić do montażu urządzenia słonecznego. Najpierw musisz przeciągnąć plastikową butelkę szyjką do przodu na pionowej rurce i włożyć do niej tetrapak. W podobny sposób wszystkie butelki nawleczone są na pionowe rurki, które następnie należy połączyć z trójnikami i narożnikami dolnej rury, podobnie jak górna.
Aby usztywnić wyprodukowany kolektor słoneczny, konieczne jest wykonanie pod niego podpory.
Zwykła drewniana osłona nadaje sztywności konstrukcji i ułatwia przenoszenie kolektora słonecznego na miejsce jego pracy
Możliwe jest, podobnie jak w pierwszym przypadku, umieszczenie kolektora w drewnianej skrzynce, ale nie ma potrzeby jej izolowania. Ponieważ każda z plastikowych butelek jest rodzajem małego izolowanego zbiornika, który rozgrzewając się od środka przekazuje ciepło do wody krążącej w rurkach.
Cechy umieszczenia i połączenia
Dla maksymalnej możliwej absorpcji światła słonecznego kolektor powinien być skierowany na południe. Wystarczy niewielki kąt nachylenia 10-15 stopni, aby kolektor mógł efektywnie pracować w niemal każdej pozycji słońca.
Dolna część rury musi być połączona z dolną częścią zbiornika, a górna w przybliżeniu z jego częścią środkową. Zimna woda ze zbiornika polimeru popłynie dolną rurą do kolektora, gdzie zostanie podgrzana i uniesie się górną rurą do zbiornika.
W ten sposób naturalny obieg wody będzie realizowany przez domowy system. Aby zapewnić dużą szybkość cyrkulacji wody, zbiornik powinien znajdować się tuż nad kolektorem słonecznym w odległości co najmniej 0,3 m od niego.
Przy prawidłowym podłączeniu kolektora słonecznego do zasobnika zapewniony jest naturalny obieg wody
Należy zauważyć, że gdy zimna woda dostaje się do zbiornika z systemu zaopatrzenia w wodę, jest aktywnie mieszana, co zmniejsza wydajność kolektora. Można tego uniknąć, wyposażając wlot zbiornika w reduktor turbulentny, który jest zatkaną rurką z wieloma otworami.
Woda płynie płynnie przez reduktor, dzięki czemu zimna woda pozostaje w dolnych warstwach, skąd jest wciągana do kolektora słonecznego.
Zastosowanie reduktora turbulentnego pozwala uniknąć mieszania zimnej i ciepłej wody w zbiorniku magazynowym
Oczywiście kolektor słoneczny zapewnia ogrzewanie wody tylko w ciągu dnia przy słonecznej pogodzie. Dlatego tak ważne jest przechowywanie ciepłej wody do użytku w ciągu dnia i wieczorem. W tym celu konieczne jest zaizolowanie zbiornika magazynowego.
Wnioski i przydatne wideo na ten temat
Wideo 1. Tak powstały pierwsze systemy solarne z plastikowych butelek:
Wideo 2. Prawie darmowe urządzenie do podgrzewania wody w akcji:
Kolektor słoneczny wykonany z plastikowych pojemników na napoje to tanie rozwiązanie do produkcji ciepłej wody. Jednak w przypadku przedłużającej się złej pogody, zwłaszcza wiosną i jesienią, wskazane jest zainstalowanie grzałki w zasobniku. W takim przypadku kolektor słoneczny stanie się częścią kompletnego systemu, co przy sprzyjających warunkach pozwoli zaoszczędzić pieniądze.
Opowiedz nam o swoim doświadczeniu w budowaniu domowego układu słonecznego z plastikowych butelek. Możliwe, że w twoim arsenale znajdują się informacje i opcje projektowe, które mogą być przydatne dla odwiedzających witrynę. Prosimy o wpisywanie komentarzy w poniższym formularzu blokowym, zadawanie pytań, udostępnianie zdjęć i przydatnych informacji.
