Para muitos proprietários de casas particulares e chalés de verão, o conceito de energia alternativa está associado a caros painéis solares, turbinas eólicas ou bombas de calor. Ninguém percebe que em apenas algumas horas, por meros centavos, você pode construir um coletor solar com garrafas plásticas para se abastecer de água quente durante a estação quente.
Vamos lhe ensinar como fazer um sistema eficaz de tratamento de água sanitária a partir de resíduos. Em nosso artigo proposto, você encontrará uma descrição detalhada das estruturas e métodos de sistemas de fabricação, cuja operação foi testada na prática. Levando em consideração nossas recomendações, você pode facilmente montar um aparelho que seja útil em casa.
O conteúdo do artigo:
- Aplicação específica de coletores solares
- Características de design e princípio de operação
-
Montagem da unidade a partir de materiais de sucata
- Opção de armazenamento de água quente
- Método de circulação de água quente
- Características de colagem de tubos de PVC
- Procedimento de fabricação de coletor solar
- Características de posicionamento e conexão
- Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Aplicação específica de coletores solares
A principal diferença entre um coletor solar e vários tipos de geração de calor sistemas solares consiste na natureza cíclica do trabalho. Em outras palavras, na ausência do sol, não haverá energia térmica.
Obviamente, no escuro, o desempenho de um abastecimento de água quente autônomo com um coletor solar é reduzido a zero. A produção de calor do coletor solar é determinada pela duração das horas de luz do dia, que depende da latitude geográfica e da época do ano.
Um coletor solar feito em casa resolverá não só a questão do fornecimento de água quente a uma casa que não está conectada a redes centrais, mas também os problemas de aquecimento
As características climáticas da área também têm um impacto significativo no nível de desempenho do coletor solar. Se a área for caracterizada por nevoeiros frequentes ou se o sol estiver frequentemente escondido atrás das nuvens, o desempenho do coletor solar é significativamente reduzido.
No entanto, neste caso também coletor solar para aquecimento e / ou o aquecimento da água permanece eficaz devido à capacidade de capturar até mesmo os raios dispersos.
Características de design e princípio de operação
O elemento principal do coletor solar padrão é um adsorvedor na forma de uma placa de cobre com um tubo. A placa aquece rapidamente sob a influência da luz solar, transferindo calor para o tubo e o líquido nele contido. Graças à circulação livre ou forçada, o calor resultante é posteriormente transportado por todo o sistema.
Sob a influência da luz solar, a placa de cobre se aquece, a partir da qual o calor é transferido para o refrigerante no tubo
Para aumentar a eficiência do adsorvedor, ele deve ser dotado das propriedades físicas necessárias. Em primeiro lugar, é necessário aumentar a capacidade de absorção do adsorvedor e minimizar o reflexo da luz solar. A solução mais simples seria aplicar tinta preta no adsorvedor.
Para aumentar a eficiência do adsorvedor, ele deve ser coberto com vidro transparente. O vidro regular reflete alguns dos raios solares.
É melhor usar vidro especial com baixo teor de ferro ou usar um revestimento anti-reflexo. Para evitar a contaminação do vidro, a caixa do coletor solar deve ser vedada.
Apesar das inúmeras formas de melhorar o funcionamento e aumentar o desempenho do coletor solar, devido à imperfeição do projeto, este indicador está longe do ideal. Levando em consideração o princípio de operação do coletor solar e métodos para aumentar sua eficiência, tentaremos criar um modelo primitivo e barato a partir de materiais de sucata.
Montagem da unidade a partir de materiais de sucata
Além de ser barata e fácil de montar, a versão em garrafa de plástico difere dos dispositivos solares padrão porque os coletores solares planos não funcionam bem de manhã e à noite.
A forma convexa das garrafas garante a penetração quase vertical dos raios, mesmo durante o pôr do sol e madrugada, garantindo assim a eficiência do aparelho, tanto de manhã quanto à noite assistir.
Devido ao formato convexo das garrafas plásticas, o aparelho, mesmo na horizontal, é capaz de captar os raios do sol nascente e poente.
Existem várias maneiras distintas de construir um sistema de água quente funcionando perfeitamente a partir de garrafas de plástico:
- O coletor solar atua como um tanque de armazenamento no qual a água é aquecida e drenada;
- O coletor solar é conectado ao tanque de armazenamento para garantir o aquecimento da água e a circulação natural;
- O coletor de garrafa de plástico atua como um reservatório de água;
- As garrafas de plástico atuam como recipientes selados para se manter aquecidos.
Além disso, os coletores solares podem diferir em suas características de design. Em primeiro lugar, isto deve-se à forma como as garrafas são fechadas e à forma como estão localizadas.
Opção de armazenamento de água quente
Para fazer um coletor solar você vai precisar tubo de polipropileno com diâmetro de 50 mm, aos quais serão conectadas garrafas plásticas, cujo número é determinado pelo diâmetro do tubo. Para o gabarito, foram retiradas 15 garrafas plásticas, portanto a capacidade de trabalho do coletor solar foi de 30 litros.
As juntas entre as garrafas e o tubo de propileno são revestidas com selante de silicone, evitando o vazamento de água
Para conectar as garrafas em um único sistema, devem ser feitos furos em um tubo de propileno destinado ao abastecimento de água quente. A solução ideal era usar uma broca para madeira de 26 mm.
Com essas dimensões, o aperto máximo da conexão é garantido e a garrafa é enroscada com força no orifício ao longo de sua rosca. Para garantir a máxima vedação da conexão, as juntas podem ser revestidas com selante de silicone, mas é melhor usar cola hot melt.
Para conseguir o efeito de vasos interligados, devem ser feitos orifícios com um diâmetro de cerca de 2 mm na parte superior de cada garrafa.
Após a conexão das garrafas, é feito um encaixe na lateral do tubo, que posteriormente será conectado ao sistema de abastecimento de água para o abastecimento de água. Por outro lado, deve-se abrir uma torneira por onde a água aquecida será drenada para o tanque de armazenamento.
No entanto, sob o peso da água cheia, tal dispositivo para uso doméstico energia solar pode perder sua integridade. Portanto, é aconselhável organizar uma caixa. Para fazer isso, você precisa de uma placa de 150 mm de largura.
Para aumentar a eficiência do coletor solar, espuma de 50 mm de espessura ou poliestireno expandido pode ser colocado no fundo da caixa e coberto com papel alumínio.
Depois de instalar o coletor solar no lugar de seu uso posterior, as garrafas plásticas devem ser pintadas de preto para absorver mais eficientemente os raios solares.
Quando tingido de preto, a capacidade de absorção do plástico aumenta e a eficiência do aquecimento da água aumenta.
É melhor usar tinta fosca e aplicar por spray de uma lata de aerossol. Resta cobrir a caixa com vidro, aumentando assim sua estanqueidade e conectá-la ao sistema de abastecimento de água fria e ao sistema de drenagem de água quente preparada para uso no tanque de armazenamento.
Sabe-se da experiência prática que o plástico não tolera altas temperaturas, que levam à sua deformação. Em dias de sol forte, a temperatura da água aquecida pode ultrapassar 65 graus, o que levará à deformação do plástico.
A este respeito, é melhor recusar a vedação adicional da caixa com vidro, ou usá-la exclusivamente em tempo nublado.
Método de circulação de água quente
O sistema coletor solar é semelhante à primeira opção, mas tem uma série de diferenças estruturais.
Para criar o coletor, você precisará das seguintes ferramentas e materiais:
- Tubo de PVC com diâmetro de 20 mm com cantos e tees;
- Cortador de rolo de tubo;
- Fresas para chanfrar;
- Primer (agente de limpeza);
- Garrafas plásticas;
- Leite ou suco Tetrapaki;
- Faca para artigos de papelaria;
- Cartão;
- Tinta preta mate resistente ao calor;
- Tanque de armazenamento.
Para a instalação, precisamos de um tubo de PVC com diâmetro de 20 mm. A parte horizontal do tubo deve ser cortada em seções, nas quais ângulos e tês serão unidos por soldagem a frio. A parte inferior do coletor solar terá exatamente a mesma aparência. O resultado final é um sistema fechado, mas vamos conversar sobre tudo em ordem.
Características de colagem de tubos de PVC
Para obter um corte de alta qualidade, é melhor usar cortador de Tubosequipado com rodízios. Após o corte, o interior do tubo deve ser chanfrado com ferramentas especiais de chanfragem.
Depois de medir a profundidade dos tês e ângulos, é necessário definir uma marca na extremidade do tubo a ser conectado e tratar as extremidades dos tubos e conexões com um primer (agente de limpeza).
Graças ao movimento suave da peça de corte, o cortador de tubo de rolo evita deformações da seção transversal e a formação de rebarbas ao longo da aresta durante o corte
O próximo passo é aplicar e distribuir o adesivo na parte externa do tubo e na parte interna da conexão. A cola deve ser aplicada com pincel, e seu tamanho deve ser menor que o diâmetro dos tubos. Resta inserir o tubo no tee ou canto preparado e girá-lo um quarto de volta para distribuir uniformemente a cola.
Deve-se ter em mente que o trabalho de colagem de um canto ou em T deve ser concluído no máximo 30 segundos. Após a fixação, é necessário retirar a cola restante.
Procedimento de fabricação de coletor solar
Depois que o tubo superior foi preparado e os risers estão conectados a ele, as garrafas de plástico podem ser preparadas. O modelo de coletor solar apresentado tem 4 tubos verticais de 105 cm de comprimento, podendo ser colocadas 5 garrafas de plástico neste comprimento do tubo. Ou seja, são necessárias 20 garrafas de plástico idênticas para montar o coletor.
O fundo deve ser removido de cada garrafa. Para fazer isso, um molde simples deve ser feito de um pedaço de papelão de 30 cm de comprimento enrolado em um tubo. Usando um molde e uma faca de escritório, remova o fundo das garrafas. Depois de preparar as garrafas, você pode começar a fazer um absorvedor que vai absorver a energia solar.
Usar um modelo de papelão simples permite cortar e obter garrafas do mesmo tamanho rapidamente
Usamos suco usado ou tetrapacks de leite como absorvedor. Eles devem ser cortados, bem lavados e secos. Para melhorar sua absorção, deve ser aplicada uma tinta preta fosca. A maneira mais fácil de fazer isso é usar tinta spray de uma lata de spray.
O encadeamento sequencial de garrafas de plástico torna mais fácil colocar tetrapacks dobrados nelas
Depois de preparar as garrafas e as tetrapacks, você pode começar a montar o dispositivo solar. Primeiro, você precisa amarrar uma garrafa de plástico com o gargalo para frente em um tubo vertical e inserir um tetrapak nele. De maneira semelhante, todas as garrafas são amarradas em tubos verticais, que devem ser conectados aos tês e aos cantos do tubo inferior, semelhante ao superior.
Para enrijecer o coletor solar fabricado, é necessário fazer um suporte para ele.
Um escudo comum de madeira confere rigidez à estrutura e facilita a movimentação do coletor solar até o local de operação
É possível, como no primeiro caso, colocar o coletor em uma caixa de madeira, mas não há necessidade de isolá-lo. Já que cada uma das garrafas plásticas é uma espécie de pequeno tanque isolado, que, aquecido por dentro, transfere calor para a água que circula pelos tubos.
Características de posicionamento e conexão
Para a máxima absorção possível da luz solar, o coletor deve ser orientado para o sul. Um pequeno ângulo de inclinação de 10-15 graus é suficiente para que o coletor funcione efetivamente em quase qualquer posição do sol.
A parte inferior do tubo deve ser conectada à parte inferior do tanque de armazenamento, e a superior aproximadamente à sua parte central. A água fria do recipiente de polímero fluirá pelo tubo inferior para o coletor, onde será aquecida e subirá pelo tubo superior até o tanque.
Assim, a circulação natural da água será feita por meio de um sistema caseiro. Para garantir uma alta taxa de circulação de água, o tanque deve ser colocado logo acima do coletor solar, a uma distância de pelo menos 0,3 m deste.
Com a conexão correta do coletor solar ao tanque de armazenamento, a circulação natural da água é garantida
Deve-se observar que quando a água fria entra no tanque pelo sistema de abastecimento de água, ela é ativamente misturada, o que reduz a eficiência do coletor. Isso pode ser evitado equipando a entrada do tanque com um redutor turbulento, que é um tubo conectado com vários orifícios.
A água flui suavemente pelo redutor, o que permite que a água fria permaneça nas camadas inferiores, de onde é puxada para o coletor solar.
O uso de um redutor turbulento ajuda a evitar a mistura de água fria e quente no tanque de armazenamento
Obviamente, o coletor solar fornece aquecimento de água apenas durante o dia em dias de sol. Portanto, é importante armazenar água quente para uso durante o dia e à noite. Para isso, é necessário isolar o tanque de armazenamento.
Conclusões e vídeo útil sobre o tema
Vídeo 1. Foi assim que surgiram os primeiros sistemas solares de garrafas plásticas:
Vídeo 2. Dispositivo quase gratuito para aquecimento de água em ação:
Um coletor solar feito de recipientes de plástico para bebidas é uma solução barata para a produção de água quente. No entanto, em caso de mau tempo prolongado, especialmente na primavera e no outono, é aconselhável instalar um elemento de aquecimento no tanque de armazenamento. Nesse caso, o coletor solar passará a fazer parte de um sistema completo, o que, em condições favoráveis, economizará dinheiro.
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