Zvišanje cen tradicionalnih virov energije spodbuja lastnike hiš, da iščejo alternativne možnosti za ogrevanje svojih domov in vode. Strinjam se, da bo finančna komponenta vprašanja igrala pomembno vlogo pri izbiri ogrevalnega sistema.
Eden najbolj obetavnih načinov oskrbe z energijo je pretvorba sončnega sevanja. Za to uporabite sončne sisteme. Razumevanje načela svojih naprav in mehanizem dela, da bi sončni kolektor za ogrevanje z lastnimi rokami ne bo enostavno.
Povedali vam bomo o oblikovnih značilnostih heliosistemov, ponudili preprosto montažno shemo in opisali materiale, ki jih lahko uporabite. Faze dela spremljajo vizualne fotografije, gradivo je dopolnjeno z videoposnetki o ustvarjanju in naročanju improviziranega zbiratelja.
Načelo delovanja in značilnosti oblikovanja
Sodobni solarni sistemi - ena od vrst alternativnih virov toplote. Uporabljajo se kot pomožna ogrevalna oprema, ki pretvarja sončno sevanje v energijo, ki je koristna za lastnike hiše.
V hladni sezoni lahko v celoti zagotovijo toplo vodo in ogrevanje le v južnih regijah. In potem, če zasedajo dovolj veliko območje in so nameščeni na odprtih območjih, ne pa v senci dreves.
Kljub velikemu številu vrst je načelo njihovega dela enako. Vsak solarni sistem je vezje z zaporedno razporeditvijo naprav in oskrbo s toplotno energijo ter prenosom do potrošnika.
Glavni delovni elementi so sončne celice na fotovoltaičnih celicah ali sončni kolektorji. Tehnologija sestavljanja sončnega generatorja na fotografskih ploščah je nekoliko bolj zapletena kot cevni zbiralnik.
V tem članku bomo obravnavali drugo možnost - kolektorski heliosistem.

Kolektorji so sistem cevi, ki so zaporedno povezane z izhodno in vhodno linijo ali pa so razporejene v obliki tuljave. Tehnična voda, pretok zraka ali mešanica vode s tekočino proti zmrzovanju kroži skozi cevi.
Fizikalni pojavi spodbujajo kroženje: izhlapevanje, spremembe tlaka in gostote od prehoda iz enega agregacijskega stanja v drugo itd.

Zbiranje in kopičenje sončne energije, ki jo proizvajajo absorberji. To je bodisi trdna kovinska plošča z očiščeno zunanjo površino ali sistem posameznih plošč, pritrjenih na cevi.
Za izdelavo zgornjega dela telesa, pokrova, se uporabljajo materiali z visoko sposobnostjo prenosa svetlobe. Lahko so iz pleksi stekla, podobnih polimernih materialov, kaljenih vrst tradicionalnega stekla.

Moram reči, da polimerni materiali precej slabo prenašajo vpliv ultravijoličnih žarkov. Vse vrste plastike imajo dovolj velik koeficient toplotnega raztezanja, ki pogosto vodi do zmanjšanja tlaka v telesu. Zato je uporaba takih materialov za izdelavo telesa rezervoarja omejena.
Voda kot nosilec toplote se lahko uporablja samo v sistemih, ki so zasnovani za zagotavljanje dodatne toplote v jesenskem / pomladnem obdobju. Če je predvidena celoletna uporaba solarnega sistema pred prvim hlajenjem, se procesna voda spremeni, da se zmeša z antifrizom.

Če je sončni kolektor nameščen za ogrevanje majhne stavbe, ki nima povezave z avtonomnim ogrevanjem koče ali s centraliziranimi omrežji, je zgrajen preprost sistem z eno zanko z grelno napravo na začetku.
Veriga ne vključuje obtočnih črpalk in ogrevalnih naprav. Shema je zelo preprosta, vendar lahko deluje le v sončnem poletju.
Z vključitvijo kolektorja v dvokrožno tehnično konstrukcijo je vse veliko bolj zapleteno, vendar je obseg dni, primernih za uporabo, bistveno povečan. Zbiralnik obdeluje samo eno vezje. Prevladujoča obremenitev je nameščena na glavni grelni enoti, ki deluje na električno energijo ali katero koli vrsto goriva.

Kljub neposredni odvisnosti delovanja solarnih naprav od števila sončnih dni so povpraševanje, povpraševanje po solarnih napravah pa nenehno narašča. Priljubljeni so med obrtniki, ki želijo poslati vse vrste naravne energije v koristno smer.
Razvrstitev po merilih temperature
Obstajajo številni kriteriji, po katerih so določene konstrukcije heliosistemov razvrščene. Pri napravah, ki se lahko ročno izdelujejo in uporabljajo za oskrbo s toplo vodo in ogrevanje, pa je najbolj racionalno ločevanje po vrsti hladilne tekočine.
Sistemi so lahko tekoči in zračni. Prvi tip je bolj uporaben.




Poleg tega se pogosto uporablja klasifikacija temperature, na katero se lahko segrejejo delovna vozlišča:
- Nizka temperatura. Možnosti, ki lahko ogrevajo hladilno sredstvo na 50ºС. Uporabljajo se za ogrevanje vode v rezervoarjih za namakanje, v kopalnicah in tuših poleti ter za povečanje udobnih pogojev na hladnih spomladanskih in jesenskih večerih.
- Srednja temperatura. Zagotovite temperaturo nosilca toplote pri 80ºС. Uporabljajo se lahko za ogrevanje prostorov. Te možnosti so najbolj primerne za ureditev zasebnih domov.
- Visoka temperatura. Temperatura hladilne tekočine v takih instalacijah lahko doseže 200-300ºС. Uporablja se v industrijskem merilu, nameščen za ogrevanje proizvodnih obratov, poslovnih zgradb itd.
V visokotemperaturnih heliosistemih se uporablja precej zapleten proces prenosa toplotne energije. Poleg tega zavzamejo impresiven prostor, ki si ga večina naših ljubiteljev primestnega življenja ne more privoščiti.
Proizvodni proces je delovno intenziven, pri izvajanju pa je potrebna posebna oprema. Neodvisno, da takšno različico heliosystem je skoraj nemogoče.

Rokopisni zbiralnik za izdelavo
Izdelava sončne naprave z lastnimi rokami je fascinanten proces, ki prinaša veliko koristi. Zahvaljujoč njemu lahko racionalno uporabite brezplačno sončno sevanje, rešite več pomembnih gospodarskih problemov. Poglejmo podrobnosti ustvarjanja ploskega kolektorja, ki oskrbuje ogrevalno vodo z ogrevano vodo.








Materiali za samostojno sestavljanje
Najpreprostejši in najcenejši material za montažo telesa sončnega kolektorja je lesena palica z desko, vezanimi ploščami, OSB ploščami ali podobnimi opcijami. Alternativno lahko uporabite jekleni ali aluminijasti profil s podobnimi listi. Kovinsko ohišje bo stalo nekoliko dražje.
Materiali morajo izpolnjevati zahteve za objekte, ki se uporabljajo na prostem. Življenjska doba sončnega kolektorja je od 20 do 30 let.
Zato morajo imeti materiali določeno vrsto lastnosti, ki omogočajo uporabo konstrukcije v celotnem obdobju.

Če je telo izdelano iz lesa, je trajnost materiala zagotovljena z impregnacijo z vodno-polimernimi emulzijami in premazovanjem z barvnimi materiali.
Osnovno načelo, ki naj bi usmerjalo oblikovanje in montažo solarnega kolektorja, je razpoložljivost materialov glede na ceno in razpoložljivost. To pomeni, da jih je mogoče najti na prostem trgu ali pa jih je mogoče samostojno izdelati iz razpoložljivih orodij.








Nianse toplotne izolacije naprave
Da bi preprečili izgubo toplotne energije, je izolacijski material nameščen na dnu škatle. Lahko je pena ali mineralna volna. Sodobna industrija proizvaja precej široko paleto izolacijskih materialov.
Za segrevanje škatle lahko uporabite folijo iz izolacije. Tako je mogoče zagotoviti toplotno izolacijo in odsev sončnih žarkov s folije, prevlečene s površino.
Če se kot izolacijski material uporablja trdna pena ali pena iz polistirena, se lahko izrežejo utori za zapiranje tuljave ali cevnega sistema. Običajno se absorber zbiralnika položi na vrh izolacije in trdno pritrdi na dno ohišja na način, ki je odvisen od materiala, uporabljenega pri izdelavi ohišja.

Toplotni kolektor
To je vpojni element. Gre za sistem cevi, v katerem se ogreva ogrevalni medij in deli, najpogosteje iz bakrenega lista. Najboljši materiali za izdelavo hladilnega telesa so bakrene cevi.
Domači mojstri so izumili cenejšo možnost - spiralni toplotni izmenjevalec iz polipropilenskih cevi.
Zanimiva proračunska rešitev - absorpcijski heliosistem fleksibilne polimerne cevi. Za priključitev na dovodne in odvodne naprave se uporabljajo ustrezni priključki, izbira razpoložljivih orodij, iz katerih je mogoče izdelati toplotni izmenjevalnik sončnega kolektorja, je precej široka. To je lahko toplotni izmenjevalec starega hladilnika, polietilenske vodovodne cevi, jekleni panelni radiatorji itd.
Pomembno merilo učinkovitosti je toplotna prevodnost materiala, iz katerega je izdelan izmenjevalnik toplote.
Za lastno proizvodnjo je najboljša možnost bakra. Ima toplotno prevodnost 394 W / m². Za aluminij se ta parameter giblje od 202 do 236 W / m².

Vendar velika razlika v parametrih toplotne prevodnosti med bakrenimi in polipropilenskimi cevmi nikakor ne pomeni, da bo toplotni izmenjevalec z bakrenimi cevmi proizvedel na stotine krat velikih količin tople vode.
Pod enakimi pogoji bo zmogljivost izmenjevalnika toplote iz bakrenih cevi 20% učinkovitejša od zmogljivosti kovinsko-plastičnih možnosti. Torej imajo izmenjevalniki toplote iz plastičnih cevi pravico do življenja. Poleg tega bodo te možnosti veliko cenejši.
Ne glede na material cevi morajo biti vsi priključki, tako varjeni kot navojni, tesni. Cevi so lahko razporejene tako vzporedno med seboj kot v obliki tuljave.
Krogotok tipa tuljave zmanjšuje število priključkov - to zmanjšuje možnost uhajanja in zagotavlja enakomernejši pretok hladilne tekočine.
Zgornja stran škatle, v kateri se nahaja izmenjevalnik toplote, je prekrita s steklom. Alternativno lahko uporabite sodobne materiale, kot je akrilni analog ali monolitni polikarbonat. Prosojni materiali morda niso gladki, ampak valoviti ali matirani.

Takšna obdelava zmanjšuje odbojnost materiala. Poleg tega mora ta material prenesti velike mehanske obremenitve.
V industrijskih modelih takšnih solarnih sistemov se uporablja posebno solarno steklo. Za to steklo je značilna nizka vsebnost železa, kar zagotavlja manj toplotnih izgub.
Rezervoar ali avancamera
Kot rezervoar lahko uporabite vse posode z volumnom od 20 do 40 litrov. Primerna bo vrsta več manjših rezervoarjev, povezanih v cevi. Rezervoar za shranjevanje se priporoča, da se segreje, ker sončna voda v rezervoarju brez izolacije bo hitro izgubila toplotno energijo.
V bistvu mora hladilno sredstvo v grelnem sistemu krožiti brez kopičenja, saj Pridobljena toplotna energija mora biti porabljena v proizvodnem obdobju. Zbirna zmogljivost namesto tega opravlja funkcijo razdelilnika ogrevane vode in avant-komore, pri čemer ohranja stabilnost tlaka v sistemu.

Stopnje montaže solarnega sistema
Po izdelavi kolektorja in pripravi vseh komponent strukturnih elementov sistema lahko nadaljujete z neposredno montažo.

Delo se začne z namestitvijo avantarne, ki je praviloma postavljena na najvišji možni točki: na podstrešju, samostojnem stolpu, nadvozu itd.
Med namestitvijo je treba opozoriti, da bo po polnjenju sistema s tekočim hladilnim sredstvom ta del konstrukcije imel izjemno težo. Zato morate zagotoviti zanesljivost prekrivanja ali ga okrepiti.
Po namestitvi se rezervoarji začnejo z montažo kolektorja. Ta strukturni element sistema se nahaja na južni strani. Kot nagiba glede na linijo obzorja mora biti od 35 do 45 stopinj.
Po namestitvi so vsi elementi vezani s cevmi, ki se povezujejo v en hidravlični sistem. Tesnost hidravličnega sistema je pomembno merilo, od katerega je odvisno učinkovito delovanje solarnega kolektorja.

Za povezavo strukturnih elementov v en hidravlični sistem se uporabljajo cevi s premerom palca in pol. Manjši premer se uporablja za nastavitev tlačnega dela sistema.
Pod tlačnim delom sistema se nanaša na vnos vode v odvodno komoro in izhod ogrevanega hladilnega sredstva v ogrevalni sistem in vročo vodo. Preostali del je nameščen z večjimi premeri cevi.
Da bi preprečili izgubo toplotne energije, je treba cevi skrbno izolirati. V ta namen lahko uporabite peno, bazaltno volno ali različice iz sodobnih izolacijskih materialov. Kumulativna zmogljivost in avancamera sta prav tako predmet postopka izolacije.
Najenostavnejša in najugodnejša možnost za toplotno izolacijo skladiščnega rezervoarja je izdelava škatle iz vezanega lesa ali plošč okrog nje. Prostor med škatlo in posodo je treba napolniti z izolacijskim materialom. To je lahko žlindrna volna, mešanica slame in gline, suha žagovina itd.

Preverite pred zagonom
Po vgradnji vseh elementov sistema in izolaciji dela konstrukcij je možno nadaljevati s polnjenjem sistema s tekočino za prenos toplote. Začetno polnjenje sistema naj poteka skozi cev, ki se nahaja na dnu kolektorja.
To pomeni, da se polnjenje izvaja od spodaj navzgor. S takšnimi ukrepi se je mogoče izogniti morebitnemu nastajanju zračnih čepov.
V anankamera vstopi voda ali druga tekoča hladilna tekočina. Postopek polnjenja sistema se konča, ko voda začne iztekati iz drenažne cevi prednje komore.
S pomočjo float ventila lahko prilagodite optimalno raven tekočine v avancam. Po polnjenju sistema s hladilno tekočino se začne segrevati v kolektorju.
Postopek povečevanja temperature se pojavi tudi v oblačnem vremenu. Ogrevano hladilno sredstvo se začne dvigovati v zgornjem delu hranilnika. Proces naravne cirkulacije poteka, dokler se temperatura hladilnega sredstva, ki vstopi v radiator, ne poravna s temperaturo nosilca, ki zapusti kolektor.
Ko bo pretok vode v hidravličnem sistemu deloval, bo plavajoči ventil, ki se nahaja v avancameri. Tako se bo ohranila stalna raven. V tem primeru se hladna voda, ki vstopa v sistem, nahaja v spodnjem delu hranilnika. Postopek mešanja tople in hladne vode praktično ni.
V hidravličnem sistemu je potrebno poskrbeti za vgradnjo ventilov, ki bodo preprečili povratno kroženje hladilnega sredstva od zbiralnika do rezervoarja. To se zgodi, ko temperatura okolice pade pod temperaturo hladilnega sredstva.
Taki ventili se običajno uporabljajo ponoči in zvečer.
Eyeliner do mesta porabe tople vode se izvaja z uporabo standardnih mešalnikov. Navadnih enojnih pip ne smete uporabljati. Pri sončnem vremenu lahko temperatura vode doseže do 80 ° C - taka voda je neprimerna za neposredno uporabo. Tako bodo mešalniki znatno prihranili toplo vodo.
Delovanje takšnega solarnega grelnika vode je mogoče izboljšati z dodajanjem dodatnih delov kolektorjev. Oblika omogoča montažo dveh na neomejeno število kosov.

Osnova takšnega sončnega kolektorja za ogrevanje in toplo vodo je načelo učinka tople grede in tako imenovani termosifonski učinek. Učinek tople grede se uporablja pri gradnji grelnega elementa.
Sončni žarki prosto prehajajo skozi prozorni material zgornjega dela kolektorja in se pretvarjajo v toplotno energijo.
Toplotna energija je v zaprtem prostoru zaradi tesnosti škatlastega dela kolektorja. Termosifonski učinek se uporablja v hidravličnem sistemu, ko se ogrevana hladilna tekočina dvigne, premakne hladno hladilno sredstvo in ga prisili, da se premakne v ogrevalno cono.

Predstava sončnega kolektorja
Glavno merilo, ki vpliva na delovanje solarnih sistemov, je intenzivnost sončnega sevanja. Količina potencialno koristnega sončnega sevanja, ki pada na določeno območje, se imenuje insolacija.
Velikost insolacije se v različnih delih sveta spreminja v precej širokih mejah. Za določitev povprečja te vrednosti obstajajo posebne tabele. Prikazujejo povprečno sončno insolacijo za določeno regijo.

Poleg velikosti insolacije vplivajo na zmogljivost sistema tudi površina in material toplotnega izmenjevalnika. Drugi dejavnik, ki vpliva na delovanje sistema, je prostornina hranilnika. Optimalna kapaciteta rezervoarja se izračuna na podlagi površine adsorberjev kolektorja.
V primeru ploskega kolektorja je to skupna površina cevi, ki so v zbiralniku. Ta vrednost je v povprečju 75 litrov prostornine rezervoarja na kvadratni meter zbiralnih cevi. Zbirna zmogljivost je vrsta toplotnega akumulatorja.
Cene za tovarniške naprave
Največji del finančnih stroškov gradnje takšnega sistema je v proizvodnji kolektorjev. To ni presenetljivo, da celo pri industrijskih modelih heliosistemov približno 60% stroškov pada na ta strukturni element. Finančni stroški bodo odvisni od izbire gradiva.
Opozoriti je treba, da tak sistem ne more ogrevati prostora, ampak pomaga pri varčevanju s stroški, saj pomaga pri ogrevanju vode v ogrevalnem sistemu. Glede na relativno velike stroške energije, ki se porabijo za ogrevanje vode, sončni kolektor, integriran v ogrevalni sistem, bistveno zmanjša te stroške.

Za svojo proizvodnjo uporablja dokaj preproste in cenovno dostopne materiale. Poleg tega je ta oblika popolnoma nehlapna in ne zahteva vzdrževanja. Skrb za sistem je omejena na redne preglede in čiščenje zbiralnega stekla pred kontaminacijo.
Dodatne informacije o organizaciji solarnega ogrevanja v hiši so predstavljene v tem članku.
Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi
Postopek izdelave osnovnega sončnega kolektorja:
Kako sestaviti in zagnati solarni sistem:
Seveda pa lastni sončni kolektor ne bo mogel konkurirati industrijskim modelom. Z uporabo uporabljenih materialov je težko doseči visoko učinkovitost, ki jo imajo industrijski modeli. Vendar pa bodo finančni stroški veliko manjši v primerjavi s pridobitvijo že pripravljenih naprav.
Vendar pa bo domači solarni ogrevalni sistem znatno povečal raven udobja in znižal stroške energije, ki jo proizvajajo tradicionalni viri.
Imate izkušnje pri gradnji sončnega kolektorja? Ali imate vprašanja o gradivu? Prosimo, delite informacije z našimi bralci. Komentarje lahko pustite v spodnjem obrazcu.