Diy Solárny Ohrievač Vody: Schéma, Zariadenie Atď. + Video

2024 Autor: Bailey Albertson | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 13:05

Solárny ohrievač vody: možnosť využitia geo-kolektora a vlastnej výroby zariadenia

Slnko je najväčším zdrojom bezpečnej a bezplatnej energie. A ak ho starší ľudia nemohli používať, teraz existujú technológie, ktoré pomáhajú zabezpečiť domu teplo a teplú vodu iba na úkor slnka. Používanie kolektorov je nákladovo efektívny a cenovo dostupný spôsob, ako urobiť vidiecky dom pohodlnejším. Musíte si len zvoliť správny solárny kolektor (alebo si ho vyrobiť sami) a potom ho zaviesť do existujúceho vykurovacieho systému.

Obsah

• 1 Čo je solárny ohrievač vody

  1.1 Rozsah použitia solárnych elektrární

• 2 typy slnečných kolektorov

  • 2.1 Tabuľka: Porovnávacie charakteristiky plochých a vákuových kolektorov
  • 2.2 Vlastnosti plochých solárnych ohrievačov vody
  • 2.3 Vlastnosti vákuových kolektorov

• 3 V ktorom systéme integrovať solárny ohrievač vody

  • 3.1 Druhy obehu
  • 3.2 Voľba typu obehového okruhu

• 4 Ako si vyrobiť plochý slnečný kolektor vlastnými rukami

  • 4.1 Náradie a materiál na prácu
  • 4.2 Video: ako vyrobiť solárny ohrievač vody s plochou medenou rúrkou
  • 4.3 Inštalácia solárneho kolektora
  • 4.4 Údržba solárnych kolektorov
• 5 Video: pokyny na montáž solárneho kolektora z hliníkových plechoviek

Čo je to solárny ohrievač vody

Kolektor (ohrievač vody) je zariadenie, ktoré zhromažďuje energiu zo slnečných lúčov a premieňa ju na teplo. Slnko ohrieva chladiacu kvapalinu v kolektore, ktorá sa potom používa na dodávku teplej vody a na vykurovanie alebo na výrobu elektriny.

Moderné solárne ohrievače vody môžu byť zložité, ale každý majiteľ súkromného domu môže samostatne vyrobiť zariadenie pre svoje vlastné potreby. Hlavná vec je zistiť, na čo je toto zariadenie určené.

Tri kolektory plne uspokojujú rodinné potreby týkajúce sa teplej vody a kúrenia

Rozsah použitia solárnych elektrární

U nás sa slovné spojenie solárny ohrievač vody stále spája s čiernou nádržou na streche letnej sprchovacej kabíny, táto technológia sa však úspešne používa na celom svete. Solárne kolektory sú bežné v južných oblastiach Európy. Obyvatelia súkromných domov v Taliansku, Španielsku a Grécku sú zo zákona povinní používať solárne ohrievače vody. Ani Čína nezaostáva za Západom. Tam sú na strechách výškových budov nainštalované solárne ohrievače vody, ktoré dodávajú teplú vodu do všetkých bytov. V roku 2000 bolo na svete toľko solárnych elektrární, že dohromady by zaberali viac ako 71 miliónov m ². Takmer 15 miliónov m ² z nich by bolo európskych.

Solárne vákuové kolektory takmer úplne obsadzujú strechy čínskych nových budov

Takéto zariadenia sa používajú na zásobovanie teplou vodou domácich priestorov a priemyselných budov, vykurovanie súkromných domov, administratívnych budov, dielní. Najžiadanejšie sú v potravinárskom a textilnom priemysle, pretože práve v tejto oblasti existuje veľa výrobných procesov s použitím horúcej vody.

V súkromnom sektore má každá osoba z Nemecka 0,14 m ² plochy solárnych kolektorov, z Rakúska - 0,45 m ², z Cypru - 0,8 m ² a z Ruska - 0,0002 m ². Intenzita slnečného žiarenia v Rusku iba o 0,5 kWh / m ² nižšia ako na juhu Nemecka. To znamená, že nízka popularita solárnych kolektorov v severných oblastiach nie je spôsobená geografickými dôvodmi.

Aj voda v bazéne sa dá ohriať pomocou rozsiahleho systému rozdeľovača

Typy slnečných kolektorov

Inžinieri vyvinuli ploché, trubicové s vákuom, parabolické reflektorové koncentrátory, anténu, solárne veže a ďalšie typy inštalácií. Najobľúbenejšie pre domáce účely sú ploché a vákuové ohrievače vody.

Tabuľka: Porovnávacie charakteristiky plochých a vákuových kolektorov

Plochý kolektor	Vákuové potrubie
Ľahko sa to robí vlastnými rukami zo šrotu.	Vyrobené v priemyselnom prostredí alebo zmontované z továrenských dielov.
Rýchlo sa vypláca.	Oplatí sa trikrát dlhšie ako ploché.
Menej pravdepodobné, že sa v horúcom počasí prehreje.	Zabraňuje návratu akumulovaného tepla do životného prostredia.
Funguje efektívne v lete alebo v krajinách s horúcim podnebím.	Vhodný do chladných oblastí, pracuje v zime pri teplotách do -30 o C.
Má vysoké vetranie, takže ho môže silný nárazový vietor odfúknuť zo strechy.	Vietor voľne prechádza medzi vákuovými trubicami, takže pravdepodobnosť, že kolektor nebude zasiahnutý búrkou, je vyššia.
Čistí sa od snehu, mrazu a ľadu.	Produktivita je 2–3krát vyššia ako produktivita plochého kolektora (s rovnakými plochami).

Vlastnosti plochých solárnych ohrievačov vody

Zariadenie je panel, vo vnútri ktorého sú medené rúrky s tmavým povlakom. Ohrievajú vodu, ktorá sa potom zhromažďuje v zásobníku a slúži na zásobovanie teplou vodou (prívod teplej vody). Ak si kolektor vyrábate svojpomocne, drahé komponenty je možné nahradiť dostupnými materiálmi:

• namiesto medených rúrok môžete zo starej chladničky vziať oceľ, polyetylén alebo len radiátor;
• drevený rám sa môže stať náhradou za kovový, hoci má väčšiu hmotnosť;
• pochrómovaný absorbér nahradí obvyklú čiernu farbu;
• ako ochranný kryt dobre poslúži tabuľa skla alebo pórovitý polykarbonát a ako ohrievač pena.

Hlavnou vecou je zabezpečiť tesnosť panelu, ale na to stačí utesniť všetky švy stavebným silikónom. Hlavnou nevýhodou takýchto zariadení je, že vyhrievaná chladiaca kvapalina vyžaruje teplo do vzduchu a pred vstupom do zásobníka trochu ochladzuje. Použitie tepelnej izolácie a utesnenie švov je navrhnuté tak, aby bojovalo presne s týmto účinkom.

Drahé časti priemyselného kolektora je možné nahradiť lacnejšími náprotivkami, napríklad namiesto medených rúr je možné použiť oceľové rúry a rám zariadenia môže byť vyrobený z dreva.

Ak sa voda neodoberá z plochého kolektora, môže sa v horúci slnečný deň zahriať na 190–210 ^° C, čo môže viesť k prasknutiu potrubí chladiacou kvapalinou alebo spojovacími prvkami. Pre tých, ktorí príležitostne používajú solárny ohrievač vody, je dôležité inštalovať akumulačnú nádrž, ktorá dokáže eliminovať pretlak v potrubiach. Ďalšou možnosťou je použiť ako chladič radšej minerálny olej ako vodu. Jeho bod varu je vyšší, čo znižuje riziko poškodenia systému. V takom prípade je potrebný výmenník tepla, v ktorom bude olej bez priameho kontaktu prenášať akumulované teplo do vody.

Vlastnosti vákuových kolektorov

Tento typ solárneho ohrievača vody sa skladá z jednotlivých rúrok, z ktorých každá je v bezvzduchovom prostredí. Táto konštrukcia umožnila znížiť tepelné straty na ceste z kolektora do akumulačnej nádrže a zvýšiť účinnosť systému. Vďaka tomu fungujú vákuové kolektory perfektne pri zmene ročného obdobia (jeseň, jar) aj v zime.

Vákuové potrubie sa skladá z rúrok umiestnených v bezvzduchovom prostredí

Medené trubice sa používajú aj vo vákuových solárnych ohrievačoch vody, pretože tento materiál poskytuje dobrý prenos tepla a zároveň hygienu. Zvyšok prvkov je podobný: sklo (borosilikát pre lepší prenos tepla), pod ním je čierna absorpčná vrstva, trubica s chladiacou kvapalinou a substrát. Je ľahšie zabezpečiť tesnosť systému, pretože existuje iba jeden šev - spojenie medzi rúrkou a zásobníkom.

Oddelené potrubia sú pripojené k hlavnému potrubiu vákuového ohrievača vody

Studená voda sa postupne zohrieva od alternatívneho kontaktu s horúcimi medenými rúrami. Je to jediný spôsob, ako odvádzať teplo z vákuovej solárnej elektrárne, takže je dôležité zabezpečiť mu pravidelný tok studenej vody, to znamená, že počas celého dňa používajte teplú vodu. Nemrznúca zmes sa používa ako chladiaca kvapalina vo vákuových slnečných kolektoroch na zvýšenie životnosti systému. Znáša ohrev na 300 ^o C a nezamŕza pri zatiahnutej oblohe sa teplota zariadenia sa zníži na -40 ^až S.

Nie je možné vytvoriť si plnohodnotný vákuový solárny kolektor vlastnými rukami: vyrobiť hrubostennú trubicu z borosilikátového skla je v remeselných podmienkach nemysliteľné. Spoľahlivejšou možnosťou by preto bolo zakúpenie továrenských baniek (ponúkajú sa koaxiálne a perové odrody) a montáž solárneho ohrievača vody na mieste. Ale pretože aj takáto práca vyžaduje pozoruhodné zámočnícke schopnosti, je lepšie kúpiť hotový výrobok so zárukou od výrobcu.

Do akého systému integrovať solárny ohrievač vody

Na to, aby z kohútika mohla začať tiecť teplá voda, je dôležité nielen zvoliť kolektor, ale tiež pre neho vytvoriť celý systém zo zásobníka, spojovacích potrubí, kohútikov a ďalších prvkov.

Druhy obehu

Zistite, či je možné skladovať zásobník nad úrovňou rozdeľovača. Závisí to od toho, ktorý z dvoch typov obehu bude v systéme.

1. Prirodzený obeh sa vytvára v dôsledku rozdielu v hustote medzi studenou a horúcou vodou. Zahriata kvapalina má tendenciu stúpať, čo určuje umiestnenie skladovacej nádrže. Ak je strecha zložitá, vyberte dobre osvetlené miesto pre rozdeľovač a umiestnite nádrž pod hrebeň.

   

   Pri prirodzenom obehu sa voda pohybuje systémom kvôli rozdielu v hustote medzi studenou a horúcou vodou.

2. Systémy s núteným obehom fungujú vďaka čerpadlu, ktoré pumpuje teplú vodu do pripravenej nádrže. V takom prípade je možné umiestniť prvky systému ďaleko od seba, napríklad umiestniť akumulačnú nádrž do podkrovia alebo do suterénu. Je to lepšie pre exteriér a vyžaduje si menšie úsilie na izoláciu samotnej nádrže. Rúry vedúce od kolektora k zásobníku musia byť ale opatrené tepelnou izoláciou, inak hrozí riziko straty celého tepla. Nútený obeh vyžaduje použitie elektriny, takže ak na dači nie je elektrina alebo ak elektrina často vypadáva, táto možnosť nebude fungovať.

   

   V systémoch s núteným obehom sa teplá voda pohybuje čerpadlom

Ak sa rozhodnete pre rozvod tepla použiť olej na prenos tepla, zabezpečte čerpadlo na nútený obeh. V opačnom prípade kvôli nízkemu koeficientu rozťažnosti oleja systém jednoducho nebude fungovať.

Voľba typu obehového okruhu

Bežné sú tri typy systémov:

1. Otvorená slučka. Toto je najjednoduchší spôsob zásobovania teplou vodou doma. Jeho hlavným rozdielom je, že chladiaca kvapalina v kolektore je nevyhnutne voda. Najskôr sa zahreje v tubách, potom vstúpi do skladovacej nádrže a potom priamo do kohútika v kuchyni alebo v kúpeľni. To znamená, že voda necirkuluje v kruhu, ale vždy sa v otvorenom okruhu ohrieva nová časť.

   

   V systéme horúcej vody s otvoreným okruhom voda necirkuluje v kruhu

2. Jednookruhové. Je výhodnejšie, ak sa má vykurovať dom pomocou solárneho tepla alebo sa má zlacniť prevádzka elektrického kúrenia. Rozdiel je v tom, že voda ohrievaná slnkom vstupuje do vykurovacích potrubí. Chladiaca kvapalina sa v systéme pohybuje v kruhu. Toto je cyklus uzavretého obehu. Pretože sa solárny kolektor používa v zime a mimo sezónu, vyberte si vákuové modely a do systému zahrňte prídavný ohrievač. Elektrický alebo plynový kotol pomáha ochladiť chladiacu kvapalinu na požadovanú teplotu v chladných a oblačných dňoch, ako aj v noci.

   

   V jednookruhovom obehovom systéme pracuje solárny kolektor paralelne s kotlom

3. Dvojkruhový. Táto možnosť zahŕňa prenos tepla z kolektora do systému cez špeciálny výmenník tepla. Pretože nedochádza k priamemu kontaktu chladiacej kvapaliny s vodou, v kolektore sa používa olej alebo nemrznúca zmes. Systém je optimálny pre vidiecke domy, v ktorých ľudia žijú po celý rok. V ňom sa kolektor používa ako na dodávku teplej vody, tak aj na vykurovanie súčasne. Spravidla je do neho integrovaný aj kotol a / alebo kotol na dodatočný ohrev vody a používa sa niekoľko kolektorov (v závislosti od počtu obyvateľov a klimatických charakteristík regiónu).

   

   V dvojkruhovom obehovom systéme nedochádza k priamemu kontaktu medzi chladiacou látkou solárneho ohrievača vody a vodou

Ako vyrobiť plochý slnečný kolektor vlastnými rukami

Vyžaduje si to nákres. Budete tiež musieť vypočítať plochu ohrievača vody v súlade s potrebami rodiny. Tento parameter je určený vzorcom: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, kde:

• A - plocha kolektora, m2;
• AW je zmenšená plocha, ktorá je schopná generovať 1 kW * hodinu denne, m2 * deň / (kW * hodinu);
• Η - účinnosť jedného kolektora,%;
• G - celkové slnečné žiarenie za deň, typické pre danú oblasť, kW * hod / (m2 * deň);
• K - koeficient zohľadňujúci hodnotu uhla sklonu kolektorov a ich orientáciu vzhľadom na svetové strany;
• F je energia potrebná na ohrev vody za deň, kW * hodina / deň;
• SF je podiel slnečnej energie na pokrytí potreby tepla,%.

Na stavbu kolektora budete potrebovať podrobný výkres označujúci počet a veľkosť dielov

Nástroje a materiál na prácu

Na výrobu plochého solárneho kolektora s rozmermi 2,28 x 1,9 x 0,1 m s kovoplastovými rúrkami a dreveným rámom budete potrebovať:

• píla na kov alebo skladačka na rezanie dreva a preglejky;
• nožnice na kovoplastové rúry;
• skrutkovač;
• štetce a striekacia pištoľ alebo plechovka so striekacou farbou na začiernenie namontovaných rúrok.

Poradie:

1. Z dvoch listov preglejky o rozmeroch 1,52 x 1,52 m, hrúbky 1 cm, zostavte krabicu pre základňu kolektora. Jeden z nich je vystrihnutý na vytvorenie strán pre podrobnosti: veľkosť 0,76x0,38 m - 4 ks, 1,52x0 Veľkosť 0,76 m - 1 ks.

   

   Dosky z preglejky sa používajú na vytvorenie zberateľskej krabice

2. Vnútorný povrch výslednej škatule natrite čiernou matnou farbou a vonkajší povrch bielou alebo zakryte ochranným lakom.

3. Vytvorte rám na pripevnenie krabice z lišty 5x5 cm, podľa priloženej schémy. Celkovo bude potrebných 60 m dreva. Pred montážou je dôležité diely ošetriť ochranným prostriedkom na drevo, aby bol materiál chránený pred zrážkami a teplotnými extrémami. Diely spolu pripevnite pomocou drevených skrutiek pomocou kovových rohov 5x5 cm.

   

   Stojan (rám) na krabicu je vyrobený z lišty

4. Krabicu pripevnite na pripravený stojan a na tomto šikmom stojane vykonajte ďalšiu montáž.

5. Urobte značenie, kam budú potrubia smerovať a kam sa budú potrubia vojsť. Aj vy ich zafarbite na čierno, aby sa nezvýšili tepelné straty.

   

   Pre bezpečnú fixáciu sú montážne trubice umiestnené v štyroch radoch

6. Vystrihnite 0,5 palcové hrubé vystužené plastové rúrky na kúsky do požadovanej dĺžky. Aby ste neurobili chybu, použite ako referenciu prvý úryvok. Mali by ste dostať 45 kusov po 2,14 m.
7. Zostavte hada z rúrok na stojane pomocou otočných tvaroviek pre kovoplastové rúry. Vyžaduje sa celkovo 44 uhlových lakťov typu „mama-mama“a „mama-otec“a 88 adaptérov od kovoplastovej rúry po armatúru. Na utesnenie spojov použite tesniaci závit. Na začiatku a na konci hada upevnite adaptéry na pripojenie prívodnej a odtokovej hadice.

8. Štruktúru natrite na čierno pomocou striekacej pištole alebo plechovky.

   

   Zberná cievka je natretá čiernou farbou

9. Pripojte špirálu k čerpadlu a pri čerpaní vody sa uistite, či nedochádza k úniku. Ak niektoré spojenie nie je dostatočne pevné, vypustite ho a znova namontujte, a potom to znova skontrolujte.

10. Hornú časť škatule zakryte čírym sklom alebo pevným polykarbonátom. Ak nie je možné použiť pevný plech, urobte hliníkový rám vo veľkosti dostupných úlomkov (najlepšie nie viac ako štyri) a panely bezpečne zaistite. Každý spoj opatrne ošetrite priehľadným silikónom, aby bol ohrievač vody utiahnutý.

    

    Štít kolektora je možné zostaviť z niekoľkých kusov, čo ďalej spevňuje kĺby

Podľa popísanej schémy je zostavený kolektor s kapacitou 1,6-2 kW.

Video: ako vyrobiť solárny ohrievač vody s plochou medenou rúrkou

Inštalácia solárnych kolektorov

Zariadenie je inštalované na streche. Táto možnosť je vhodná pre vidiecke domy a výškové budovy. Je lepšie, keď je strecha sklonená a uhol sklonu sa blíži k zemepisnej šírke tejto oblasti. V takom prípade budete musieť pripevniť držiaky k doskám na jeho južnej strane cez strešný materiál. Zberač bude umiestnený 15-20 cm nad úrovňou strechy, rovnobežne s rampou. Toto je najharmonickejšie riešenie, najmä ak sa v dome používa niekoľko ohrievačov vody. Kolektor je niekedy zapustený do strechy, takže ochranná clona je v jednej rovine s dekoratívnou strešnou krytinou. Ale táto metóda je oveľa nákladnejšia a môže oslabiť strešnú konštrukciu.

Najlepšie je namontovať plochý kolektorový systém na šikmú strechu

Na plochých strechách sú kolektory namontované na špeciálnych konštrukciách, ktoré ich držia v danom uhle. Stojany je možné zakúpiť hotové alebo zvárať samostatne z rohov. Kovová konštrukcia je pripevnená k základni pomocou veľkých kotviacich skrutiek.

Na plochej streche sú kolektory namontované na špeciálnych konštrukciách

V letných chatách sú slnečné kolektory inštalované vedľa domu alebo bazéna na otvorenom slnečnom mieste. V takom prípade si vyberú miesto na už vytvorenom webe alebo vybavia spoľahlivú základňu zvlášť. Aby ste to dosiahli, budete potrebovať obdĺžnikovú plošinu s vrazeným objemovým vankúšom, hydroizoláciu a povlak z dlažobných dosiek, porcelánového kameniny a iného odolného, tvrdého a poveternostného materiálu. Následne sa na ňu namontuje kovový alebo drevený stojan na stojan, na ktorý sa pripevní slnečný kolektor.

Inštalácia solárneho kolektora na podpery, ktoré nemajú spoločnú základňu, sa považuje za menej spoľahlivé, ale pomáha šetriť miesto

Údržba solárnych kolektorov

Rovnako ako každé iné zariadenie, aj toto zariadenie vyžaduje servis. Najbežnejšie diela:

1. Umývanie skla. Ochranný panel kolektora sa časom zakalí od prachu a usadenín. Aby to neovplyvnilo účinnosť systému, stojí za to ho čistiť raz mesačne (počas pracovnej doby) bežným čistiacim prostriedkom na sklo alebo len mydlovou vodou (ak priehľadný panel nie je vyrobený zo skla). Pretože je skriňa utesnená, nie sú potrebné žiadne prípravné práce na vypnutie systému.
2. Odtokové ploché kolektory, ak sa nepoužívajú v zime. Mrznúca voda počas zamračeného zimného počasia môže prasknúť potrubie a tvarovky. Preto s nástupom chladného počasia je potrebné vypnúť prívod vody a úplne vypustiť kvapalinu z potrubí. Potom do ďalšej letnej chaty bude zberač opäť pripravený na prácu. Zvyšok solárneho ohrievača vody je odolný voči poveternostným vplyvom, takže nie je potrebné ich vyberať zo strechy vidieckeho domu.
3. Výmena chladiacej kvapaliny, ak sa zhoršuje v dôsledku porušenia prevádzkových predpisov. Nemrznúca zmes používaná vo vákuových slnečných kolektoroch je veľmi citlivá na prehriatie. Ak ohrievač vody nemohol prenášať teplo na vodu (v dome sa nepoužívala horúca voda, vykurovací systém bol vypnutý), v kvapaline sa tvoria vločky a upchávajú sa tenké medené rúrky a filter. Z toho vyplýva, že kolektor nie je schopný vykonávať svoje funkcie normálne. V takom prípade úplne vypustite nemrznúcu zmes z každej banky, prepláchnite hadičku a naplňte systém novou špecializovanou nemrznúcou kvapalinou (pre zberače, nie pre automobily). Je tiež potrebné vyčistiť filter a vymeniť vložku. Po spustení systému sa vo filtri môžu opäť objaviť náhodne zvyšné vločky, preto je potrebné ho prvý deň prevádzky kolektora ovládať a prípadne vyčistiť vložku.

4. Výmena rozbitého skla. Ochranný panel sa niekedy zlomí v dôsledku krupobitia, vandalov a iných dôvodov. Nie je ťažké vymeniť sklo v plochom kolektore: staré iba vyberte a nové zafixujte silikónovým tmelom. Práca nebude trvať dlhšie ako pol hodiny, nemusíte vypínať systém. Vo vákuovom potrubí bude potrebné vymeniť celú žiarovku. Budete si ho musieť objednať od rovnakého výrobcu.

   

   Výmenu poškodenej banky vákuového potrubia je lepšie zveriť odborníkom.

Ak bol kolektor zakúpený, pri prvom rozpade stojí za to zavolať kapitánovi a počas záručnej doby - kontaktujte zástupcu výrobcu. Domáci solárny ohrievač vody bude musieť byť opravený sám, ale nájsť poruchu a opraviť ho v domácom produkte je oveľa jednoduchšie ako v továrni. Skúsenosti opravárov kolektorov naznačujú, že je potrebné najskôr skontrolovať stav ventilov, senzorov, zásobníka a čerpadla, pretože sú menej spoľahlivé ako solárne zariadenie.

V systémoch TÚV so solárnym kolektorom najčastejšie zlyhávajú ventily a snímače.

Video: návod na montáž solárneho kolektora z hliníkových plechoviek

Majitelia solárnych kolektorov sú si istí: keď vyhodnotíte schopnosti tohto zariadenia, bez neho sa jednoducho nezaobíde. Teraz môžete poskytnúť svojmu domu alebo letnej chate lacné a bezpečné teplo.