Поликарбонатен слънчев колектор

В интернет видях много различни технологии и методи за производство на слънчеви бойлери и реших да споделя собствения си опит. Считам този проект за много успешен, тъй като буквално всеки сантиметър от повърхността на колектора е в пряк контакт с нагрята вода. Освен това, използвайки технологията като основа, можете лесно да изградите колектор с необходимия размер.

Концепция на проекта

Същността на слънчевия колектор е, че студената вода от резервоара се влива гравитачно в колектора. Нагрятата вода се издига нагоре през каналите и се връща обратно в резервоара. Така се създава естествена циркулация в затворена система.
Колекторът е направен от лист поликарбонат или друга пластмаса с кухи квадрати отвътре, преминаващи по дължина. За да се увеличи абсорбцията на слънчева светлина и да се подобри производителността на колектора (скоростта, с която водата се нагрява), пластмасата може да бъде боядисана в черно. Но тук е важно да запомните, че листът е направен от доста тънък поликарбонат, така че ако се нагрее силно при липса на циркулация, той може да омекне или да се деформира, което ще доведе до изтичане на вода.
Също така си струва да се отбележи, че това устройство не е подходящо за инсталиране в жилищни помещения с цел захранване с топла вода. Този експериментален проект е по-подходящ за оборудване на летен душ в лятна вила.

Инструменти и материали

Инструменти, от които се нуждаете:

• Циркуляр и ръчен трион.
  
• Електрическа бормашина.
  
• Нож.
  
• Рулетка.
  
• Отвертка.
  
• Пистолет за силиконово лепило.
  
• Строителен телбод.

Материали за колектора:

• Поликарбонатен лист с кухи канали.
  
• ABS пластмасова тръба.
  
• 4 тапи за тръби.
  
• 2 ½ инча пластмасови нипели с резба с фитинг за маркуч.
  
• Туба със силиконов уплътнител.
  
• Напръскайте боя, ако планирате да боядисвате.

Материали на рамката:

• 1 лист шперплат.
  
• Лист от експандиран полистирол. Можете също да използвате квадрати от пяна.
  
• Дървена греда със сечение 100×100 mm.
  
• Полиетиленово фолио, лента.
  
• Болтове, гайки, шайби, скоби за закрепване.

Материали за организиране на циркулацията на водата:

• Подходящ резервоар или съд за вода.
  
• За да свържете резервоара, ще ви е необходим градински маркуч, чиято дължина зависи от разстоянието на водосъдържателя от самия колектор.
  
• Няколко скоби за свързване на маркуча.

За да тествам ясно работата на колектора за гореща вода, използвах цифров термометър.

Стъпка по стъпка технология за сглобяване на слънчев колектор

На първо място, трябва да изрежете поликарбонатния лист до необходимите размери. Планирах да направя колектор с размери 1x2 метра и изхождах от този факт. Редът на работа е следният:

• Пластмасовата ABS тръба се нарязва на парчета с такава дължина, че да съответства на ширината на листа. В моя случай е 1 метър.
  
• Отстрани на двете капачки трябва да пробиете дупки за нипелите.Ако нямате свредло с подходящ диаметър, можете да разширите малкия отвор с кръгла пила.
  
  
  
  
• За да могат щепселите с монтирани адаптери да паснат на тръбите, в тях трябваше да се изреже полукръгъл отвор, както е показано на снимката.
  
  
  
  
  
  
  
• След това използвах настолен трион, за да отрежа двете тръби, за да създам цезарово сечение.
  
  
  
  Когато извършвате тази операция, трябва да внимавате и да вземете предвид местоположението и необходимата посока на адаптерите за зърната.
  
  
  
  
• Същият разрез трябва да се направи в капачките, така че пластмасовият панел да може да влезе в тях.
  
  
  
  
  
  
  
• Когато всички подготвителни операции са завършени, трябва да сглобите всички части на сухо, за да осигурите тяхната съвместимост и, ако е необходимо, да направите корекции.
  
• Когато всички елементи са нагласени, конструкцията се разглобява и сглобява отново със силиконово лепило за уплътняване на всички фуги. В допълнение към намазването на фугите с уплътнител, препоръчвам да нанесете малко силикон върху външната страна на всички шевове след сглобяването.

За да може уплътнителят да изсъхне добре, сглобената конструкция трябва да остане неподвижна за около един ден, след което можете да започнете да проверявате херметичността. За да направите това, маркучите са свързани към адаптерите за вход и изход, единият от които е свързан към водопровода. След като колекторът е напълно напълнен с вода, всички шевове и връзки се проверяват за течове. При установяване на теч водата се източва и след изсъхване проблемната връзка се уплътнява отново.
За да можете да изчислите производителността и ефективността на колектора, трябва да знаете неговия обем. За да направите това, водата от колектора трябва да се източи в някакъв контейнер.Например моят панел съдържа 7,2 литра (включително маркучите).

Изработка на рамката и монтаж на панела

По принцип колекторът вече може да се използва, като се постави върху покрив или друга равна, неподвижна повърхност. Но реших да направя един вид корпус за пластмасовия панел, за да намаля вероятността от повреда при повдигане/спускане от покрива на плевнята, в която реших да инсталирам летен душ, тъй като планирам да го премахна за зимата.
Сглобяването на кутията стъпка по стъпка е описано по-долу:

• Листът от шперплат се нарязва на размера на сглобения колектор с припокриване от 10 см от всяка страна (първо боядисах пластмасовия лист в черно със спрей боя).
  
• За да премахна фитингите за свързване на маркучите, пробих дупки.
  
  
  
  
• Върху шперплат се полага експандиран полистирол с дебелина 50 мм.
  
  
  
  
• Положих пластмасовия колектор върху полистироловата пяна.
  
  
  
  
  
  
  
• От всички страни на панела към шперплата беше завинтен дървен блок, който служи като вид ограда.
  
• Отгоре цялата конструкция беше покрита с дебел пластмасов филм, който беше закрепен с лента и скоби с помощта на строителен телбод.

Така получих топлинен колектор в надежден „калъф“, благодарение на който пластмасовият панел е защитен от механични натоварвания.
Забележка! Използвах обикновен прозрачен полиетилен, но на снимката изглежда, че е бял - това е отблясък.

Пълнене на системата

Сега можете да напълните колектора с вода и да тествате работата на системата. Монтирах го под ъгъл и резервоара (празен) малко по-високо. Един маркуч е свързан към долния фитинг, вторият към горния. За да напълня системата с вода, свързах долния маркуч към водопровода и леко отворих крана, така че системата постепенно да се напълни с вода.Това е необходимо, така че водата постепенно да измества целия въздух. Когато излезе вода от втория маркуч (колекторът беше напълно пълен), отворих крана докрай, така че останалият въздух да излезе под налягане на водата. Напълних и съда с вода.

Когато вече нямаше въздушни мехурчета във водния поток, излизащ от изходящия маркуч, спрях водата и потопих двата края на маркуча във вода в резервоара (винаги трябва да са под вода, за да не влиза въздух в системата ).

Тестване и тестване на слънчеви бойлери

Когато системата се напълни, под въздействието на слънчевата топлина, водата, разположена в тънките канали на пластмасовия панел, се нагрява и постепенно се движи нагоре, образувайки естествена циркулация. Студената вода тече от резервоара през долния маркуч, а загрятата вода от колектора влиза в същия резервоар през горния маркуч. Постепенно водата в съда се загрява.

За да илюстрирам експеримента, използвах цифров термометър с външен температурен сензор. Първо измерих температурата на водата в съда - беше 23 °C. След това вкарах датчика в изходящия маркуч, през който загрятата в колектора вода се влива в резервоара. Термометърът показваше 50°C. Слънчевата система за отопление на вода работи!

Заключение

Въз основа на резултатите от тестването на работата на колекторната система за 1 час получих нагряване на 20,2 литра вода (7,2 литра в самия колектор и 13 литра, които събрах в съд за експеримента) от 23 до 37 °C.
Разбира се, производителността и ефективността на системата зависят от слънчевата активност: колкото по-ярко грее слънцето, толкова повече водата се загрява и по-голям обем може да се загрее за по-малко време. Но за летен душ мисля, че този колектор е напълно достатъчен.

Оригинална статия на английски език