Col·lector solar de policarbonat

A Internet vaig veure moltes tecnologies i mètodes diferents per fer escalfadors d'aigua solars i vaig decidir compartir la meva pròpia experiència. Considero que aquest projecte és molt reeixit, ja que literalment cada centímetre de la superfície del col·lector està en contacte directe amb l'aigua calenta. A més, utilitzant la tecnologia com a base, podeu construir fàcilment un col·lector de la mida requerida.

Concepte de projecte

L'essència del col·lector solar és que l'aigua freda del dipòsit flueix per gravetat cap al col·lector. L'aigua escalfada puja pels canals i torna a fluir al dipòsit. Així, es crea circulació natural en un sistema tancat.
El col·lector està fet d'una làmina de policarbonat o un altre plàstic amb quadrats buits a l'interior que corren longitudinalment. Per augmentar l'absorció de la llum solar i millorar el rendiment del col·lector (la velocitat a la qual s'escalfa l'aigua), el plàstic es pot pintar de negre. Però aquí és important recordar que la làmina està feta de policarbonat més aviat prim, de manera que si s'escalfa amb força en absència de circulació, es pot estovar o deformar, cosa que provocarà fuites d'aigua.
També val la pena assenyalar que aquest dispositiu no és adequat per a la instal·lació en locals residencials amb finalitats de subministrament d'aigua calenta. Aquest projecte experimental és més adequat per equipar una dutxa d'estiu en una casa d'estiueig.

Eines i materials

Eines que necessitareu:

• Serra circular i manual.
  
• Trepant elèctric.
  
• Ganivet.
  
• Ruleta.
  
• Tornavís.
  
• Pistola de cola de silicona.
  
• Grapadora de construcció.

Materials per al col·leccionista:

• Làmina de policarbonat amb canals buits.
  
• Tub de plàstic ABS.
  
• 4 taps de tub.
  
• mugrons roscats de plàstic de 2 ½ polzades amb connexió de mànega.
  
• Tub de segellador de silicona.
  
• Pintura en aerosol si teniu previst pintar.

Materials del marc:

• 1 full de fusta contraxapada.
  
• Làmina de poliestirè expandit. També podeu utilitzar quadrats d'escuma.
  
• Biga de fusta amb una secció de 100×100 mm.
  
• Pel·lícula de polietilè, cinta.
  
• Perns, femelles, volanderes, suports per a la subjecció.

Materials per organitzar la circulació de l'aigua:

• Un dipòsit o recipient adequat per a l'aigua.
  
• Per connectar el dipòsit, necessitareu una mànega de jardí, la longitud de la qual depèn de la distància entre el recipient d'aigua i el propi col·lector.
  
• Diverses pinces per connectar la mànega.

Per provar clarament el rendiment del col·lector d'aigua calenta, vaig utilitzar un termòmetre digital.

Tecnologia pas a pas per muntar un col·lector solar

En primer lloc, cal tallar la làmina de policarbonat a les dimensions necessàries. Vaig plantejar fer un col·lector de 1x2 metres i vaig procedir d'aquest fet. L'ordre de treball és el següent:

• El tub de plàstic ABS es talla en trossos de tal longitud que correspongui a l'amplada de la làmina. En el meu cas és d'1 metre.
  
• Al costat dels dos taps cal fer forats per als mugrons.Si no teniu un trepant del diàmetre adequat, podeu eixamplar el petit forat amb una llima rodona.
  
  
  
  
• Per tal que els taps amb adaptadors instal·lats encaixin a les canonades, s'ha hagut de tallar-hi un forat semicircular, tal com es mostra a la foto.
  
  
  
  
  
  
  
• A continuació, vaig utilitzar una serra de taula per tallar els dos tubs per crear una secció C.
  
  
  
  Quan feu aquesta operació, heu de tenir cura i tenir en compte la ubicació i la direcció necessària dels adaptadors de mugrons.
  
  
  
  
• El mateix tall s'ha de fer als taps perquè hi cabi el panell de plàstic.
  
  
  
  
  
  
  
• Quan s'han completat totes les operacions preparatòries, cal assecar totes les peces per garantir la seva compatibilitat i, si cal, fer els ajustos.
  
• Quan tots els elements estan ajustats, l'estructura es desmunta i es torna a muntar amb cola de silicona per segellar totes les juntes. A més de recobrir les juntes amb segellador, recomano aplicar una mica de silicona a l'exterior de totes les costures després del muntatge.

Perquè el segellador s'assequi bé, l'estructura muntada s'ha de deixar immòbil durant aproximadament un dia, després del qual podeu començar a comprovar l'estanquitat. Per fer-ho, les mànegues estan connectades als adaptadors d'entrada i sortida, un dels quals està connectat al subministrament d'aigua. Després d'omplir completament el col·lector d'aigua, es comprova que totes les costures i connexions no hi hagi fuites. Si es detecta una fuita, l'aigua es drena i, després de l'assecat, es torna a tancar la connexió problemàtica.
Per poder calcular la productivitat i l'eficiència del col·lector, cal conèixer el seu volum. Per fer-ho, l'aigua del col·lector s'ha de buidar a algun recipient.Per exemple, el meu panell conté 7,2 litres (incloses les mànegues).

Realització del marc i muntatge del panell

En principi, el col·lector ja es pot utilitzar col·locant-lo sobre un sostre o una altra superfície plana i estacionària. Però vaig decidir fer una espècie de carcassa per al panell de plàstic per tal de reduir la probabilitat de danys en aixecar/baixar des del sostre del graner, en el qual vaig decidir instal·lar una dutxa d'estiu, ja que estic pensant en treure-la. per a l'hivern.
A continuació es descriu el muntatge pas a pas de la caixa:

• La làmina de fusta contraxapada es talla a la mida del col·lector muntat amb una superposició de 10 cm a cada costat (primer vaig pintar la làmina de plàstic de negre amb pintura en aerosol).
  
• Per treure els accessoris per connectar les mànegues, vaig perforar forats.
  
  
  
  
• Sobre la fusta contraxapada es va col·locar poliestirè expandit de 50 mm de gruix.
  
  
  
  
• Vaig posar el col·lector de plàstic a sobre de l'escuma de poliestirè.
  
  
  
  
  
  
  
• A tots els costats del panell es va cargolar un bloc de fusta a la fusta contraxapada, que serveix com una mena de tanca.
  
• Des de dalt, tota l'estructura es va cobrir amb una pel·lícula de plàstic gruixuda, que es va assegurar amb cinta i grapes mitjançant una grapadora de construcció.

Així, vaig rebre un col·lector de calor en un "cas" fiable, gràcies al qual el panell de plàstic està protegit de l'estrès mecànic.
Nota! Vaig fer servir polietilè transparent normal, però a la foto sembla que és blanc, això és lluent.

Omplint el sistema

Ara podeu omplir el col·lector amb aigua i provar el rendiment del sistema. El vaig instal·lar en angle i el dipòsit (buit) una mica més alt. Una mànega està connectada a la connexió inferior, la segona a la superior. Per omplir el sistema d'aigua, vaig connectar la mànega inferior al subministrament d'aigua i vaig obrir lleugerament la vàlvula de manera que el sistema es va omplir d'aigua gradualment.Això és necessari perquè l'aigua desplaça gradualment tot l'aire. Quan va sortir aigua de la segona mànega (el col·lector estava completament omplert), vaig obrir la vàlvula del tot perquè l'aire restant sortia sota pressió d'aigua. També vaig omplir el recipient d'aigua.

Quan no hi havia més bombolles d'aire al flux d'aigua que sortia de la mànega de sortida, vaig tancar l'aigua i vaig submergir els dos extrems de la mànega en aigua al dipòsit (sempre haurien d'estar sota l'aigua perquè no entri aire al sistema). ).

Proves i proves de l'escalfador d'aigua solar

Quan el sistema s'omple, sota la influència de la calor solar, l'aigua situada als canals prims del panell de plàstic s'escalfa i es desplaça gradualment cap amunt, formant una circulació natural. L'aigua freda flueix del dipòsit a través de la mànega inferior i l'aigua calenta del col·lector entra al mateix dipòsit a través de la mànega superior. A poc a poc l'aigua del recipient s'escalfa.

Per il·lustrar l'experiment, vaig utilitzar un termòmetre digital amb un sensor de temperatura extern. Primer, vaig mesurar la temperatura de l'aigua del recipient: era de 23 °C. A continuació, vaig inserir el sensor a la mànega de sortida per on l'aigua escalfada al col·lector flueix al dipòsit. El termòmetre mostrava 50 °C. El sistema solar de calefacció d'aigua funciona!

Conclusió

A partir dels resultats de les proves del rendiment del sistema de col·lectors durant 1 hora, vaig rebre un escalfament de 20,2 litres d'aigua (7,2 litres al propi col·lector i 13 litres que vaig recollir en un recipient per a l'experiment) de 23 a 37 °C.
Per descomptat, el rendiment i l'eficiència del sistema depèn de l'activitat solar: com més brillant fa el sol, més s'escalfa l'aigua i es pot escalfar un volum més gran en menys temps. Però per a una dutxa d'estiu, crec que aquest col·leccionista és suficient.

Article original en anglès