Solarkollektor aus Polycarbonat

Im Internet habe ich viele verschiedene Technologien und Methoden zur Herstellung von Solarwarmwasserbereitern gesehen und beschlossen, meine eigenen Erfahrungen zu teilen. Ich halte dieses Projekt für sehr gelungen, da buchstäblich jeder Zentimeter der Kollektoroberfläche in direktem Kontakt mit erhitztem Wasser steht. Darüber hinaus können Sie auf Basis der Technologie problemlos einen Kollektor in der erforderlichen Größe bauen.

Projektkonzept

Das Wesen des Solarkollektors besteht darin, dass kaltes Wasser aus dem Reservoir durch die Schwerkraft in den Kollektor fließt. Das erhitzte Wasser steigt durch die Kanäle nach oben und fließt zurück in den Tank. Somit entsteht eine natürliche Zirkulation in einem geschlossenen System.
Der Verteiler besteht aus einer Platte aus Polycarbonat oder einem anderen Kunststoff mit hohlen Quadraten im Inneren, die in Längsrichtung verlaufen. Um die Absorption des Sonnenlichts zu erhöhen und die Leistung des Kollektors (die Geschwindigkeit, mit der sich das Wasser erwärmt) zu verbessern, kann der Kunststoff schwarz lackiert werden. Hier ist jedoch zu beachten, dass die Platte aus ziemlich dünnem Polycarbonat besteht. Wenn sie also ohne Zirkulation stark erhitzt wird, kann sie weich werden oder sich verformen, was zu Wasserlecks führt.
Es ist auch zu beachten, dass dieses Gerät nicht für die Installation in Wohngebäuden zur Warmwasserversorgung geeignet ist. Dieses experimentelle Projekt eignet sich eher für die Ausstattung einer Sommerdusche in einem Ferienhaus.

Werkzeuge und Materialien

Werkzeuge, die Sie benötigen:

• Kreis- und Handsäge.
  
• Elektrische Bohrmaschine.
  
• Messer.
  
• Roulette.
  
• Schraubendreher.
  
• Silikonklebepistole.
  
• Bauhefter.

Materialien für den Sammler:

• Polycarbonatplatte mit Hohlkanälen.
  
• ABS-Kunststoffrohr.
  
• 4 Rohrstopfen.
  
• 2 ½ Zoll Kunststoff-Gewindenippel mit Schlauchanschluss.
  
• Tube Silikondichtmittel.
  
• Sprühen Sie Farbe, wenn Sie malen möchten.

Rahmenmaterialien:

• 1 Blatt Sperrholz.
  
• Platte aus expandiertem Polystyrol. Sie können auch Schaumstoffquadrate verwenden.
  
• Holzbalken mit einem Querschnitt von 100×100 mm.
  
• Polyethylenfolie, Klebeband.
  
• Schrauben, Muttern, Unterlegscheiben, Halterungen zur Befestigung.

Materialien zur Organisation der Wasserzirkulation:

• Ein geeigneter Vorratsbehälter oder Behälter für Wasser.
  
• Um den Tank anzuschließen, benötigen Sie einen Gartenschlauch, dessen Länge vom Abstand des Wasserbehälters vom Kollektor selbst abhängt.
  
• Mehrere Schellen zum Anschließen des Schlauchs.

Um die Leistung des Warmwasserkollektors eindeutig zu testen, habe ich ein digitales Thermometer verwendet.

Schritt-für-Schritt-Technologie zum Zusammenbau eines Solarkollektors

Zunächst müssen Sie die Polycarbonatplatte auf die erforderlichen Maße zuschneiden. Ich hatte vor, einen 1x2 Meter großen Kollektor zu bauen, und bin von dieser Tatsache ausgegangen. Die Reihenfolge der Arbeiten ist wie folgt:

• Das ABS-Kunststoffrohr wird in so lange Stücke geschnitten, dass es der Breite des Blechs entspricht. In meinem Fall ist es 1 Meter.
  
• In die Seite der beiden Kappen müssen Sie Löcher für die Nippel bohren.Wenn Sie keinen Bohrer mit dem passenden Durchmesser haben, können Sie das kleine Loch mit einer Rundfeile aufweiten.
  
  
  
  
• Damit die Stopfen mit montierten Adaptern auf die Rohre passen, musste ein halbkreisförmiges Loch hineingeschnitten werden, wie auf dem Foto zu sehen ist.
  
  
  
  
  
  
  
• Dann habe ich beide Rohre mit einer Tischkreissäge zugeschnitten, um einen Kaiserschnitt zu erstellen.
  
  
  
  Bei der Durchführung dieses Vorgangs müssen Sie vorsichtig sein und die Position und erforderliche Richtung der Nippeladapter berücksichtigen.
  
  
  
  
• Der gleiche Schnitt muss in den Kappen gemacht werden, damit die Kunststoffplatte hineinpasst.
  
  
  
  
  
  
  
• Wenn alle vorbereitenden Arbeiten abgeschlossen sind, müssen Sie alle Teile trocken zusammenbauen, um ihre Kompatibilität sicherzustellen, und gegebenenfalls Anpassungen vornehmen.
  
• Wenn alle Elemente angepasst sind, wird die Struktur zerlegt und mit Silikonkleber wieder zusammengebaut, um alle Verbindungen abzudichten. Zusätzlich zum Einstreichen der Fugen mit Dichtstoff empfehle ich, nach der Montage außen auf alle Nähte etwas Silikon aufzutragen.

Damit die Dichtmasse gut trocknen kann, muss die zusammengebaute Struktur etwa einen Tag lang still stehen, danach können Sie mit der Überprüfung der Dichtheit beginnen. Dazu werden Schläuche an die Einlass- und Auslassadapter angeschlossen, von denen einer an die Wasserversorgung angeschlossen wird. Nachdem der Kollektor vollständig mit Wasser gefüllt ist, werden alle Nähte und Verbindungen auf Dichtheit überprüft. Wird ein Leck festgestellt, wird das Wasser abgelassen und nach dem Trocknen die problematische Verbindung wieder abgedichtet.
Um die Produktivität und Effizienz des Kollektors berechnen zu können, müssen Sie dessen Volumen kennen. Dazu muss das Wasser aus dem Kollektor in einen Behälter abgelassen werden.Mein Panel fasst beispielsweise 7,2 Liter (inkl. Schläuche).

Herstellung des Rahmens und Montage der Platte

Grundsätzlich kann der Kollektor bereits durch die Platzierung auf einem Dach oder einer anderen ebenen, stationären Fläche genutzt werden. Ich habe mich jedoch entschieden, eine Art Gehäuse für die Kunststoffplatte anzufertigen, um die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung beim Heben/Senken vom Dach der Scheune zu verringern, in der ich beschlossen habe, eine Sommerdusche einzubauen, da ich vorhabe, sie zu entfernen Für den Winter.
Im Folgenden wird der schrittweise Zusammenbau des Gehäuses beschrieben:

• Die Sperrholzplatte wird auf die Größe des zusammengebauten Kollektors mit einer Überlappung von 10 cm auf jeder Seite zugeschnitten (ich habe die Kunststoffplatte zuerst mit Sprühfarbe schwarz lackiert).
  
• Um die Anschlüsse zum Anschließen der Schläuche zu entfernen, habe ich Löcher gebohrt.
  
  
  
  
• Auf das Sperrholz wurde expandiertes Polystyrol mit einer Dicke von 50 mm gelegt.
  
  
  
  
• Ich habe den Kunststoffverteiler auf den Polystyrolschaum gelegt.
  
  
  
  
  
  
  
• Auf allen Seiten der Platte wurde ein Holzklotz mit dem Sperrholz verschraubt, der als eine Art Zaun dient.
  
• Von oben wurde die gesamte Struktur mit einer dicken Kunststofffolie abgedeckt, die mit einem Bautacker mit Klebeband und Heftklammern befestigt wurde.

So habe ich einen Wärmekollektor in einem zuverlässigen „Koffer“ erhalten, dank dem die Kunststoffplatte vor mechanischer Beanspruchung geschützt ist.
Beachten Sie! Ich habe normales transparentes Polyethylen verwendet, aber auf dem Foto sieht es aus, als wäre es weiß – das ist Blendung.

Füllen des Systems

Jetzt können Sie den Kollektor mit Wasser füllen und die Leistung des Systems testen. Ich habe es schräg eingebaut und den Tank (leer) etwas höher. Ein Schlauch wird an die untere Armatur angeschlossen, der zweite an die obere. Um das System mit Wasser zu füllen, habe ich den unteren Schlauch an die Wasserversorgung angeschlossen und das Ventil leicht geöffnet, sodass sich das System nach und nach mit Wasser füllte.Dies ist notwendig, damit das Wasser nach und nach die gesamte Luft verdrängt. Als aus dem zweiten Schlauch Wasser austrat (der Kollektor war vollständig gefüllt), öffnete ich das Ventil ganz, sodass die restliche Luft unter Wasserdruck herauskam. Ich habe auch den Wasserbehälter gefüllt.

Als sich keine Luftblasen mehr im Wasserfluss befanden, der aus dem Auslassschlauch kam, habe ich das Wasser abgestellt und beide Enden des Schlauchs in Wasser im Behälter getaucht (sie sollten immer unter Wasser sein, damit keine Luft in das System eindringt). ).

Prüfung und Prüfung von Solarwarmwasserbereitern

Wenn das System unter dem Einfluss der Sonnenwärme gefüllt ist, erwärmt sich das in den dünnen Kanälen der Kunststoffplatte befindliche Wasser und bewegt sich allmählich nach oben, wodurch eine natürliche Zirkulation entsteht. Kaltes Wasser fließt aus dem Tank durch den unteren Schlauch und erwärmtes Wasser aus dem Kollektor gelangt durch den oberen Schlauch in denselben Tank. Allmählich erwärmt sich das Wasser im Behälter.

Zur Veranschaulichung des Experiments habe ich ein digitales Thermometer mit externem Temperatursensor verwendet. Zuerst habe ich die Temperatur des Wassers im Behälter gemessen – sie betrug 23 °C. Dann habe ich den Sensor in den Auslassschlauch eingeführt, durch den das im Verteiler erhitzte Wasser in den Vorratsbehälter fließt. Das Thermometer zeigte 50 °C an. Die Solaranlage zur Warmwasserbereitung funktioniert!

Abschluss

Basierend auf den Ergebnissen des einstündigen Leistungstests des Kollektorsystems habe ich eine Erwärmung von 20,2 Litern Wasser (7,2 Liter im Kollektor selbst und 13 Liter, die ich in einem Behälter für das Experiment gesammelt habe) von 23 auf 37 °C erhalten.
Natürlich hängt die Leistung und Effizienz des Systems von der Sonnenaktivität ab: Je heller die Sonne scheint, desto stärker erwärmt sich das Wasser und ein größeres Volumen kann in kürzerer Zeit erwärmt werden. Aber für einen Sommerschauer ist dieser Kollektor meiner Meinung nach völlig ausreichend.

Originalartikel auf Englisch