Πολυκαρβονικός ηλιακός συλλέκτης

Στο Διαδίκτυο είδα πολλές διαφορετικές τεχνολογίες και μεθόδους για την κατασκευή ηλιακών θερμοσιφώνων και αποφάσισα να μοιραστώ τη δική μου εμπειρία. Το εγχείρημα αυτό το θεωρώ πολύ επιτυχημένο, αφού κυριολεκτικά κάθε εκατοστό της επιφάνειας του συλλέκτη έρχεται σε άμεση επαφή με θερμαινόμενο νερό. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας την τεχνολογία ως βάση, μπορείτε εύκολα να φτιάξετε έναν συλλέκτη του απαιτούμενου μεγέθους.

Έννοια του έργου

Η ουσία του ηλιακού συλλέκτη είναι ότι το κρύο νερό από τη δεξαμενή ρέει μέσω της βαρύτητας στον συλλέκτη. Το θερμαινόμενο νερό ανεβαίνει μέσω των καναλιών και ρέει πίσω στη δεξαμενή. Έτσι, δημιουργείται φυσική κυκλοφορία σε ένα κλειστό σύστημα.
Η πολλαπλή είναι κατασκευασμένη από ένα φύλλο πολυανθρακικού ή άλλου πλαστικού με κούφια τετράγωνα στο εσωτερικό να τρέχουν κατά μήκος. Για να αυξηθεί η απορρόφηση του ηλιακού φωτός και να βελτιωθεί η απόδοση του συλλέκτη (ο ρυθμός με τον οποίο θερμαίνεται το νερό), το πλαστικό μπορεί να βαφτεί μαύρο. Αλλά εδώ είναι σημαντικό να θυμάστε ότι το φύλλο είναι κατασκευασμένο από μάλλον λεπτό πολυανθρακικό, οπότε αν θερμανθεί έντονα απουσία κυκλοφορίας, μπορεί να μαλακώσει ή να παραμορφωθεί, γεγονός που θα οδηγήσει σε διαρροές νερού.
Αξίζει επίσης να σημειωθεί ότι αυτή η συσκευή δεν είναι κατάλληλη για εγκατάσταση σε οικιστικούς χώρους για παροχή ζεστού νερού. Αυτό το πειραματικό έργο είναι πιο κατάλληλο για τον εξοπλισμό ενός καλοκαιρινού ντους σε ένα καλοκαιρινό εξοχικό σπίτι.

Εργαλεία και υλικά

Εργαλεία που θα χρειαστείτε:

• Κυκλικό και χειροκίνητο πριόνι.
  
• Ηλεκτρικό τρυπάνι.
  
• Μαχαίρι.
  
• Ρουλέτα.
  
• Κατσαβίδι.
  
• Πιστόλι κόλλας σιλικόνης.
  
• Συρραπτικό κατασκευής.

Υλικά για τον συλλέκτη:

• Πολυκαρβονικό φύλλο με κούφια κανάλια.
  
• Πλαστικός σωλήνας ABS.
  
• 4 βύσματα σωλήνα.
  
• Θηλές με πλαστικό σπείρωμα 2 ½ ιντσών με εξάρτημα σωλήνα.
  
• Σωλήνας από σφραγιστικό σιλικόνης.
  
• Ψεκάστε χρώμα εάν σκοπεύετε να βάψετε.

Υλικά πλαισίου:

• 1 φύλλο κόντρα πλακέ.
  
• Φύλλο διογκωμένης πολυστερίνης. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε τετράγωνα αφρού.
  
• Ξύλινο δοκάρι διατομής 100×100 mm.
  
• Μεμβράνη πολυαιθυλενίου, ταινία.
  
• Μπουλόνια, παξιμάδια, ροδέλες, βραχίονες για στερέωση.

Υλικά για την οργάνωση της κυκλοφορίας του νερού:

• Κατάλληλη δεξαμενή ή δοχείο για νερό.
  
• Για να συνδέσετε τη δεξαμενή, θα χρειαστείτε έναν εύκαμπτο σωλήνα κήπου, το μήκος του οποίου εξαρτάται από την απόσταση του δοχείου νερού από τον ίδιο τον συλλέκτη.
  
• Αρκετοί σφιγκτήρες για τη σύνδεση του εύκαμπτου σωλήνα.

Για να ελέγξω ξεκάθαρα την απόδοση του συλλέκτη ζεστού νερού, χρησιμοποίησα ένα ψηφιακό θερμόμετρο.

Βήμα-βήμα τεχνολογία συναρμολόγησης ηλιακού συλλέκτη

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να κόψετε το φύλλο πολυανθρακικού στις απαιτούμενες διαστάσεις. Σχεδίαζα να φτιάξω έναν συλλέκτη διαστάσεων 1x2 μέτρων, και προχώρησα από αυτό το γεγονός. Η σειρά εργασιών έχει ως εξής:

• Ο πλαστικός σωλήνας ABS κόβεται σε κομμάτια τέτοιου μήκους ώστε να αντιστοιχεί στο πλάτος του φύλλου. Στην περίπτωσή μου είναι 1 μέτρο.
  
• Στο πλάι των δύο καλυμμάτων πρέπει να ανοίξετε τρύπες για τις θηλές.Αν δεν έχετε τρυπάνι της κατάλληλης διαμέτρου, μπορείτε να διευρύνετε τη μικρή τρύπα με μια στρογγυλή λίμα.
  
  
  
  
• Για να χωρέσουν τα βύσματα με τους εγκατεστημένους προσαρμογείς στους σωλήνες, έπρεπε να κοπεί μια ημικυκλική τρύπα, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.
  
  
  
  
  
  
  
• Στη συνέχεια χρησιμοποίησα ένα επιτραπέζιο πριόνι για να κόψω και τους δύο σωλήνες για να δημιουργήσω καισαρική τομή.
  
  
  
  Κατά την εκτέλεση αυτής της λειτουργίας, πρέπει να είστε προσεκτικοί και να λαμβάνετε υπόψη τη θέση και την απαιτούμενη κατεύθυνση των προσαρμογέων θηλής.
  
  
  
  
• Το ίδιο κόψιμο πρέπει να γίνει και στα καπάκια, ώστε το πλαστικό πάνελ να χωράει σε αυτά.
  
  
  
  
  
  
  
• Όταν ολοκληρωθούν όλες οι προπαρασκευαστικές εργασίες, πρέπει να συναρμολογήσετε στεγνά όλα τα εξαρτήματα για να εξασφαλίσετε τη συμβατότητά τους και, εάν είναι απαραίτητο, να κάνετε ρυθμίσεις.
  
• Όταν ρυθμιστούν όλα τα στοιχεία, η δομή αποσυναρμολογείται και επανασυναρμολογείται χρησιμοποιώντας κόλλα σιλικόνης για τη σφράγιση όλων των αρμών. Εκτός από την επίστρωση των αρμών με στεγανωτικό, συνιστώ να εφαρμόσετε λίγη σιλικόνη στο εξωτερικό όλων των ραφών μετά τη συναρμολόγηση.

Για να στεγνώσει καλά το στεγανωτικό, η συναρμολογημένη δομή πρέπει να μείνει ακίνητη για περίπου μία ημέρα, μετά την οποία μπορείτε να αρχίσετε να ελέγχετε τη στεγανότητα. Για να γίνει αυτό, οι εύκαμπτοι σωλήνες συνδέονται με τους προσαρμογείς εισόδου και εξόδου, ένας από τους οποίους συνδέεται με την παροχή νερού. Αφού γεμίσει πλήρως ο συλλέκτης με νερό, όλες οι ραφές και οι συνδέσεις ελέγχονται για διαρροές. Εάν εντοπιστεί διαρροή, το νερό αποστραγγίζεται και μετά το στέγνωμα, η προβληματική σύνδεση σφραγίζεται ξανά.
Για να μπορέσετε να υπολογίσετε την παραγωγικότητα και την απόδοση του συλλέκτη, πρέπει να γνωρίζετε τον όγκο του. Για να γίνει αυτό, το νερό από τον συλλέκτη πρέπει να αποστραγγιστεί σε κάποιο δοχείο.Για παράδειγμα, το πάνελ μου περιέχει 7,2 λίτρα (συμπεριλαμβανομένων των σωλήνων).

Κατασκευή του πλαισίου και συναρμολόγηση του πίνακα

Κατ' αρχήν, ο συλλέκτης μπορεί ήδη να χρησιμοποιηθεί τοποθετώντας τον σε στέγη ή άλλη επίπεδη, σταθερή επιφάνεια. Αλλά αποφάσισα να φτιάξω ένα είδος περιβλήματος για το πλαστικό πάνελ για να μειώσω την πιθανότητα ζημιάς κατά την ανύψωση/κατέβασμα από την οροφή του αχυρώνα, στην οποία αποφάσισα να εγκαταστήσω ένα καλοκαιρινό ντους, καθώς σκοπεύω να το αφαιρέσω για το χειμώνα.
Η βήμα προς βήμα συναρμολόγηση της θήκης περιγράφεται παρακάτω:

• Το φύλλο κόντρα πλακέ κόβεται στο μέγεθος του συναρμολογημένου συλλέκτη με επικάλυψη 10 cm σε κάθε πλευρά (πρώτα έβαψα το πλαστικό φύλλο μαύρο με μπογιά ψεκασμού).
  
• Για να αφαιρέσω τα εξαρτήματα για τη σύνδεση των εύκαμπτων σωλήνων, άνοιξα τρύπες.
  
  
  
  
• Στο κόντρα πλακέ τοποθετήθηκε διογκωμένη πολυστερίνη πάχους 50 mm.
  
  
  
  
• Έστρωσα την πλαστική πολλαπλή πάνω από τον αφρό πολυστερίνης.
  
  
  
  
  
  
  
• Σε όλες τις πλευρές του πίνακα, ένα ξύλινο μπλοκ βιδώθηκε στο κόντρα πλακέ, το οποίο χρησιμεύει ως ένα είδος περίφραξης.
  
• Από πάνω, ολόκληρη η κατασκευή καλύφθηκε με παχιά πλαστική μεμβράνη, η οποία στερεώθηκε με ταινία και συνδετήρες χρησιμοποιώντας συρραπτικό κατασκευής.

Έτσι, έλαβα έναν συλλέκτη θερμότητας σε μια αξιόπιστη "θήκη", χάρη στην οποία το πλαστικό πάνελ προστατεύεται από μηχανική καταπόνηση.
Σημείωση! Χρησιμοποίησα κανονικό διαφανές πολυαιθυλένιο, αλλά στη φωτογραφία φαίνεται σαν να είναι λευκό - αυτό είναι έντονο.

Γέμισμα του συστήματος

Τώρα μπορείτε να γεμίσετε τον συλλέκτη με νερό και να δοκιμάσετε την απόδοση του συστήματος. Το εγκατέστησα υπό γωνία και το ρεζερβουάρ (άδειο) λίγο πιο πάνω. Ένας εύκαμπτος σωλήνας συνδέεται στο κάτω εξάρτημα, ο δεύτερος στο επάνω. Για να γεμίσω το σύστημα με νερό, συνέδεσα τον κάτω σωλήνα στην παροχή νερού και άνοιξα ελαφρά τη βαλβίδα, ώστε το σύστημα να γεμίσει με νερό σταδιακά.Αυτό είναι απαραίτητο ώστε το νερό να εκτοπίζει σταδιακά όλο τον αέρα. Όταν βγήκε νερό από το δεύτερο λάστιχο (ο συλλέκτης είχε γεμίσει τελείως), άνοιξα τη βαλβίδα μέχρι τέρμα, ώστε ο υπόλοιπος αέρας να βγει κάτω από την πίεση του νερού. Γέμισα και το δοχείο με το νερό.

Όταν δεν υπήρχαν άλλες φυσαλίδες αέρα στη ροή του νερού που έβγαινε από τον εύκαμπτο σωλήνα εξόδου, έκλεισα το νερό και βύθισα και τα δύο άκρα του εύκαμπτου σωλήνα στο νερό στη δεξαμενή (πρέπει να είναι πάντα κάτω από το νερό για να μην εισέρχεται αέρας στο σύστημα ).

Δοκιμές και δοκιμές ηλιακών θερμοσιφώνων

Όταν το σύστημα γεμίσει, υπό την επίδραση της ηλιακής θερμότητας, το νερό που βρίσκεται στα λεπτά κανάλια του πλαστικού πάνελ θερμαίνεται και σταδιακά κινείται προς τα πάνω, σχηματίζοντας φυσική κυκλοφορία. Το κρύο νερό ρέει από τη δεξαμενή μέσω του κάτω εύκαμπτου σωλήνα και το θερμαινόμενο νερό από τον συλλέκτη εισέρχεται στην ίδια δεξαμενή μέσω του επάνω εύκαμπτου σωλήνα. Σταδιακά το νερό στο δοχείο ζεσταίνεται.

Για να δείξω το πείραμα, χρησιμοποίησα ένα ψηφιακό θερμόμετρο με έναν εξωτερικό αισθητήρα θερμοκρασίας. Πρώτα, μέτρησα τη θερμοκρασία του νερού στο δοχείο - ήταν 23 °C. Στη συνέχεια έβαλα τον αισθητήρα στον εύκαμπτο σωλήνα εξόδου μέσω του οποίου το νερό που θερμαίνεται στην πολλαπλή ρέει στη δεξαμενή. Το θερμόμετρο έδειξε 50°C. Το ηλιακό σύστημα θέρμανσης νερού λειτουργεί!

συμπέρασμα

Με βάση τα αποτελέσματα της δοκιμής της απόδοσης του συστήματος συλλέκτη για 1 ώρα, έλαβα θέρμανση 20,2 λίτρων νερού (7,2 λίτρα στον ίδιο τον συλλέκτη και 13 λίτρα που συγκέντρωσα σε ένα δοχείο για το πείραμα) από 23 έως 37 °C.
Φυσικά, η απόδοση και η αποδοτικότητα του συστήματος εξαρτάται από την ηλιακή δραστηριότητα: όσο πιο λαμπερός λάμπει ο ήλιος, τόσο περισσότερο θερμαίνεται το νερό και μπορεί να θερμανθεί μεγαλύτερος όγκος σε λιγότερο χρόνο. Αλλά για ένα καλοκαιρινό ντους, νομίζω ότι αυτός ο συλλέκτης είναι αρκετά αρκετός.

Πρωτότυπο άρθρο στα αγγλικά