Polikarbonatni solarni kolektor

Na internetu sam vidio puno različitih tehnologija i metoda za izradu solarnih grijača vode i odlučio podijeliti vlastito iskustvo. Ovaj projekt smatram vrlo uspješnim, jer je doslovno svaki centimetar površine kolektora u izravnom kontaktu sa zagrijanom vodom. Osim toga, koristeći tehnologiju kao osnovu, možete jednostavno izgraditi kolektor potrebne veličine.

Koncept projekta

Suština solarnog kolektora je da hladna voda iz rezervoara teče gravitacijom u kolektor. Zagrijana voda se diže kroz kanale i teče natrag u spremnik. Tako se u zatvorenom sustavu stvara prirodna cirkulacija.
Razdjelnik je izrađen od ploče polikarbonata ili druge plastike sa šupljim kvadratima koji se protežu po dužini. Kako bi se povećala apsorpcija sunčeve svjetlosti i poboljšala učinkovitost kolektora (brzina zagrijavanja vode), plastika se može obojiti u crno. Ali ovdje je važno zapamtiti da je ploča izrađena od prilično tankog polikarbonata, pa ako se jako zagrijava u nedostatku cirkulacije, može omekšati ili se deformirati, što će dovesti do curenja vode.
Također je vrijedno napomenuti da ovaj uređaj nije prikladan za ugradnju u stambene prostore u svrhu opskrbe toplom vodom. Ovaj eksperimentalni projekt prikladniji je za opremanje ljetnog tuša u ljetnoj kućici.

Alati i materijali

Alati koji će vam trebati:

• Kružna i ručna pila.
  
• Električna bušilica.
  
• Nož.
  
• Rulet.
  
• Odvijač.
  
• Pištolj za silikonsko ljepilo.
  
• Građevinska spajalica.

Materijali za kolektor:

• Polikarbonatna ploča sa šupljim kanalima.
  
• ABS plastična cijev.
  
• 4 čepa za cijevi.
  
• Plastične navojne nastavke od 2 ½ inča s priključkom za crijevo.
  
• Tuba silikonskog brtvila.
  
• Sprej boju ako planirate bojati.

Materijali okvira:

• 1 list šperploče.
  
• List od ekspandiranog polistirena. Također možete koristiti pjenaste kvadrate.
  
• Drvena greda presjeka 100×100 mm.
  
• Polietilenski film, traka.
  
• Vijci, matice, podloške, nosači za pričvršćivanje.

Materijali za organizaciju cirkulacije vode:

• Odgovarajući rezervoar ili posuda za vodu.
  
• Za spajanje spremnika trebat će vam vrtno crijevo čija duljina ovisi o udaljenosti posude s vodom od samog kolektora.
  
• Nekoliko stezaljki za spajanje crijeva.

Kako bih jasno testirao rad kolektora tople vode, koristio sam digitalni termometar.

Korak po korak tehnologija sastavljanja solarnog kolektora

Prije svega, potrebno je izrezati polikarbonatni list na potrebne dimenzije. Planirao sam napraviti kolektor dimenzija 1x2 metra i krenuo sam od te činjenice. Redoslijed rada je sljedeći:

• ABS plastična cijev se reže na komade takve duljine da odgovara širini lima. U mom slučaju to je 1 metar.
  
• Sa strane dvaju čepova morate izbušiti rupe za bradavice.Ako nemate svrdlo odgovarajućeg promjera, rupicu možete proširiti okruglom turpijom.
  
  
  
  
• Da bi čepovi s ugrađenim adapterima mogli stati na cijevi, u njima je trebalo izrezati polukružnu rupu, kao što je prikazano na fotografiji.
  
  
  
  
  
  
  
• Zatim sam stolnom pilom prerezao obje cijevi kako bih napravio C-presjek.
  
  
  
  Prilikom izvođenja ove operacije morate biti oprezni i uzeti u obzir položaj i potreban smjer adaptera za bradavice.
  
  
  
  
• Isti rez mora se napraviti u kapama tako da plastična ploča može stati u njih.
  
  
  
  
  
  
  
• Kada su sve pripremne radnje dovršene, morate na suho sastaviti sve dijelove kako biste osigurali njihovu kompatibilnost i, ako je potrebno, izvršiti prilagodbe.
  
• Kada su svi elementi podešeni, konstrukcija se rastavlja i ponovno sastavlja pomoću silikonskog ljepila za brtvljenje svih spojeva. Osim premazivanja spojeva brtvilom, preporučam nanošenje malo silikona na vanjske strane svih šavova nakon montaže.

Da bi se brtvilo dobro osušilo, sastavljena konstrukcija mora biti nepomična oko jedan dan, nakon čega možete početi provjeravati nepropusnost. Da biste to učinili, crijeva su spojena na ulazne i izlazne adaptere, od kojih je jedan spojen na dovod vode. Nakon što je kolektor potpuno napunjen vodom, provjeravaju se nepropusnost svih šavova i spojeva. Ako se otkrije curenje, voda se ispušta i nakon sušenja problematični spoj se ponovno brtvi.
Da biste mogli izračunati produktivnost i učinkovitost kolektora, morate znati njegov volumen. Da biste to učinili, voda iz kolektora mora se ispustiti u neki spremnik.Na primjer, moja ploča sadrži 7,2 litre (uključujući crijeva).

Izrada okvira i montaža panela

U principu, kolektor se već može koristiti postavljanjem na krov ili drugu ravnu, nepokretnu površinu. Ali odlučio sam napraviti svojevrsno kućište za plastičnu ploču kako bih smanjio vjerojatnost oštećenja prilikom dizanja/spuštanja s krova staje u koju sam odlučio ugraditi ljetni tuš, jer ga planiram ukloniti za zimu.
Montaža kućišta korak po korak opisana je u nastavku:

• Ploča šperploče je izrezana na veličinu sastavljenog kolektora s preklapanjem od 10 cm sa svake strane (plastičnu ploču sam prvo obojao crnom bojom u spreju).
  
• Da bih uklonio priključke za spajanje crijeva, izbušio sam rupe.
  
  
  
  
• Na šperploču je postavljen ekspandirani polistiren debljine 50 mm.
  
  
  
  
• Položio sam plastični razdjelnik na polistirensku pjenu.
  
  
  
  
  
  
  
• Sa svih strana panela na šperploču je pričvršćen drveni blok koji služi kao neka vrsta ograde.
  
• Odozgo je cijela konstrukcija prekrivena debelom plastičnom folijom, koja je pričvršćena trakom i spajalicama pomoću građevinske klamerice.

Tako sam dobio kolektor topline u pouzdanom "kućištu", zahvaljujući kojem je plastična ploča zaštićena od mehaničkih naprezanja.
Bilješka! Koristio sam obični prozirni polietilen, ali na fotografiji izgleda kao da je bijel - to je odsjaj.

Punjenje sustava

Sada možete napuniti kolektor vodom i testirati rad sustava. Ugradio sam ga pod kutom, a rezervoar (prazan) malo više. Jedno crijevo spojeno je na donji priključak, a drugo na gornji. Da bih napunio sustav vodom, spojio sam donje crijevo na dovod vode i lagano otvorio ventil tako da se sustav postupno punio vodom.To je neophodno kako bi voda postupno istisnula sav zrak. Kad je voda izašla iz drugog crijeva (kolektor je bio skroz napunjen), otvorio sam ventil do kraja tako da je preostali zrak izašao pod pritiskom vode. Napunila sam i posudu za vodu.

Kad više nije bilo mjehurića zraka u protoku vode koja je izlazila iz odvodnog crijeva, zatvorio sam vodu i oba kraja crijeva uronio u vodu u rezervoaru (trebaju uvijek biti pod vodom da zrak ne ulazi u sustav ).

Ispitivanje i testiranje solarnih grijača vode

Kada je sustav napunjen, pod utjecajem sunčeve topline, voda koja se nalazi u tankim kanalima plastične ploče zagrijava se i postupno kreće prema gore, stvarajući prirodnu cirkulaciju. Hladna voda teče iz spremnika kroz donje crijevo, a zagrijana voda iz kolektora ulazi u isti spremnik kroz gornje crijevo. Postupno se voda u posudi zagrijava.

Za ilustraciju eksperimenta koristio sam digitalni termometar s vanjskim senzorom temperature. Prvo sam izmjerio temperaturu vode u posudi - bila je 23 °C. Zatim sam senzor ubacio u odvodno crijevo kroz koje voda zagrijana u razdjelniku teče u rezervoar. Termometar je pokazivao 50 °C. Solarni sustav grijanja vode radi!

Zaključak

Na temelju rezultata ispitivanja rada kolektorskog sustava tijekom 1 sata dobio sam zagrijavanje 20,2 litre vode (7,2 litre u samom kolektoru i 13 litara koje sam skupio u posudu za eksperiment) od 23 do 37 °C.
Naravno, performanse i učinkovitost sustava ovise o solarnoj aktivnosti: što jače sunce sja, voda se više zagrijava i veći volumen može se zagrijati u kraćem vremenu. Ali za ljetni pljusak mislim da je ovaj kolektor sasvim dovoljan.

Izvorni članak na engleskom jeziku