Collettore solare in policarbonato

Su Internet ho visto molte tecnologie e metodi diversi per realizzare scaldacqua solari e ho deciso di condividere la mia esperienza. Considero questo progetto molto riuscito, poiché letteralmente ogni centimetro della superficie del collettore è a diretto contatto con l'acqua riscaldata. Inoltre, utilizzando la tecnologia come base, puoi facilmente costruire un collezionista della dimensione richiesta.

Concetto di progetto

L'essenza del collettore solare è che l'acqua fredda dal serbatoio scorre per gravità nel collettore. L'acqua riscaldata risale attraverso i canali e rifluisce nel serbatoio. Pertanto, la circolazione naturale viene creata in un sistema chiuso.
Il collettore è costituito da una lastra di policarbonato o altra plastica con all'interno dei quadri cavi disposti longitudinalmente. Per aumentare l'assorbimento della luce solare e migliorare le prestazioni del collettore (la velocità con cui l'acqua si riscalda), la plastica può essere verniciata di nero. Ma qui è importante ricordare che la lastra è realizzata in policarbonato piuttosto sottile, quindi se viene riscaldata fortemente in assenza di circolazione, può ammorbidirsi o deformarsi, causando perdite d'acqua.
Vale anche la pena notare che questo dispositivo non è adatto per l'installazione in locali residenziali ai fini della fornitura di acqua calda. Questo progetto sperimentale è più adatto per attrezzare una doccia estiva in un cottage estivo.

Strumenti e materiali

Strumenti di cui avrai bisogno:

• Sega circolare e manuale.
  
• Trapano elettrico.
  
• Coltello.
  
• Roulette.
  
• Cacciavite.
  
• Pistola per colla siliconica.
  
• Cucitrice da costruzione.

Materiali per il collezionista:

• Lastra in policarbonato con canali cavi.
  
• Tubo in plastica ABS.
  
• 4 tappi per tubi.
  
• Nippli filettati in plastica da 2 ½ pollici con raccordo per tubo.
  
• Tubo di sigillante siliconico.
  
• Vernice spray se hai intenzione di dipingere.

Materiali del telaio:

• 1 foglio di compensato.
  
• Lastra in polistirolo espanso. Puoi anche usare i quadrati di schiuma.
  
• Trave in legno di sezione 100×100 mm.
  
• Pellicola di polietilene, nastro.
  
• Bulloni, dadi, rondelle, staffe per il fissaggio.

Materiali per organizzare la circolazione dell'acqua:

• Un serbatoio o contenitore adatto per l'acqua.
  
• Per collegare il serbatoio sarà necessario un tubo da giardino, la cui lunghezza dipende dalla distanza del contenitore dell'acqua dal collettore stesso.
  
• Diversi morsetti per il collegamento del tubo.

Per testare chiaramente le prestazioni del collettore di acqua calda, ho utilizzato un termometro digitale.

Tecnologia passo-passo per l'assemblaggio di un collettore solare

Prima di tutto, devi tagliare la lastra di policarbonato nelle dimensioni richieste. Avevo progettato di realizzare un collezionista di 1x2 metri e sono partito da questo fatto. L'ordine di lavoro è il seguente:

• Il tubo in plastica ABS viene tagliato in pezzi di lunghezza tale da corrispondere alla larghezza della lamiera. Nel mio caso è 1 metro.
  
• Sul lato dei due tappi è necessario praticare dei fori per i capezzoli.Se non avete un trapano del diametro adeguato potete allargare il forellino con una lima tonda.
  
  
  
  
• Affinché i tappi con gli adattatori installati si adattassero ai tubi, era necessario tagliare un foro semicircolare, come mostrato nella foto.
  
  
  
  
  
  
  
• Ho quindi utilizzato una sega da tavolo per tagliare entrambi i tubi per creare un taglio cesareo.
  
  
  
  Quando si esegue questa operazione, è necessario prestare attenzione e tenere conto della posizione e della direzione richiesta degli adattatori del capezzolo.
  
  
  
  
• Lo stesso taglio dovrà essere effettuato nei tappi affinché il pannello in plastica possa inserirsi al loro interno.
  
  
  
  
  
  
  
• Una volta completate tutte le operazioni preparatorie, è necessario assemblare a secco tutte le parti per verificarne la compatibilità e, se necessario, apportare modifiche.
  
• Una volta sistemati tutti gli elementi, la struttura viene smontata e rimontata utilizzando colla siliconica per sigillare tutte le giunture. Oltre a rivestire le giunture con sigillante, consiglio di applicare un po' di silicone sulla parte esterna di tutte le cuciture dopo il montaggio.

Affinché il sigillante si asciughi bene, la struttura assemblata deve essere lasciata immobile per circa un giorno, dopodiché si può iniziare a controllarne la tenuta. Per fare ciò, i tubi sono collegati agli adattatori di ingresso e di uscita, uno dei quali è collegato alla rete idrica. Dopo che il collettore è stato completamente riempito d'acqua, tutte le giunture e le connessioni vengono controllate per individuare eventuali perdite. Se viene rilevata una perdita, l'acqua viene scaricata e dopo l'asciugatura la connessione problematica viene richiusa.
Per poter calcolare la produttività e l'efficienza del collettore, è necessario conoscerne il volume. Per fare ciò, l'acqua del collettore deve essere scaricata in un contenitore.Ad esempio, il mio pannello contiene 7,2 litri (compresi i tubi).

Realizzazione del telaio e assemblaggio del pannello

In linea di principio il collettore può già essere utilizzato posizionandolo su un tetto o su un'altra superficie piana e fissa. Ma ho deciso di realizzare una sorta di alloggiamento per il pannello di plastica in modo da ridurre la probabilità di danni durante il sollevamento/abbassamento dal tetto della stalla, nella quale ho deciso di installare una doccia estiva, visto che ho intenzione di rimuoverla per l'inverno.
L'assemblaggio passo passo della custodia è descritto di seguito:

• Il foglio di compensato viene tagliato alla dimensione del collettore assemblato con una sovrapposizione di 10 cm su ciascun lato (ho prima dipinto il foglio di plastica di nero con vernice spray).
  
• Per rimuovere i raccordi per il collegamento dei tubi, ho praticato dei fori.
  
  
  
  
• Sul compensato è stato posato polistirolo espanso di spessore 50 mm.
  
  
  
  
• Ho appoggiato il collettore di plastica sopra il polistirolo espanso.
  
  
  
  
  
  
  
• Su tutti i lati del pannello, un blocco di legno è stato avvitato al compensato, che funge da sorta di recinzione.
  
• Dall'alto, l'intera struttura era ricoperta da una spessa pellicola di plastica, fissata con nastro adesivo e graffette utilizzando una cucitrice meccanica.

Pertanto, ho ricevuto un collettore di calore in una "custodia" affidabile, grazie alla quale il pannello di plastica è protetto dalle sollecitazioni meccaniche.
Nota! Ho usato il normale polietilene trasparente, ma nella foto sembra bianco: è abbagliante.

Riempimento del sistema

Ora puoi riempire il collettore con acqua e testare le prestazioni del sistema. L'ho installato in un angolo e il serbatoio (vuoto) un po' più in alto. Un tubo è collegato al raccordo inferiore, il secondo a quello superiore. Per riempire d'acqua l'impianto, ho collegato il tubo inferiore alla rete idrica e ho aperto leggermente la valvola in modo che l'impianto si riempisse d'acqua gradualmente.Ciò è necessario affinché l'acqua sposti gradualmente tutta l'aria. Quando l'acqua è uscita dal secondo tubo (il collettore era completamente pieno), ho aperto completamente la valvola in modo che l'aria rimanente uscisse sotto la pressione dell'acqua. Ho riempito anche il contenitore dell'acqua.

Quando non c'erano più bolle d'aria nel flusso d'acqua che usciva dal tubo di scarico, ho chiuso l'acqua e ho immerso entrambe le estremità del tubo nell'acqua nel serbatoio (devono essere sempre sott'acqua in modo che l'aria non entri nel sistema ).

Test e test dello scaldacqua solare

Quando il sistema è pieno, sotto l'influenza del calore solare, l'acqua situata nei sottili canali del pannello di plastica si riscalda e si sposta gradualmente verso l'alto, formando una circolazione naturale. L'acqua fredda scorre dal serbatoio attraverso il tubo inferiore e l'acqua riscaldata dal collettore entra nello stesso serbatoio attraverso il tubo superiore. A poco a poco l'acqua nel contenitore si riscalda.

Per illustrare l'esperimento, ho utilizzato un termometro digitale con sensore di temperatura esterno. Per prima cosa ho misurato la temperatura dell'acqua nel contenitore: era 23 °C. Successivamente ho inserito il sensore nel tubo di scarico attraverso il quale l'acqua riscaldata nel collettore confluisce nel serbatoio. Il termometro segnava 50°C. Il sistema solare di riscaldamento dell'acqua funziona!

Conclusione

Sulla base dei risultati del test delle prestazioni del sistema di collettori per 1 ora, ho ricevuto il riscaldamento di 20,2 litri di acqua (7,2 litri nel collettore stesso e 13 litri che ho raccolto in un contenitore per l'esperimento) da 23 a 37 °C.
Naturalmente, le prestazioni e l'efficienza del sistema dipendono dall'attività solare: più il sole splende, più l'acqua si riscalda e un volume maggiore può essere riscaldato in meno tempo. Ma per una doccia estiva, penso che questo collezionista sia abbastanza.

Articolo originale in inglese