Kolektor słoneczny z poliwęglanu

W Internecie widziałem wiele różnych technologii i metod wytwarzania słonecznych podgrzewaczy wody i postanowiłem podzielić się własnym doświadczeniem. Projekt uważam za bardzo udany, gdyż dosłownie każdy centymetr powierzchni kolektora ma bezpośredni kontakt z podgrzaną wodą. Ponadto, korzystając z tej technologii, można łatwo zbudować kolektor o wymaganej wielkości.

Koncepcja projektu

Istotą kolektora słonecznego jest to, że zimna woda ze zbiornika wpływa grawitacyjnie do kolektora. Podgrzana woda unosi się kanałami do góry i spływa z powrotem do zbiornika. W ten sposób powstaje naturalny obieg w systemie zamkniętym.
Rozdzielacz wykonany jest z arkusza poliwęglanu lub innego tworzywa sztucznego, w którym biegną wzdłużnie wydrążone kwadraty. Aby zwiększyć absorpcję światła słonecznego i poprawić wydajność kolektora (szybkość nagrzewania się wody), plastik można pomalować na czarno. Ale tutaj należy pamiętać, że arkusz jest wykonany z dość cienkiego poliwęglanu, więc jeśli zostanie mocno nagrzany przy braku cyrkulacji, może zmięknąć lub odkształcić się, co doprowadzi do wycieków wody.
Warto również zaznaczyć, że urządzenie to nie nadaje się do montażu w pomieszczeniach mieszkalnych w celu zaopatrzenia w ciepłą wodę. Ten eksperymentalny projekt jest bardziej odpowiedni do wyposażenia letniego prysznica w letnim domku.

Narzędzia i materiały

Narzędzia, których będziesz potrzebować:

• Piła tarczowa i ręczna.
  
• Wiertarka elektryczna.
  
• Nóż.
  
• Ruletka.
  
• Śrubokręt.
  
• Pistolet do kleju silikonowego.
  
• Zszywacz budowlany.

Materiały dla kolekcjonera:

• Arkusz poliwęglanowy z pustymi kanałami.
  
• Rura z tworzywa ABS.
  
• 4 zatyczki do rurek.
  
• Złączki gwintowane z tworzywa sztucznego 2 ½ cala z przyłączem do węża.
  
• Tubka z uszczelniaczem silikonowym.
  
• Farba w sprayu, jeśli planujesz malować.

Materiały ramy:

• 1 arkusz sklejki.
  
• Arkusz styropianu ekspandowanego. Możesz także użyć piankowych kwadratów.
  
• Belka drewniana o przekroju 100×100 mm.
  
• Folia polietylenowa, taśma.
  
• Śruby, nakrętki, podkładki, wsporniki do mocowania.

Materiały do ​​organizacji obiegu wody:

• Odpowiedni zbiornik lub pojemnik na wodę.
  
• Do podłączenia zbiornika potrzebny będzie wąż ogrodowy, którego długość uzależniona jest od odległości zbiornika na wodę od samego kolektora.
  
• Kilka zacisków do podłączenia węża.

Aby jednoznacznie sprawdzić wydajność kolektora ciepłej wody, użyłem termometru cyfrowego.

Technologia krok po kroku montażu kolektora słonecznego

Przede wszystkim należy przyciąć arkusz poliwęglanu do wymaganych wymiarów. Planowałem zrobić kolektor o wymiarach 1x2 metry i od tego wyszedłem. Kolejność pracy jest następująca:

• Rura z tworzywa ABS jest cięta na kawałki o takiej długości, która odpowiada szerokości arkusza. W moim przypadku jest to 1 metr.
  
• Z boku dwóch nakrętek należy wywiercić otwory na sutki.Jeśli nie dysponujesz wiertłem o odpowiedniej średnicy, możesz poszerzyć mały otwór okrągłym pilnikiem.
  
  
  
  
• Aby zaślepki z zamontowanymi adapterami zmieściły się na rurach, należało wyciąć w nich półokrągły otwór, jak pokazano na zdjęciu.
  
  
  
  
  
  
  
• Następnie za pomocą piły stołowej przeciąłem obie rury, aby utworzyć przekrój C.
  
  
  
  Podczas wykonywania tej operacji należy zachować ostrożność i wziąć pod uwagę lokalizację i wymagany kierunek adapterów smoczków.
  
  
  
  
• To samo nacięcie należy wykonać w zaślepkach, aby plastikowy panel zmieścił się w nich.
  
  
  
  
  
  
  
• Po zakończeniu wszystkich czynności przygotowawczych należy zmontować wszystkie części na sucho, aby zapewnić ich kompatybilność i, jeśli to konieczne, dokonać regulacji.
  
• Po dopasowaniu wszystkich elementów konstrukcję należy rozebrać i ponownie złożyć za pomocą kleju silikonowego w celu uszczelnienia wszystkich połączeń. Oprócz pokrycia spoin uszczelniaczem, po montażu zalecam nałożenie odrobiny silikonu na zewnętrzną stronę wszystkich szwów.

Aby szczeliwo dobrze wyschło, zmontowaną konstrukcję należy pozostawić w bezruchu na około jeden dzień, po czym można przystąpić do sprawdzania szczelności. Aby to zrobić, węże są podłączone do adapterów wlotowych i wylotowych, z których jeden jest podłączony do źródła wody. Po całkowitym napełnieniu kolektora wodą należy sprawdzić wszystkie szwy i połączenia pod kątem szczelności. W przypadku wykrycia nieszczelności woda jest spuszczana i po wyschnięciu problematyczne połączenie zostaje ponownie uszczelnione.
Aby móc obliczyć wydajność i wydajność kolektora, należy znać jego objętość. W tym celu należy spuścić wodę z kolektora do jakiegoś pojemnika.Na przykład mój panel zawiera 7,2 litra (łącznie z wężami).

Wykonanie ramy i montaż panelu

W zasadzie kolektor można już użytkować ustawiając go na dachu lub innej płaskiej, nieruchomej powierzchni. Postanowiłem jednak zrobić coś w rodzaju obudowy pod panel plastikowy, aby zmniejszyć prawdopodobieństwo uszkodzenia podczas podnoszenia/opuszczania z dachu stodoły, w której zdecydowałem się zamontować letni prysznic, ponieważ planuję go zdemontować na zimę.
Poniżej opisano krok po kroku montaż obudowy:

• Arkusz sklejki przycinamy na wymiar zmontowanego kolektora z zakładką 10 cm z każdej strony (najpierw pomalowałem arkusz plastiku farbą w sprayu na czarno).
  
• Aby usunąć złączki do podłączenia węży, wywierciłem otwory.
  
  
  
  
• Na sklejce ułożono styropian o grubości 50 mm.
  
  
  
  
• Położyłem plastikowy kolektor na styropianie.
  
  
  
  
  
  
  
• Ze wszystkich stron panelu do sklejki przykręcono drewniany klocek, który służy jako rodzaj ogrodzenia.
  
• Od góry całą konstrukcję pokryto grubą folią z tworzywa sztucznego, którą zabezpieczono taśmą i zszywkami za pomocą zszywacza budowlanego.

Tym samym otrzymałem kolektor ciepła w niezawodnej „obudowie”, dzięki której plastikowy panel jest chroniony przed naprężeniami mechanicznymi.
Notatka! Użyłem zwykłego przezroczystego polietylenu, ale na zdjęciu wygląda jakby był biały - to odblaski.

Napełnianie systemu

Teraz możesz napełnić kolektor wodą i przetestować działanie systemu. Zamontowałem go pod kątem, a zbiornik (pusty) nieco wyżej. Jeden wąż jest podłączony do dolnej złączki, drugi do górnej. Aby napełnić instalację wodą, podłączyłem dolny wąż do źródła wody i lekko odkręciłem zawór, tak aby instalacja stopniowo napełniała się wodą.Jest to konieczne, aby woda stopniowo wypierała całe powietrze. Gdy z drugiego węża zaczęła wypływać woda (kolektor był całkowicie napełniony) odkręciłem zawór do końca tak, aby pozostałe powietrze wydostało się pod ciśnieniem wody. Napełniłem także pojemnik na wodę.

Gdy w strumieniu wody wypływającej z węża wylotowego nie było już pęcherzyków powietrza, zakręciłem dopływ wody i zanurzyłem oba końce węża w wodzie znajdującej się w zbiorniczku (powinny one zawsze znajdować się pod wodą, aby do układu nie dostało się powietrze) ).

Testowanie i testowanie słonecznego podgrzewacza wody

Po napełnieniu instalacji pod wpływem ciepła słonecznego woda znajdująca się w cienkich kanałach plastikowego panelu nagrzewa się i stopniowo przemieszcza się w górę, tworząc naturalny obieg. Zimna woda wypływa ze zbiornika przez dolny wąż, a podgrzana woda z kolektora wpływa do tego samego zbiornika przez górny wąż. Stopniowo woda w pojemniku nagrzewa się.

Do zilustrowania eksperymentu użyłem termometru cyfrowego z zewnętrznym czujnikiem temperatury. Najpierw zmierzyłam temperaturę wody w naczyniu – wynosiła 23°C. Następnie włożyłem czujnik do węża wylotowego, przez który podgrzana w kolektorze woda wpływa do zbiorniczka. Termometr pokazywał 50°C. Słoneczny system podgrzewania wody działa!

Wniosek

Na podstawie wyników badań pracy układu kolektorowego w ciągu 1 godziny otrzymałem podgrzanie 20,2 litra wody (7,2 litra w samym kolektorze i 13 litrów, które zebrałem w naczyniu do eksperymentu) od 23 do 37 °C.
Oczywiście wydajność i efektywność systemu zależy od aktywności słonecznej: im jaśniej świeci słońce, tym bardziej woda się nagrzewa i można ogrzać większą objętość w krótszym czasie. Ale na letni prysznic myślę, że ten kolektor w zupełności wystarczy.

Oryginalny artykuł w języku angielskim