Bộ thu năng lượng mặt trời Polycarbonate

Trên Internet, tôi thấy rất nhiều công nghệ và phương pháp chế tạo máy nước nóng năng lượng mặt trời khác nhau và quyết định chia sẻ kinh nghiệm của bản thân. Tôi coi dự án này là rất thành công, vì theo đúng nghĩa đen, mỗi centimet bề mặt của bộ thu đều tiếp xúc trực tiếp với nước nóng. Ngoài ra, bằng cách sử dụng công nghệ làm cơ sở, bạn có thể dễ dàng xây dựng một bộ sưu tập có kích thước yêu cầu.

Khái niệm dự án

Bản chất của bộ thu năng lượng mặt trời là nước lạnh từ hồ chứa chảy theo trọng lực vào bộ thu. Nước nóng dâng lên qua các kênh và chảy trở lại bể. Như vậy, sự tuần hoàn tự nhiên được tạo ra trong một hệ thống khép kín.
Ống góp được làm bằng một tấm polycarbonate hoặc nhựa khác với các hình vuông rỗng bên trong chạy dọc. Để tăng khả năng hấp thụ ánh sáng mặt trời và cải thiện hiệu suất của bộ thu (tốc độ nước nóng lên), nhựa có thể được sơn màu đen. Nhưng ở đây điều quan trọng cần nhớ là tấm được làm bằng polycarbonate khá mỏng nên nếu đun nóng mạnh mà không có sự lưu thông, nó có thể bị mềm hoặc biến dạng, dẫn đến rò rỉ nước.
Điều đáng chú ý là thiết bị này không thích hợp để lắp đặt trong khu dân cư nhằm mục đích cung cấp nước nóng. Dự án thử nghiệm này phù hợp hơn để trang bị vòi sen mùa hè trong một ngôi nhà mùa hè.

Dụng cụ và vật liệu

Công cụ bạn sẽ cần:

• Cưa tròn và cưa tay.
  
• Máy khoan điện.
  
• Dao.
  
• Roulette.
  
• Cái vặn vít.
  
• Súng bắn keo silicon.
  
• Máy dập ghim xây dựng.

Vật liệu cho người sưu tầm:

• Tấm Polycarbonate có rãnh rỗng.
  
• Ống nhựa ABS.
  
• 4 ống cắm.
  
• Núm vú có ren bằng nhựa 2 ½ inch có khớp nối ống.
  
• Ống keo silicone.
  
• Xịt sơn nếu bạn định sơn.

Vật liệu khung:

• 1 tấm ván ép.
  
• Tấm polystyrene mở rộng. Bạn cũng có thể sử dụng hình vuông xốp.
  
• Dầm gỗ có tiết diện 100×100 mm.
  
• Màng polyetylen, băng keo.
  
• Bu lông, đai ốc, vòng đệm, giá đỡ để buộc chặt.

Vật liệu tổ chức tuần hoàn nước:

• Một bể chứa hoặc thùng chứa nước thích hợp.
  
• Để kết nối bể, bạn sẽ cần một vòi tưới vườn, chiều dài của ống này phụ thuộc vào khoảng cách của thùng chứa nước với chính bộ thu.
  
• Một số kẹp để kết nối ống.

Để kiểm tra rõ ràng hiệu suất của bộ thu nước nóng, tôi đã sử dụng nhiệt kế kỹ thuật số.

Công nghệ từng bước để lắp ráp bộ thu năng lượng mặt trời

Trước hết, bạn cần cắt tấm polycarbonate theo kích thước yêu cầu. Tôi dự định làm một bộ sưu tập có kích thước 1x2 mét và bắt đầu từ thực tế này. Trình tự công việc như sau:

• Ống nhựa ABS được cắt thành từng đoạn có chiều dài tương ứng với chiều rộng của tấm. Trong trường hợp của tôi nó là 1 mét.
  
• Ở bên cạnh của hai chiếc mũ bạn cần khoan lỗ cho núm vú.Nếu không có mũi khoan có đường kính phù hợp, bạn có thể mở rộng lỗ nhỏ bằng giũa tròn.
  
  
  
  
• Để các phích cắm có bộ chuyển đổi vừa khít với đường ống, người ta phải khoét một lỗ hình bán nguyệt trên chúng, như trong ảnh.
  
  
  
  
  
  
  
• Sau đó, tôi dùng cưa bàn để cắt cả hai ống để tạo hình chữ C.
  
  
  
  Khi thực hiện thao tác này, bạn cần phải cẩn thận và tính đến vị trí cũng như hướng cần thiết của bộ chuyển đổi núm vú.
  
  
  
  
• Việc cắt tương tự phải được thực hiện ở nắp để tấm nhựa có thể vừa với chúng.
  
  
  
  
  
  
  
• Khi tất cả các thao tác chuẩn bị đã hoàn thành, bạn cần phải lắp ráp khô tất cả các bộ phận để đảm bảo khả năng tương thích của chúng và thực hiện các điều chỉnh nếu cần.
  
• Khi tất cả các yếu tố được điều chỉnh, cấu trúc được tháo rời và lắp ráp lại bằng keo silicon để bịt kín tất cả các khớp. Ngoài việc phủ keo trám kín các mối nối, tôi khuyên bạn nên bôi một ít silicone lên mặt ngoài của tất cả các đường nối sau khi lắp ráp.

Để chất trám khô tốt, cấu trúc lắp ráp phải được giữ bất động trong khoảng một ngày, sau đó bạn có thể bắt đầu kiểm tra độ kín. Để làm điều này, các ống được kết nối với bộ chuyển đổi đầu vào và đầu ra, một trong số đó được kết nối với nguồn cấp nước. Sau khi bộ thu được đổ đầy nước, tất cả các đường nối và kết nối đều được kiểm tra xem có rò rỉ không. Nếu phát hiện rò rỉ, nước sẽ được xả ra và sau khi khô, kết nối có vấn đề sẽ được hàn lại.
Để có thể tính được năng suất và hiệu quả của máy thu gom, bạn cần biết khối lượng của nó. Để làm được điều này, nước từ bộ thu phải được xả vào một thùng chứa nào đó.Ví dụ: bảng điều khiển của tôi chứa 7,2 lít (bao gồm cả ống mềm).

Làm khung và lắp ráp bảng điều khiển

Về nguyên tắc, bộ thu có thể được sử dụng bằng cách đặt nó trên mái nhà hoặc bề mặt phẳng, cố định khác. Nhưng tôi quyết định làm một loại vỏ cho tấm nhựa để giảm khả năng hư hỏng khi nâng/hạ từ nóc chuồng trại, trong đó tôi quyết định lắp một vòi sen mùa hè, vì tôi đang định dỡ bỏ nó cho mùa đông.
Việc lắp ráp từng bước của trường hợp được mô tả dưới đây:

• Tấm gỗ dán được cắt theo kích thước của bộ thu đã lắp ráp với độ chồng lên nhau 10 cm mỗi bên (lần đầu tiên tôi sơn tấm nhựa màu đen bằng sơn phun).
  
• Để tháo các phụ kiện nối ống, tôi đã khoan lỗ.
  
  
  
  
• Polystyrene mở rộng dày 50 mm được đặt trên ván ép.
  
  
  
  
• Tôi đặt ống góp nhựa lên trên lớp xốp polystyrene.
  
  
  
  
  
  
  
• Trên tất cả các mặt của bảng điều khiển, một khối gỗ được vặn vào ván ép, dùng như một loại hàng rào.
  
• Từ trên cao, toàn bộ cấu trúc được bao phủ bởi màng nhựa dày, được cố định bằng băng keo và ghim bằng kim bấm xây dựng.

Vì vậy, tôi đã nhận được một bộ thu nhiệt trong một “hộp” đáng tin cậy, nhờ đó tấm nhựa được bảo vệ khỏi ứng suất cơ học.
Ghi chú! Tôi đã sử dụng nhựa polyetylen trong suốt thông thường, nhưng trong ảnh nó trông giống như màu trắng - đó là ánh sáng chói.

Làm đầy hệ thống

Bây giờ bạn có thể đổ đầy nước vào bộ thu và kiểm tra hiệu suất của hệ thống. Tôi lắp nó ở một góc và bình chứa (trống) cao hơn một chút. Một ống được nối với ống nối phía dưới, ống thứ hai nối với ống nối phía trên. Để đổ đầy nước vào hệ thống, tôi nối ống dưới với nguồn cấp nước và mở nhẹ van để hệ thống được đổ đầy nước dần dần.Điều này là cần thiết để nước dần dần thay thế toàn bộ không khí. Khi nước chảy ra từ vòi thứ hai (bộ thu đã đầy hoàn toàn), tôi mở van hết cỡ để không khí còn lại thoát ra dưới áp lực nước. Tôi cũng đổ đầy bình chứa nước.

Khi không còn bọt khí trong dòng nước chảy ra từ vòi xả, tôi tắt nước và nhúng cả hai đầu vòi vào nước trong bình chứa (chúng phải luôn ở dưới nước để không khí không lọt vào hệ thống). ).

Kiểm tra và thử nghiệm máy nước nóng năng lượng mặt trời

Khi hệ thống được lấp đầy, dưới tác động của nhiệt mặt trời, nước nằm trong các rãnh mỏng của tấm nhựa nóng lên và dần dần di chuyển lên trên, tạo thành vòng tuần hoàn tự nhiên. Nước lạnh chảy từ bể qua ống phía dưới và nước nóng từ bộ thu vào cùng một bể qua ống phía trên. Dần dần nước trong thùng nóng lên.

Để minh họa thí nghiệm, tôi sử dụng nhiệt kế kỹ thuật số có cảm biến nhiệt độ bên ngoài. Đầu tiên, tôi đo nhiệt độ của nước trong thùng - nó là 23 ° C. Sau đó, tôi lắp cảm biến vào ống xả để nước nóng trong ống góp chảy vào bể chứa. Nhiệt kế cho thấy 50°C. Hệ thống nước nóng năng lượng mặt trời đang hoạt động!

Phần kết luận

Dựa trên kết quả kiểm tra hiệu suất của hệ thống thu gom trong 1 giờ, tôi đã đun nóng 20,2 lít nước (7,2 lít trong chính bộ thu và 13 lít tôi thu được trong thùng chứa để thí nghiệm) từ 23 đến 37 ° C.
Tất nhiên, hiệu suất và hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào hoạt động của mặt trời: mặt trời càng chiếu sáng, nước càng nóng lên và khối lượng lớn hơn có thể được làm nóng trong thời gian ngắn hơn. Nhưng để tắm mùa hè, tôi nghĩ bộ sưu tập này là khá đủ.

Bài viết gốc bằng tiếng Anh