DIY Szolár Vízmelegítő: ábra, Eszköz Stb. + Videó

2024 Szerző: Bailey Albertson | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 13:00

Napelemes vízmelegítő: geokollektor használatának lehetősége és a készülék saját gyártása

A Nap a biztonságos és ingyenes energia legnagyobb forrása. És ha korábban az emberek nem tudták használni, most vannak olyan technológiák, amelyek csak a nap rovására segítik a ház meleg és meleg vízzel történő ellátását. A gyűjtők használata költséghatékony és megfizethető mód a vidéki ház kényelmesebbé tételére. Csak ki kell választania a megfelelő napkollektort (vagy saját maga kell elkészítenie), majd be kell vezetnie a meglévő fűtési rendszerbe.

Tartalom

• 1 Mi a szolár vízmelegítő

  1.1 A naperőművek alkalmazási köre

• 2 A napkollektorok típusai

  • 2.1. Táblázat: A lapos és vákuumos kollektorok összehasonlító jellemzői
  • 2.2 A lapos napelemes vízmelegítők jellemzői
  • 2.3 A vákuumkollektorok jellemzői

• 3 Melyik rendszerbe kell beépíteni a szolár vízmelegítőt

  • 3.1 A forgalom típusai
  • 3.2 A keringési áramkör típusának kiválasztása

• 4 Hogyan készítsünk lapos napkollektort saját kezűleg

  • 4.1 Munkaeszközök és anyagok
  • 4.2 Videó: Hogyan készítsünk lapos rézcsöves napenergiával működő vízmelegítőt
  • 4.3 A napkollektor felszerelése
  • 4.4 A napkollektor karbantartása
• 5 Videó: utasítások a napkollektor alumínium dobozokból történő összeszereléséhez

Mi a szolár vízmelegítő

A kollektor (vízmelegítő) olyan eszköz, amely összegyűjti a napsugarak energiáját és hővé alakítja. A nap felmelegíti a kollektorban lévő hűtőfolyadékot, amelyet aztán meleg vízellátásra és fűtésre vagy villamosenergia-termelésre használnak.

A modern napenergiával működő vízmelegítők összetettek lehetnek, de egy magánház bármely tulajdonosa önállóan készíthet eszközt a saját igényeihez. A lényeg az, hogy kitaláljuk, mire szolgál ez az eszköz.

Három gyűjtő teljesen kielégíti a család melegvíz- és fűtési igényeit

A naperőművek alkalmazási köre

Hazánkban a napenergiával működő vízmelegítő kifejezés még mindig a nyári zuhanyfülke tetején található fekete tartályhoz kapcsolódik, de ezt a technológiát az egész világon sikeresen alkalmazzák. A napkollektorok Európa déli régióiban gyakoriak. Olaszországban, Spanyolországban és Görögországban a magánházak lakóinak a törvény előírja a szolár vízmelegítők használatát. Kína sem marad el a nyugattól. Ott a sokemeletes épületek tetejére napenergiával működő vízmelegítőket szerelnek fel, amelyek minden lakáshoz meleg vizet biztosítanak. 2000-ben annyi naperőmű volt a világon, hogy együttvéve több mint 71 millió m ² -et foglalnának el. Közel 15 millió m ² lenne európai.

A napkollektorok szinte teljesen elfoglalják a kínai új épületek tetejét

Az ilyen eszközöket háztartási helyiségek és ipari épületek melegvízellátására, magánházak, adminisztratív épületek, műhelyek fűtésére használják. Az élelmiszer- és textiliparban a legnagyobb a kereslet, mivel ezen a területen folyik sok melegvíz-előállítási folyamat.

A magánszektorban minden németországi embernek 0,14 m ² napkollektor területe van, Ausztriából - 0,45 m ², Ciprusról - 0,8 m ² és Oroszországból - 0,0002 m ². A napfény intenzitása Oroszországban csak 0,5 kWh / m ^{2 -vel} kevesebb, mint Németország déli részén. Ez azt jelenti, hogy a napkollektorok alacsony népszerűsége az északi régiókban nem földrajzi okokból adódik.

Még a medence vize is melegíthető kiterjedt elosztó rendszerrel

A napkollektorok típusai

A mérnökök sík, vákuumcsöves, parabolikus reflektor-koncentrátorokat, légi, napelemes tornyokat és más típusú berendezéseket fejlesztettek ki. A legnépszerűbb háztartási célokra a lapos és vákuum vízmelegítők.

Táblázat: A lapos és vákuumos kollektorok összehasonlító jellemzői

Lapos kollektor	Vákuumcsatorna
Könnyen megtehető saját kezűleg hulladék anyagokból.	Ipari környezetben gyártva vagy gyári alkatrészekből összeállítva.
Gyorsan fizet.	Háromszor hosszabb ideig fizet, mint a lapos.
Kevésbé valószínű, hogy túlmelegedne forró időben.	Megakadályozza a felhalmozódott hő visszatérését a környezetbe.
Hatékonyan működik nyáron vagy forró éghajlatú országokban.	Hideg területekre alkalmas, télen -30 ° C- ig működik.
Magas a szél, ezért erős széllökés lefújhatja a tetőről.	A szél szabadon halad a vákuumcsövek között, így nagyobb a valószínűsége annak, hogy a kollektort nem éri el a vihar.
Megtisztítja magát a hótól, a fagytól és a jégtől.	A termelékenység 2-3-szor nagyobb, mint egy lapos kollektoré (egyenlő területtel).

A lapos napelemes vízmelegítők jellemzői

A készülék panel, amelynek belsejében rézcsövek vannak, sötét bevonattal. Felmelegítik a vizet, amelyet ezután egy tartályba gyűjtenek és melegvíz-ellátásra (melegvíz-ellátásra) használnak. Ha maga készíti a gyűjtőt, akkor a drága alkatrészeket a rendelkezésre álló anyagokkal lehet helyettesíteni:

• rézcsövek helyett acélt, polietilént vagy éppen radiátort vehet egy régi hűtőszekrényből;
• egy fakeret a fém helyettesítőjévé válhat, bár súlya nagyobb;
• a krómozott abszorber helyettesíti a szokásos fekete festéket;
• egy üveglap vagy cellás polikarbonát jól szolgál védőburkolatként, a hab pedig fűtőelemként.

A legfontosabb az, hogy biztosítsuk a panel szorosságát, de ehhez elegendő az összes varratot építési szilikonnal lezárni. Az ilyen eszközök fő hátránya, hogy a fűtött hűtőfolyadék hőt sugároz a levegőbe, és kissé lehűl, mielőtt belépne a tárolóba. A hőszigetelés és a varratok tömítése pontosan ennek a hatásnak a leküzdésére szolgál.

Az ipari kollektor drága alkatrészei lecserélhetők olcsóbb társaikra, például acélcsövek használhatók rézcsövek helyett, és a készülék váza fából

Ha a lapos kollektorból nem vesznek vizet, egy forró napsütéses napon az 190–210 ^o C- ra melegedhet, ami hűtőfolyadékkal vagy csatlakozó elemekkel rendelkező csövek szakadásához vezethet. Azok számára, akik alkalmanként szolár vízmelegítőt használnak, fontos egy olyan tartály telepítése, amely kiküszöböli a csövekben a túlzott nyomást. Egy másik lehetőség az, hogy a víz helyett ásványi olajat használnak hűtőbordaként. Forráspontja magasabb, ami csökkenti a rendszer károsodásának kockázatát. Ebben az esetben hőcserélőre van szükség, amelyben az olaj közvetlen érintkezés nélkül a felgyülemlett hőt a vízbe továbbítja.

A vákuum kollektorok jellemzői

Ez a típusú napenergiával működő vízmelegítő egyedi csövekből áll, amelyek mindegyike levegőtlen környezetben van. Ez a kialakítás lehetővé tette a hőveszteség csökkentését a kollektortól a tárolótartályig tartó úton és növelte a rendszer hatékonyságát. Ennek köszönhetően a vákuum kollektorok tökéletesen működnek az évszakok váltásakor (ősszel, tavasszal) és télen is.

A vákuumcsatorna levegőtlen környezetbe helyezett csövekből áll

A rézcsöveket vákuum szolár vízmelegítőkben is használják, mivel ez az anyag jó hőátadást és higiéniát biztosít egyszerre. A többi elem hasonló: üveg (boroszilikát a jobb hőátadás érdekében), alatta fekete elnyelő réteg, hűtőközeggel ellátott cső és hordozó. Könnyebb biztosítani a rendszer tömörségét, mivel csak egy varrat van - a cső és a tároló tartály közötti kapcsolat.

Külön csövek vannak csatlakoztatva a vákuum vízmelegítő fő csövéhez

A hideg víz fokozatosan felmelegszik a forró rézcsövekkel való alternatív érintkezésből. Ez az egyetlen módja annak, hogy a vákuum naperőműből származó hő elvezethető legyen, ezért fontos, hogy rendszeres hideg vízáramot biztosítson neki, vagyis egész nap forró vizet használjon. A fagyálló folyadékot hűtőfolyadékként használják a vákuum napkollektorokban, hogy növeljék a rendszer tartósságát. Elviseli ^a hőmérséklet 300 ° C-ra történő felmelegedését, és nem fagy le, ha felhős napon a készülék hőmérsékletét -40 ° C- ^ra csökkentik.

Teljes értékű vákuum napkollektort nem lehet saját kezűleg létrehozni: vastag falú cső készítése boroszilikát üvegből kézműves körülmények között elképzelhetetlen. Ezért megbízhatóbb megoldás lenne gyári lombikok vásárlása (koaxiális és tollfajtákat kínálnak), és a helyszínen összeszerelik a szolár vízmelegítőt. De mivel még egy ilyen munka is figyelemre méltó lakatos készségeket igényel, jobb, ha készterméket vásárol a gyártó garanciájával.

Melyik rendszerbe kell integrálni a szolár vízmelegítőt

Annak érdekében, hogy a forró víz elkezdhessen kifolyni a csapból, fontos, hogy ne csak kollektort válasszon, hanem egy tárolótartályból, összekötő csövekből, csapokból és egyéb elemekből is létrehozzon neki egy teljes rendszert.

A forgalom típusai

Határozza meg, hogy a tárolótartályt be tudja-e szerelni a gyűjtőcső szintje fölé. Attól függ, hogy a kétféle keringés közül melyik lesz a rendszerben.

1. A természetes keringés a hideg és a meleg víz közötti sűrűségbeli különbség miatt jön létre. A fűtött folyadék hajlamos emelkedni, ami meghatározza a tároló tartályának helyét. Ha a tető összetett, válasszon egy jól megvilágított helyet az elosztó számára, és helyezze a tartályt a gerinc alá.

   

   Természetes keringés esetén a víz a rendszeren keresztül mozog a hideg és a meleg víz közötti sűrűségbeli különbség miatt.

2. A kényszerkeringésű rendszerek a szivattyúnak köszönhetően meleg vizet pumpálnak egy előkészített tartályba. Ebben az esetben lehetővé válik a rendszer elemeinek egymástól távol történő elhelyezése, például egy tárolótartály elhelyezése a padláson vagy az alagsorban. Ez jobban megfelel a külsejének, és kevesebb erőfeszítést igényel maga a tartály szigetelése. De a kollektortól a tartályig vezető csöveket hőszigeteléssel kell ellátni, különben fennáll annak a veszélye, hogy útközben elveszíti a teljes hőt. A kényszerkeringéshez áramot kell használni, tehát ha a dachánál nincs áram, vagy ha az áram gyakran kialszik, akkor ez a lehetőség nem fog működni.

   

   A kényszerkeringésű rendszerekben a forró vizet egy szivattyú mozgatja

Ha úgy dönt, hogy hőcserélő olajat használ a gyűjtőcsatornában, biztosítson szivattyút a kényszerű keringéshez. Ellenkező esetben az olaj alacsony tágulási együtthatója miatt a rendszer egyszerűen nem fog működni.

A keringési áramkör típusának kiválasztása

Három típusú rendszer közös:

1. Nyitott hurok. Ez a legegyszerűbb módja annak, hogy meleg vizet juttasson otthonába. Legfőbb különbsége, hogy a kollektorban lévő hűtőfolyadék szükségszerűen víz. Először csövekben melegszik fel, majd belép a tárolótartályba, majd közvetlenül a konyhában vagy a fürdőszobában lévő csapba. Vagyis a víz nem körben kering, hanem egy nyitott körben minden alkalommal új részt melegítenek.

   

   Nyílt hurkú melegvíz-rendszerben a víz nem körben kering

2. Egykörös. Előnyös, ha állítólag napenergiával kell fűteni a házat, vagy olcsóbbá kell tenni az elektromos fűtés működését. Különbsége, hogy a nap által melegített víz bejut a fűtőcsövekbe. A hűtőfolyadék körben mozog a rendszerben. Ez egy zárt keringési ciklus. Mivel a napkollektort télen és szezonon kívül használják, válasszon vákuummodelleket, és helyezzen be egy kiegészítő fűtőtestet a rendszerbe. Elektromos vagy gázkazán segít a hűtőfolyadékot a kívánt hőmérsékletre hozni hideg és felhős napokon, valamint éjszaka is.

   

   Egykörös cirkulációs rendszerben a napkollektor párhuzamosan működik a kazánnal

3. Kettős áramkör. Ez az opció magában foglalja a hő átadását a kollektorból a rendszerbe egy speciális hőcserélőn keresztül. Mivel nincs közvetlen érintkezés a hűtőfolyadék és a víz között, olajat vagy fagyállószert használnak a kollektorban. A rendszer optimális az olyan vidéki házak számára, ahol az emberek egész évben élnek. Ebben a kollektort egyszerre használják melegvíz ellátásra és fűtésre. Általános szabály, hogy a kazán és / vagy a kazán a víz további melegítéséhez is beépül, és több kollektort használnak (a lakók számától és a régió éghajlati jellemzőitől függően).

   

   Kétkörös keringési rendszerben nincs közvetlen kapcsolat a szolár vízmelegítő hűtőfolyadéka és a víz között

Hogyan készítsünk lapos napkollektort saját kezűleg

Ehhez rajz szükséges. Ezenkívül ki kell számolnia a vízmelegítő területét a család igényeinek megfelelően. Ezt a paramétert a következő képlet határozza meg: A = K * F * SF / (G * η) AW = 1 / (G * η) A = K * F * SF * AW, ahol:

• A - kollektor területe, m2;
• AW az a csökkentett terület, amely képes napi 1 kW * óra, m2 * nap / (kW * óra) előállítására;
• Η - egy kollektor hatékonysága,%;
• G - egy adott területre jellemző napi teljes napsugárzás, kW * óra / (m2 * nap);
• K - együttható, figyelembe véve a kollektorok dőlésszögének értékét és a kardinális pontokhoz viszonyított orientációját;
• F a víz napi melegítéséhez szükséges energia, kW * óra / nap;
• Az SF a napenergia részaránya a hőigény fedezésében,%.

A gyűjtő építéséhez részletes rajzra lesz szüksége, amely feltünteti az alkatrészek számát és méretét

Eszközök és anyagok a munkához

2,28x1,9x0,1 m méretű lapos napkollektor gyártásához fém-műanyag csövekkel és favázzal:

• fémfűrész vagy kirakós fa és rétegelt lemez vágásához;
• olló fém-műanyag csövekhez;
• csavarhúzó;
• kefék és szórópisztoly vagy festékszóró doboz a szerelt csövek megfeketítésére.

Sorrend:

1. Állítson össze egy dobozt a gyűjtő aljához két rétegelt lemezből, amelyek mérete 1,52x1,52 m, vastagsága 1 cm. Az egyiket kivágva oldalakat készítenek a részletekhez: 0,76x0,38 m méretű - 4 db, 1,52x0.76 m méretű - 1 PC.

   

   A rétegelt lemezeket egy gyűjtődoboz létrehozására használják

2. A kapott doboz belső felületét fekete matt festékkel, a külső felületét pedig fehér színnel festse le, vagy fedje le védőlakkkal.

3. Hozzon létre egy keretet egy doboz rögzítésére egy 5x5 cm-es rúdból a mellékelt ábra szerint. Összesen 60 m faanyagra lesz szükség. Összeszerelés előtt fontos, hogy az alkatrészeket faanyagvédő szerrel kezelje, hogy megvédje az anyagot a csapadéktól és a szélsőséges hőmérsékletektől. Rögzítse az alkatrészeket facsavarokkal 5x5 cm-es fém sarkokkal.

   

   A doboz állványa (váza) rúdból készül

4. Rögzítse a dobozt az előkészített állványra, és végezze el a további szerelést ezen a ferde állványon.

5. Jelölje meg, hogy a csövek hova kerülnek, és hová illeszkednek. Színezd őket feketére is, hogy ne növekedjen a hőveszteség.

   

   A biztonságos rögzítés érdekében a rögzítőcsöveket négy sorban helyezik el

6. Vágja darabokra a 0,5 hüvelyk vastagságú megerősített műanyag csöveket a kívánt hosszúságúra. A hibázás elkerülése érdekében használja az első részletet referenciaként. 45 darab 2,14 m-es darabot kell kapnia.
7. Szerelje össze a kígyót az állványon lévő csövekből, fordulatokon a fém-műanyag csövek szerelvényeinek használatával. Összesen 44 "anya-anya" és "anya-apa" típusú szögletes könyök és 88 adapter szükséges a fém-műanyag csőtől az illesztésig. Az illesztések tömítéséhez használjon tömítőmenetet. A kígyó elején és végén rögzítse az adaptereket a vízellátó és a leeresztő tömlők csatlakoztatásához.

8. Festse a szerkezetet feketére szórópisztollyal vagy kannával.

   

   A kollektor tekercs fekete festékkel van festve

9. Csatlakoztassa a tekercset a szivattyúhoz, és ellenőrizze, hogy nincs-e szivárgás a víz pumpálásakor. Ha valamelyik csatlakozás nem elég szoros, ürítse le és szerelje vissza, majd ellenőrizze újra.

10. Fedje le a doboz tetejét tiszta üveggel vagy szilárd polikarbonáttal. Ha nem lehet szilárd lapot használni, készítsen egy alumínium keretet a rendelkezésre álló töredékek méretére (lehetőleg legfeljebb négyre), és rögzítse biztonságosan a paneleket. Óvatosan kezelje minden egyes kötést átlátszó szilikonnal, hogy a vízmelegítő szoros legyen.

    

    A kollektorpajzs több darabból összeállítható, tovább erősítve az ízületeket

A leírt séma szerint 1,6-2 kW teljesítményű kollektor kerül összeállításra.

Videó: hogyan lehet egy lapos rézcsöves napenergiával működő vízmelegítőt készíteni

Napkollektor telepítése

A készülék a tetőre van felszerelve. Ez az opció alkalmas vidéki házak és sokemeletes épületek számára. Jobb, ha a tető lejtős és a dőlésszög közel van a régió szélességéhez. Ebben az esetben a konzolokat a tetőfedő anyagon keresztül a déli oldalán lévő táblákhoz kell rögzíteni. A kollektor 15-20 cm-rel kerül a tető szintje fölé, a rámpával párhuzamosan. Ez a legharmonikusabb megoldás, különösen, ha több vízmelegítőt használnak a házban. Előfordul, hogy a kollektor be van süllyesztve a tetőbe, így a védőrács egybeesik a dekoratív tetőfedéssel. De ez a módszer sokkal költségesebb és gyengítheti a tetőszerkezetet.

A legjobb, ha a lapos kollektorrendszert lejtős tetőre szerelik

A lapos tetőkön a kollektorokat speciális szerkezetekre szerelik, amelyek adott szögben tartják őket. Az állványok megvásárolhatók készen vagy hegesztve önmagukban a sarkokból. A fémszerkezetet nagy horgonycsavarokkal rögzítik az alapra.

Lapos tetőn a kollektorok speciális szerkezetekre vannak felszerelve

Nyaralókban napkollektorokat helyeznek el a ház vagy a medence mellett, egy nyílt, napos területen. Ebben az esetben egy már létrehozott oldalon választanak helyet, vagy külön szerelnek fel egy megbízható bázist. Ehhez téglalap alakú platformra lesz szükség döngölt ömlesztett párnával, vízszigeteléssel és burkolólapokkal, porcelán kőedényekkel és más tartós, kemény és időjárásálló anyagokkal. Ezt követően egy fém vagy fa festőállvány állványt szerelnek rá, amelyre a napkollektor csatlakozik.

A napkollektor olyan támaszokra történő telepítése, amelyeknek nincs közös alapja, kevésbé megbízhatónak tekinthető, de helyet takarít meg

Napkollektor karbantartás

Mint minden más berendezés, az eszköz is szervizelést igényel. A leggyakoribb művek:

1. Üvegmosás. A kollektor védőpanelje idővel elhomályosul a portól és a lerakódásoktól. Annak érdekében, hogy ez ne befolyásolja a rendszer hatékonyságát, érdemes havonta egyszer (a munkaidő alatt) tisztítani egy szokásos üvegtisztítóval vagy éppen szappanos vízzel (ha az átlátszó panel nem üvegből készült). Mivel a ház lezárva van, nincs szükség előkészítő munkára a rendszer leállításához.
2. A lapos kollektorok leeresztése, ha télen nem használják. A felhős téli időben a fagyos víz felszakíthatja a csöveket és a csatlakozásokat. Ezért a hideg időjárás bekapcsolásával meg kell szakítani a vízellátást, és teljesen ki kell üríteni a folyadékot a csövekből. Aztán a következő nyaralóig a gyűjtő ismét készen áll a munkára. A szolár vízmelegítő többi része időjárásálló, ezért nem szükséges eltávolítani őket a vidéki ház tetejéről.
3. A hűtőfolyadék cseréje, ha a működési szabályok megsértése miatt romlik. A vákuum napkollektorokban alkalmazott fagyálló nagyon érzékeny a túlmelegedésre. Ha a vízmelegítő nem tudta átadni a hőt a vízbe (a házban nem használtak meleg vizet, a fűtési rendszert kikapcsolták), akkor a folyékony és vékony rézcsövekben pelyhek képződnek, és egy szűrő eltömődött. Ennek eredményeként a gyűjtő nem képes normálisan ellátni funkcióit. Ebben az esetben ürítse ki teljesen a fagyálló anyagot minden egyes lombikból, öblítse le a csövet, és töltse fel a rendszert új speciális fagyállóval (kollektorokhoz, nem autókhoz). A szűrőt is meg kell tisztítani, és ki kell cserélni a patront. A rendszer beindítása után véletlenül megmaradt pelyhek ismét megjelenhetnek a szűrőben, ezért a kollektor működésének első napjára ellenőrizni kell, és szükség esetén meg kell tisztítani a patront.

4. A törött üveg cseréje. A védőpanel néha jégeső, rongálók és egyéb okok miatt eltörik. Az üveget nem nehéz lecserélni egy lapos kollektorban: csak távolítsa el a régit, és rögzítse az újat szilikon tömítőanyaggal. A munka legfeljebb fél órát vesz igénybe, nem kell kikapcsolnia a rendszert. A vákuumcsatornában a teljes izzót ki kell cserélni. Ugyanattól a gyártótól kell megrendelnie.

   

   A sérült vákuumcsatorna lombikjának cseréjét jobb szakemberekre bízni.

Ha a kollektort megvásárolták, az első meghibásodásnál érdemes felhívni a mestert, és a garanciális időszak alatt - vegye fel a kapcsolatot a gyártó képviselőjével. A házi készítésű napenergiával működő vízmelegítőt önállóan kell majd megjavítani, de a meghibásodás megtalálása és a házi készítésű termékben történő rögzítése sokkal könnyebb, mint a gyári. A kollektorjavítók tapasztalata azt sugallja, hogy először ellenőriznie kell a szelepek, érzékelők, tárolótartály és szivattyú állapotát, mivel ezek kevésbé megbízhatóak, mint maga a naperőmű.

A napkollektoros melegvíz rendszerekben a szelepek és az érzékelők legtöbbször meghibásodnak.

Videó: utasítások a napkollektor alumínium dobozokból történő összeszereléséhez

A napkollektorok tulajdonosai biztosak lehetnek benne: ha felmérik a készülék képességeit, egyszerűen lehetetlen lesz megtenni nélküle. Most olcsó és biztonságos hőt biztosíthat házának vagy nyaralójának.